Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug mit einer topfförmigen Membran aufweisend einen Membranboden und eine Membranmantelwand, wobei der Membranboden eine in eine Senderichtung des Ultraschallsensors weisende Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweist und der

Ultraschallsensor zum Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen über den Membranboden ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Ultraschallsensor sowie ein Verfahren zum Herstellen eines

Ultraschallsensors.

Ultraschallsensoren bzw. Ultraschallwandler für Kraftfahrzeuge sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt und können beispielsweise dazu eingesetzt werden, Objekte in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Dazu wird von den

Ultraschallsensoren ein Ultraschallsignal ausgesendet und das an dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder von dem Ultraschallsensor empfangen. Informationen über das erfasste Objekt, beispielsweise einen Abstand des Objekts zu dem Kraftfahrzeug, können dabei einem Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem

Parkassistenzsystem, bereitgestellt werden.

Zur Erzeugung des Ultraschallsignals weisen die Ultraschallwandler in der Regel Membranen auf, welche zum Schwingen angeregt werden. Diese Membranen können beispielsweise aus einem Vollmaterial gefräst werden oder in einem Fließpressverfahren hergestellt werden. Die Schwingungsenergie kann von einem Wandlerelement, beispielsweise einem Piezoelement, bereitgestellt werden. Ein solches Piezoelement kann, wie in der DE 10 2009 040 028 A1 beschrieben, beispielsweise formschlüssig mit der Membran verbunden sein. Ein Wirkungsgrad der Ultraschallwandler hängt dabei insbesondere von einem Schwingungsverhalten der Membranen ab.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ultraschallsensor bereitzustellen, welcher besonders einfach zu fertigen ist und einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ultraschallsensor, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Ein erfindungsgemäßer Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug umfasst eine topfförmige Membran. Die topfförmige Membran weist einen Membranboden und eine

Membranmantelwand auf, wobei der Membranboden eine in eine Senderichtung des Ultraschallsensors weisende Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweist und der Ultraschallsensor zum Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen über den Membranboden ausgebildet ist. Darüber hinaus ist in dem Membranboden auf der Rückseite oder auf der Vorderseite des Membranbodens eine Vielzahl von Einprägungen ausgebildet, durch welche eine Dicke des Membranbodens an Positionen der Einprägungen reduziert ist.

Die topfförmige Membran kann beispielsweise einen runden oder ovalen Membranboden aufweisen, welcher einen kreisförmigen oder ovalförmigen Außenumfang aufweist. Die Membranmantelwand ist insbesondere um eine Längsachse entlang einer um die Längsachse orientierten Umlaufrichtung umlaufend angeordnet. Die

Membranmantelwand kann dabei an der Rückseite des Membranbodens und senkrecht zu der Rückseite des Membranbodens orientiert angeordnet sein. Die topfförmige Membran kann einteilig ausgebildet sein. An der Rückseite des Membranbodens kann ein Wandlerelement, beispielsweise ein Piezoelement angeordnet sein, welches zur

Schwingungsanregung des Membranbodens und damit der gesamten topfförmigen Membran ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist in der Rückseite oder in der Vorderseite des Membranbodens, also einseitig in dem Membranboden, eine Vielzahl von Einprägungen bzw. Einformungen ausgebildet. Die Einprägungen bzw. Vertiefungen bzw. Einkerbungen durchdringen den Membranboden dabei nicht. Durch die Einprägungen wird eine Dicke des

Membranbodens bzw. eine Materialstärke des Membranbodens an den Positionen der Einprägungen reduziert bzw. verringert. Anders ausgedrückt, weist der Membranboden an einer Position ohne eine Einprägung zwischen der Vorderseite und der Rückseite eine erste Dicke auf und an einer Position mit einer Einprägung eine im Vergleich zur ersten Dicke kleinere zweite Dicke auf. Dadurch wird gleichzeitig auch eine Masse des

Membranbodens im Vergleich zu einem Membranboden verringert, welcher über eine gesamte Fläche des Membranbodens die erste Dicke aufweist. Durch die Massenreduktion des Membranbodens wird ein Wirkungsgrad des Ultraschallsensors in vorteilhafter Weise erhöht.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass der Wirkungsgrad dann deutlich erhöht wird, wenn, beispielsweise durch das Piezoelement beim Senden oder durch das Ultraschallsignal beim Empfangen, weniger Gewicht bzw. Masse zum Schwingen angeregt werden muss. Durch die reduzierte Masse kann der Membranboden stärker ausgelenkt werden, wodurch ein größerer Schalldruck entsteht und damit der

Wirkungsgrad erhöht wird. Würde aber der Membranboden zur Massenreduktion über die gesamte Fläche mit der zweiten, reduzierten Dicke ausgestaltet sein, würde in

nachteiliger Weise eine Steifigkeit des Membranbodens verringert werden. Dies ist jedoch unerwünscht. Mittels der Einformungen bzw. Einprägungen kann jedoch die Masse des Membranbodens bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Steifigkeit des Membranbodens reduziert werden. Somit kann der Wirkungsgrad des Ultraschallsensors ohne signifikante Reduzierung der Steifigkeit des Membranbodens erhöht werden.

Dabei können die Einprägungen jeweils rund, viereckig, rautenförmig oder vorzugsweise wabenförmig bzw. sechseckig ausgebildet sein. Insbesondere ein mit wabenförmigen Einprägungen versehener Membranboden weist in vorteilhafter Weise eine besonders hohe Steifigkeit auf. Ein Durchmesser einer Einprägung beträgt dabei insbesondere nur einen Bruchteil eines Membranbodendurchmessers, sodass entlang des

Membranbodendurchmessers eine Vielzahl an Einprägungen anordenbar ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Rückseite oder die Vorderseite des Membranbodens von einem durch die Einprägungen gebildeten Einprägungsmuster vollständig bedeckt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass in der Rückseite oder in der Vorderseite des Membranbodens über eine gesamte Fläche der Rückseite oder der Vorderseite das Einprägungsmuster eingeprägt ist. Die Einprägungen sind also in einer das Einprägungsmuster bildenden, insbesondere regelmäßigen, Struktur in der Rückseite oder der Vorderseite angeordnet bzw. ausgebildet. Dadurch dass die gesamte Rückseite oder die gesamte Vorderseite mit den Einprägungen versehen ist, kann eine besonders hohe Massenreduktion des Membranbodens und damit ein besonders hoher

Wirkungsgrad des Ultraschallsensors erreicht werden.

Alternativ dazu sind in der Rückseite oder in der Vorderseite des Membranbodens ein erster, einprägungsfreier Bereich, und ein zweiter Bereich ausgebildet, welcher ein durch die Einprägungen gebildetes Einprägungsmuster umfasst. In dem ersten Bereich sind also keine Einprägungen bzw. Einformungen ausgebildet. Eine Fläche der Vorderseite oder der Rückseite innerhalb des ersten Bereichs ist daher im Wesentlichen unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen und/oder Messtoleranzen glatt bzw. eben ausgebildet. Innerhalb des ersten Bereiches weist der Membranboden dabei

beispielsweise die erste Dicke auf. Die Einprägungen sind in der Rückseite oder der Vorderseite innerhalb des zweiten Bereiches ausgebildet.

Bei dieser Ausgestaltung des Membranbodens ist besonders vorteilhaft, dass auf dem ersten, einprägungsfreien Bereich ein Wandlerelement zur Schwingungsanregung für die Membran, also beispielsweise das Piezoelement, vollflächig anliegend angeordnet werden kann, insbesondere stoffschlüssig mit dem ersten Bereich verbunden werden kann. Insbesondere auf der glatten bzw. ebenen Fläche der Rückseite des

Membranbodens innerhalb des ersten Bereichs kann also das Wandlerelement sicher angeordnet und befestigt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Wandlerelement zur Schwingungsanregung für die Membran mittels einer Klebeschicht auf der Rückseite des Membranbodens angeordnet. Die Einprägungen sind auf der Rückseite des Membranbodens zumindest in einem von dem Wandlerelement bedeckten Bereich angeordnet, wobei die Einprägungen in dem von dem Wandlerelement bedeckten Bereich zum Erhöhen einer Schichtdicke der Klebeschicht an Positionen der Einprägungen mit der Klebeschicht angefüllt sind. Das Wandlerelement ist insbesondere mittig auf der Rückseite des Membranbodens angeordnet und dabei über die Klebeschicht mit der Rückseite des Membranbodens verbunden. Dabei ist es üblicherweise vorgesehen, dass eine Schichtdicke der

Klebeschicht möglichst gering ist, um einen Wirkungsgrad einer Kraft- bzw.

Schwingungsübertragung während des Aussendens von dem Wandlerelement auf die Membran bzw. während des Empfangens von der Membran auf das Wandlerelement nicht zu verschlechtern. Eine minimale Schichtdicke der Klebeschicht kann beispielsweise zwischen 20 μηι und 30 μηι betragen. Je geringer jedoch die Schichtdicke ist, desto geringer sind auch die Haftungseigenschaften der Klebeschicht. Bei einer Klebeschicht mit einer Schichtdicke zwischen 20 μηι und 30 μηι kann die Klebeschicht eine

Längenausdehnung in einem Temperaturbereich zwischen -40*0 und +90Ό gerade noch kompensieren und das Wandlerelement an dem Membranboden halten.

Um nun die Haftungseigenschaften der Klebeschicht zu verbessern, sind gemäß dieser Weiterbildung die Einprägungen zumindest in dem Bereich auf der Rückseite des Membranbodens ausgebildet, welcher sich unter dem Wandlerelement befindet bzw. von dem Wandlerelement bedeckt ist. Da sich die Klebeschicht in dem Bereich unterhalb des Wandlerelementes befindet, sind die Einprägungen mit dem Klebstoff angefüllt, wodurch die Klebeschicht partielle Schichtdickenerhöhungen aufweist. Anders ausgedrückt weist die Klebeschicht dünnere und dickere Schichtdicken auf, durch welche das

Wandlerelement sicher und zuverlässig an der Rückseite des Membranbodens haften kann. Die dickeren Schichtdicken können beispielsweise gegenüber den dünneren Schichtdicken um das 1 ,5-fache, insbesondere maximal um das Zweifache, erhöht sein. Die dünneren Schichtdicken betragen beispielsweise eine Schichtdicke zwischen 20 μηι und 30 μηι und die dickeren Schichtdicken eine Schichtdicke zwischen 30 μηι und 60 μηι. Die Einprägungen können rund, viereckig, rautenförmig, wabenförmig bzw. sechseckig oder beispielsweise als Rillen bzw. konzentrische Kreise ausgebildet sein, welche entlang der Umlaufrichtung um die Längsachse des Ultraschallsensors verlaufen.

Vorzugsweise weisen die Einprägungen in dem von dem Wandlerelement bedeckten Bereich eine erste Tiefe auf und in einem Bereich, welcher den von dem Wandlerelement bedeckten Bereich umgibt, auf der Rückseite des Membranbodens eine im Vergleich zur ersten Tiefe größere zweite Tiefe auf. Die beiden Tiefen können sich dabei um eine Größenordnung beziehungsweise Zehnerpotenz unterscheiden. In dem von dem

Wandlerelement bedeckten Bereich können die Einprägungen beispielsweise als die erste Tiefe eine Tiefe von 40 μηι aufweisen und in dem umgebenden Bereich als die zweie Tiefe eine Tiefe von 400 μηι. Die Einprägungen mit der zweiten Tiefe können dabei eine Dicke des Membranbodens halbieren.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der erste Bereich von einer

Längsachse des Ultraschallsensors in radialer Richtung bis zu einer ersten, um die Längsachse verlaufenden Begrenzungslinie auf dem Membranboden ausgebildet ist, und der zweite Bereich von der ersten Begrenzungslinie bis zu einer zweiten, in radialer Richtung weiter außen liegenden, um die Längsachse verlaufenden Begrenzungslinie auf dem Membranboden ausgebildet ist, wobei die zweite Begrenzungslinie ein

Außenumfang des Membranbodens ist. Die erste und die zweite Begrenzungslinie sind dabei in der um die Längsachse verlaufenden Umlaufrichtung umlaufend ausgebildet. Die erste Begrenzungslinie weist dabei insbesondere den gleichen Verlauf auf wie die zweite Begrenzungslinie, also wie der Außenumfang. Anders ausgedrückt sind die erste und die zweite Begrenzungslinie parallel und beabstandet zueinander angeordnet, wobei die erste Begrenzungslinie in radialer Richtung einen ersten Abstand zu der Längsachse aufweist und die zweite Begrenzungslinie einen im Vergleich zum ersten Abstand größeren zweiten Abstand aufweist. Bei einem runden Membranboden sind die Begrenzungslinien insbesondere Außenumfänge zweier konzentrischer Kreise mit unterschiedlichen Radien. Bei einem runden Membranboden ist also der erste Bereich kreisförmig ausgebildet, wobei die Längsachse durch einen Mittelpunkt des kreisförmigen ersten Bereiches verläuft. Der zweite Bereich ist angrenzend an den ersten Bereich und den ersten Bereich umschließen bzw. umgebend und daher ringförmig ausgebildet. Bei in der Rückseite ausgebildeten Einprägungen ist das Wandlerelement vollflächig anliegend auf der Rückseite in dem ersten Bereich, also mittig auf der Rückseite des Membranbodens, angeordnet.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einprägungen jeweils mit einer Tiefe ausgebildet sind, durch welche die Dicke des Membranbodens an den Positionen der Einprägungen höchstens halbiert ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die

Einprägungen höchstens bis zur Hälfte in den Membranboden hineinragen. An der Position einer Einprägung weist also der Membranboden als die zweite Dicke mindestens die Hälfte der ersten Dicke auf. Somit kann bei Reduzierung der Masse des

Membranbodens dennoch eine hohe Steifigkeit des Membranbodens aufrechterhalten werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Einprägungen konzentrisch um eine Längsachse des Ultraschallsensors in der Rückseite oder in der Vorderseite des Membranbodens angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Einprägungen auf fiktiven Linien, welche entlang der um die Längsachse orientierten Umlaufrichtung und in radialer Richtung parallel beabstandet zueinander verlaufen, angeordnet sind. Bei einem kreisförmigen Membranboden sind also die Einprägungen auf Außenumfängen mehrerer fiktiver, konzentrischer Kreise angeordnet. Dabei ist eine Vielzahl von Einprägungen auf jedem der Außenumfänge angeordnet. Insbesondere sind die Einprägungen entlang fiktiver, von der Längsachse aus in radiale Richtung führenden Linien angeordnet. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Einprägungen in radialer Richtung fluchtend zueinander angeordnet sind. Bei einem lediglich bereichsweise von Einprägungen bedeckten Membranboden können die Einprägungen beispielsweise ab der ersten Begrenzungslinie konzentrisch um die Längsachse des Ultraschallsensors bis hin zu der zweiten Begrenzungslinie angeordnet sein, wobei die fiktiven, umlaufenden Linien parallel zu den Begrenzungslinien verlaufen.

Alternativ dazu können die Einformungen rasterförmig bzw. gitternetzförmig in der Rückseite oder in der Vorderseite des Membranbodens angeordnet sein. Dies bedeutet, dass die Einprägungen auf fiktiven Linien, welche parallel zu einer entlang eines Durchmessers des Membranbodens verlaufenden Symmetrieachse verlaufen,

angeordnet sind. Dabei sind die Einformungen reihenweise, also ein horizontaler

Richtung in einer Ebene des Membranbodens, und spaltenweise, also in vertikaler Richtung in der Ebene des Membranbodens, in der Rückseite oder in der Vorderseite des Membranbodens angeordnet. Dieses Einprägungsmuster kann besonders einfach gebildet werden, wenn der gesamte Membranboden auf der Rückseite oder der

Vorderseite mit den Einformungen versehen ist, also die gesamte Fläche der Rückseite oder der Vorderseite das Einprägungsmuster aufweist.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Einprägungen mit einem dämpfenden Material angefüllt sind. Durch das dämpfende Material kann in vorteilhafter Weise nach dem Aussenden des Ultraschallsignals eine Schwingung des Membranbodens besonders schnell reduziert werden und der Ultraschallsensor damit das reflektierte Signal besonders schnell wieder empfangen. Das dämpfende Material weist dabei ein besonders geringes Gewicht auf, sodass das Gesamtgewicht der Membran nur unwesentlich durch das dämpfende Material erhöht wird. Insbesondere ist das Gewicht des Membranbodens mit den Einprägungen und dem dämpfenden Material deutlich geringer als das Gewicht eines Membranbodens ohne Einprägungen.

Besonders bevorzugt sind die Einprägungen nur in der Rückseite des Membranbodens ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Vorderseite des Membranbodens, welche nicht mit Einprägungen versehen ist, im Wesentlichen glatt und damit optisch unauffällig ausgestaltet ist. Der Ultraschallsensor kann somit besonders gut offen an dem

Kraftfahrzeug verbaut werden kann. Dies bedeutet beispielsweise, dass der

Ultraschallsensor in ein Verkleidungsteils des Kraftfahrzeugs integriert werden kann und die Vorderseite dabei direkt einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zugewandt sein kann. Die Einprägungen in der dem Umgebungsbereich abgewandten Rückseite sind dabei nicht sichtbar. Der Ultraschallsensor muss also nicht verdeckt hinter dem Verkleidungsteil verbaut werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Membranboden zumindest ein Segment für die Einstellung zumindest eines Öffnungswinkels eines Erfassungsbereiches des Ultraschallsensors auf, wobei die Einprägungen zum Bereitstellen des zumindest einen vorbestimmten Öffnungswinkels in dem zumindest einen Segment angeordnet sind. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Einprägungen dazu genutzt, eine

Richtcharakteristik des Ultraschallsensors zu beeinflussen bzw. einzustellen. Dazu können anhand einer Geometrie der Membran ein horizontaler Öffnungswinkel und ein vertikaler Öffnungswinkel des Erfassungsbereiches des Ultraschallsensors eingestellt werden. Beispielsweise kann die Membran einen ovalen Membranboden aufweisen, durch welchen der Öffnungswinkel entlang einer Raumrichtung vergrößert bzw. der Öffnungswinkel entlang einer anderen Raumrichtung verkleinert wird. Üblicherweise soll in einer bestimmungsgemäßen Einbaulage des Ultraschallsensors am Kraftfahrzeug der horizontale Öffnungswinkel des Erfassungsbereiches größer sein als der vertikale Öffnungswinkel des Erfassungsbereiches. Damit können nämlich Bodenreflexionen, also Reflexionen des Ultraschallsignals an einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs, vermieden bzw. reduziert werden. Dabei kann der Ultraschallsensor so angeordnet werden, dass eine Hauptachse des ovalen Membranbodens entlang der vertikalen Richtung orientiert ist und eine Nebenachse des ovalen Membranbodens entlang der horizontalen

Raumrichtung orientiert ist. Außerdem kann der Öffnungswinkel durch die mit den Einprägungen versehenen Segmente beeinflusst werden. Durch die Ausgestaltung und Anordnung der Segmente auf dem Membranboden kann eine Schwingungsform des Membranbodens verändert werden und somit auf besonders einfache Weise eine vorbestimmte Richtcharakteristik des Ultraschallsensors eingestellt werden.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Membranboden zum Verringern eines vertikalen Öffnungswinkels des Erfassungsbereiches zwei Segmente aufweist, wobei die Segmente auf einer vertikalen Achse des Membranbodens einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei jedes Segment bezüglich der vertikalen Achse achsensymmetrisch ausgebildet ist und wobei die Segmente bezüglich einer horizontalen Achse des

Membranbodens zueinander achsensymmetrisch ausgebildet sind. Hier wird zum

Vermeiden von Bodenreflexionen der vertikale Öffnungswinkel des Erfassungsbereiches verschmälert.

Dabei kann der Membranboden des Ultraschallsensors sowohl die Einprägungen zum Reduzieren der Membranmasse als auch die Einprägungen zum Erhöhen der

Schichtdickte der Klebeschicht und die Einprägungen zum Beeinflussen der

Richtcharakteristik aufweisen. Beispielsweise können in dem von dem Wandlerelement bedeckten Bereich die Einprägungen mit der ersten Tiefe ausgebildet sein. In einem von dem Wandlerelement nicht bedeckten Bereich können dann die Segmente mit den Einprägungen zum Beeinflussen der Richtcharakteristik ausgebildet sein, wobei von den Segmenten ebenfalls der von dem Wandlerelement bedeckte Bereich zumindest teilweise mitgenutzt werden kann. In dem restlichen Bereich des Membranbodens können dann weitere Einprägungen zum Reduzieren der Membranmasse ausgebildet sein. Die Erfindung umfasst außerdem ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Ultraschallsensor. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgestaltet. Der zumindest eine Ultraschallsensor kann dabei beispielsweise in einen Stoßfänger des Kraftfahrzeugs integriert sein und zum Überwachen eines

Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Insbesondere kann der zumindest eine Ultraschallsensor an allen am Kraftfahrzeug vorhandenen Außenflächen, an welchen Ultraschallsensoren angebaut werden können, verdeckt oder sichtbar verbaut werden. Solche Außenflächen können beispielsweise Außenspiegel, Türen, eine

Heckklappe, etc. des Kraftfahrzeugs sein.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug, bei welchem eine topfförmige Membran aufweisend einen

Membranboden und eine Membranmantelwand hergestellt wird. Dabei wird der

Membranboden mit einer in eine Senderichtung des Ultraschallsensors weisenden Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite hergestellt und zum Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen über den Membranboden ausgebildet. Darüber hinaus wird in der Vorderseite oder in der Rückseite des

Membranbodens eine Vielzahl von Einprägungen ausgebildet, durch welche eine Dicke des Membranbodens an Positionen der Einprägungen reduziert wird.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die topfförmige Membran mittels eines mit Ausformungen versehenen Stempels tiefengezogen. Dabei werden die Einprägungen während des Tiefenziehens in die Rückseite des Membranbodens mittels der

Ausformungen des Stempels eingedrückt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass der Stempel, welcher die zur Umformung eines Membranmaterials in die topfförmige

Membran notwendige Presskraft bereitstellt, gleichzeitig als ein so genannter

Prägestempel zum Eindrücken bzw. Einprägen der Einprägungen ausgebildet ist. Dazu ist der Stempel mit den Ausformungen versehen, durch welche nach dem Tiefenziehen die Einprägungen in der Rückseite ausgebildet sind. Ein solcher Herstellungsprozess ist besonders unaufwändig, da lediglich der Stempel zum Umformen als ein Prägestempel ausgestaltet werden muss. Die bereits bekannten, restlichen Prozessschritte zum

Herstellen des Ultraschallsensors müssen nicht verändert werden.

Alternativ dazu kann die topfförmige Membran auch aus einem Vollmaterial ausgefräst werden. Die Einprägungen können nach dem Ausfräsen, also nachträglich, mittels eines mit Ausformungen versehenen Prägestempels in die Vorderseite oder die Rückseite des Membranbodens eingedrückt werden. Aus dieser Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Einprägungen nachträglich und auch in der Vorderseite gefertigt werden können.

Dabei kann der Prägestempel mit einer Geometrie hergestellt werden, durch welche, insbesondere gleichzeitig, die Einprägungen zum Reduzieren der Masse und/oder zum Erhöhen der Klebeschichtdicke und/oder zum Einstellen des Öffnungswinkels, erzeugt werden können.

Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Ultraschallsensor vorgestellten

Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.

Mit Angaben„oben",„unten",„vorne",„hinten",„horizontal ",„vertikal",„radial",„innen", „außen",„Senderichtung" (1 1 ),„Umlaufrichtung" (25),„radiale Richtung" (20),

„Längsachse" (19),„horizontale Richtung" (23),„vertikale Richtung" (24), etc. sind bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und bestimmungsgemäßem Anordnen der

Einprägungen auf dem Membranboden und bei einem dann in Richtung der Längsachse auf den Membranboden blickenden Beobachter gegebene Positionen und Orientierungen angegeben.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Ultraschallsensors; ^'

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Membranbodens;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Membranbodens;

Fig. 5 eine Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten Membranbodens;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines

Ultraschallsensors in einer Schnittansicht; und

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines

Ultraschallsensors in einer Draufsicht.

In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist im vorliegenden Fall als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 weist ein Fahrerassistenzsystem 2 auf, welches wiederum eine Steuereinrichtung 3, die beispielsweise durch ein elektronisches

Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann, umfasst. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 zumindest einen Ultraschallsensor 4.

Hier umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 acht Ultraschallsensoren 4, von welchen vier Ultraschallsensoren 4 in einem Frontbereich 5 und vier weitere Ultraschallsensoren 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Ultraschallsensoren 4 sind insbesondere dazu ausgebildet, ein Objekt in einem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Des Weiteren können die Ultraschallsensoren 4 dazu ausgelegt sein, einen Abstand zu dem Objekt in dem Umgebungsbereich 7 des

Kraftfahrzeugs 1 zu bestimmen. Fig. 2 zeigt den Ultraschallsensor 4 in einer geschnittenen Seitenansicht. Der

Ultraschallsensor 4 weist eine topfförmige Membran 8 auf. Die topfförmige Membran 8 umfasst eine Membranmantelwand 9 und einen Membranboden 10. Die

Membranmantelwand 9 ist um eine Längsachse 19 des Ultraschallsensors 4 entlang einer Umlaufrichtung 26 umlaufend ausgebildet. Der Membranboden 10 weist eine in eine Senderichtung 1 1 des Ultraschallsensors 4 weisende Vorderseite 12 und eine der Vorderseite 12 gegenüberliegende Rückseite 13 auf. Der Membranboden 10 und die Membranmantelwand 9 sind hier einteilig ausgebildet, wobei die Membranmantelwand 9 entlang der Längsachse 19 senkrecht zu der Rückseite 13 des Membranbodens 10 orientiert ausgebildet ist.

In einer bestimmungsgemäßen Einbaulage des Ultraschallsensors 4 am Kraftfahrzeug 1 ist die Vorderseite 12 der topfförmigen Membran 8 dem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 zugewandt. Der Ultraschallsensor 4 ist dazu ausgebildet, in die

Senderichtung 1 1 ein Ultraschallsignal in den Umgebungsbereich 7 auszusenden und das im Umgebungsbereich 7 reflektierte Signal entgegen der Senderichtung 1 1 wieder zu empfangen. Zum Aussenden des Ultraschallsignals wird die topfförmige Membran 8 des Ultraschallsensors 4 zum Schwingen angeregt. Dazu ist ein Wandlerelement 14, beispielsweise in Form von einem Piezoelement, auf der Rückseite 13 des

Membranbodens 10 angeordnet, insbesondere stoffschlüssig mit der Rückseite 13 verbunden. Zum stoffschlüssigen Verbinden kann das Wandlerelement 14 beispielsweise an die Rückseite 13 angeklebt sein.

Dabei ist es bekannt, dass ein Wirkungsgrad des Ultraschallsensors 4 vergrößert wird, je weniger Masse, beispielsweise durch das Piezoelement 14 beim Aussenden des

Ultraschallsignals oder durch das reflektierte Ultraschallsignal beim Empfangen des Ultraschallsignals, zum Schwingen angeregt werden muss. Zur Massenreduktion sind daher einseitig in dem Membranboden 10 Einprägungen 15 bzw. Einformungen vorgesehen, durch welche eine Dicke 16 des Membranbodens 10 an den Positionen der Einprägungen 15 reduziert ist. Hier sind die Einprägungen 15 in der Rückseite 13 des Membranbodens 10 ausgebildet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die

Einprägungen 15 in der Vorderseite 12 des Membranbodens 10 ausgebildet sind. Bei rückseitigen Einprägungen 15 ergibt sich der Vorteil, dass der Ultraschallsensor 4 offen verbaut werden kann. Dies bedeutet, dass die Vorderseite 12 des Ultraschallsensors 4 in der bestimmungsgemäßen Einbaulage des Ultraschallsensors 4 am Kraftfahrzeug 1 von dem Umgebungsbereich 7 aus betrachtet sichtbar ist, wobei die Rückseite 13 und damit die Einprägungen 15 von dem Umgebungsbereich 7 aus betrachtet nicht sichtbar sind.

Durch die Einprägungen 15 kann die Masse des Membranbodens 10 und damit die Masse der topfförmigen Membran 8 reduziert werden, insbesondere ohne dabei eine Steifigkeit des Membranbodens 10 signifikant negativ zu beeinflussen.

In Fig. 3 ist ein Membranboden 10 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Der Membranboden 10 ist hier rund ausgestaltet, weist also einen kreisförmigen

Außenumfang auf. Der Membranboden 10 kann aber auch oval mit einem ovalförmigen Außenumfang ausgebildet sein. Gemäß Fig. 3 sind die Einprägungen 15 auf der

Rückseite 13 des Membranbodens 10 nur bereichsweise ausgebildet. Die Rückseite 13 weist dabei einen ersten Bereich 17 auf, welcher einprägungsfrei ausgestaltet ist.

Innerhalb des Bereiches 17 sind also keine Einprägungen 15 in der Rückseite 13 des Membranbodens 10 ausgebildet. Innerhalb des ersten Bereiches 17 kann auf der Rückseite 13 das Wandlerelement 14 vollflächig anliegend angeordnet werden und stoffschlüssig mit der Rückseite 13 verbunden werden. Die Einprägungen 15 sind dabei innerhalb eines zweiten Bereichs 18 in der Rückseite 13 des Membranbodens 10 ausgebildet. Die Einprägungen 15 bilden in dem Bereich 18 ein Einprägungsmuster aus.

Der erste Bereich 17 ist hier kreisförmig ausgebildet und erstreckt sich dabei von der Längsachse 19 des Ultraschallsensors 4 aus in eine radiale Richtung 20 bis zu einer ersten, kreisförmigen, in Umlaufrichtung 25 verlaufenden Begrenzungslinie 21 . Die Längsachse 19 verläuft also durch einen Mittelpunkt des kreisförmigen ersten Bereiches 17. Angrenzend an den ersten Bereich 17 und den ersten Bereich 17 ringförmig umschließend ist der zweite Bereich 18 ausgebildet, welcher sich von der ersten

Begrenzungslinie 21 bis zu einer zweiten, in radialer Richtung 20 weiter außen liegenden, kreisförmigen, in Umlaufrichtung 25 verlaufenden Begrenzungslinie 22 erstreckt. Die zweite Begrenzungslinie 22 ist dabei der Außenumfang des Membranbodens 10. Die erste Begrenzungslinie 21 und die zweite Begrenzungslinie 22 sind also parallel und beabstandet zueinander angeordnet.

Außerdem ist das durch die Einprägungen 15 gebildete Einprägungsmuster so ausgestaltet, dass die Einprägungen 15 konzentrisch um die Längsachse 19 herum angeordnet sind. Die Einprägungen 15 sind also auf Außenumfängen fiktiver

konzentrischer Kreise, deren Radien in radialer Richtung 20 größer werden, angeordnet. Auf in radiale Richtung 20 verlaufenden fiktiven Linien sind die Einprägungen 15 hier fluchtend zueinander angeordnet. Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Membranbodens 10. Hier sind die Einprägungen 15 gitternetzartig bzw. rasterartig über eine gesamte Fläche der Rückseite 13 des Membranbodens 10 verteilt. Das durch die Einprägungen 15 gebildete

Einprägungsmuster bedeckt also die Fläche der Rückseite 13 des Membranbodens 10 vollständig. Zum Ausbilden des gitternetzförmigen Einprägungsmusters sind die

Einprägungen 15 reihenweise in horizontaler Richtung 23 in einer Ebene des

Membranbodens 10 betrachtet sowie spaltenweise in vertikaler Richtung 24 in der Ebene des Membranbodens 10 betrachtet auf der Rückseite 13 des Membranbodens 10 angeordnet. Die Einprägungen 15 können beispielsweise mit einem dämpfenden Material angefüllt sein, sodass eine Schwingung des Membranbodens 10 nach

Schwingungsanregung durch das Wandlerelement 14 schnell reduziert werden kann, also ein Sendemodus des Ultraschallsensors 4 schnell beendet werden kann, und der Ultraschallsensor 4 in einen Empfangsmodus zum Empfangen des im

Umgebungsbereich 7 reflektierten Ultraschallsignals überführt werden kann.

Außerdem ist ersichtlich, dass die Einprägungen 15 hier als wabenförmige, sechseckige Einprägungen 15 ausgebildet sind. Wabenförmige Einprägungen 15 sind besonders vorteilhaft, da hierdurch der Membranboden 10 mit einer besonders hohen Steifigkeit gefertigt werden kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Einprägungen 15 rund, quadratisch oder rautenförmig ausgebildet sind.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten Membranbodens 10. Die Einprägungen 15 sind mit einer Tiefe 26 ausgebildet, durch welche die Dicke 16 des Membranbodens 10 im Bereich der Einprägungen 15 höchstens halbiert ist. Die Einprägungen 15 sind also nicht durchgängig, sondern lediglich einseitig und bis zu einer Hälfte der Dicke 16 des Membranbodens 10 ausgebildet. Dadurch kann die Steifigkeit des Membranbodens 10 bei hoher Massenreduktion gewährleistet werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ultraschallsensors 4 in einer geschnittenen Seitenansicht. Hier ist das Wandlerelement 14 über eine Klebeschicht 27 mit der

Rückseite 13 des Membranbodens 10 verbunden. Dabei weist ein von dem

Wandlerelement 14 bedeckter Bereich 28 die Einprägungen 15 auf. Um die

Haftungseigenschaften der Klebeschicht 27 zu verbessern, sind die Einprägungen 15 in diesem Bereich 28 auf der Rückseite 13 des Membranbodens 10 mit der Klebeschicht 27 angefüllt. Die Einprägungen 15 weisen in diesem Bereich 28 eine erste Tiefe 29, beispielsweise 50 μηι, auf. In radialer Richtung 20 weist die Klebeschicht 27 also unterschiedliche Schichtdicken 30, 31 auf. An Positionen der Einprägungen 15 weist die Klebeschicht 27 eine erste Schichtdicke 30, beispielsweise zwischen 30 μηι und 60 μηι, auf. An Positionen ohne die Einprägungen 15 weist die Klebeschicht 27 in dem Bereich 28 eine im Vergleich zur ersten Schichtdicke 30 reduzierte zweite Schichtdicke 31 auf. Die zweite Schichtdicke 31 kann beispielsweise zwischen 20 μηι und 30 μηι betragen.

Der Bereich 28 kann beispielsweise kreisförmig ausgebildet sein. Die Einprägungen 15 können beispielsweise wabenförmig ausgebildet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Einprägungen als Rillen bzw. konzentrische Kreise um die Längsachse 19 verlaufend ausgebildet sind. Hier sind in einem den Bereich 28 umgebenden Bereich 32 des Membranbodens 10 keine Einprägungen 15 angeordnet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass in dem Bereich 32 Einprägungen 15 angeordnet sind, welche eine im Vergleich zur ersten Tiefe 29 größere zweite Tiefe aufweisen. Die zweite Tiefe kann beispielsweise die Tiefe 26 sein, durch welche die Dicke des Membranbodens 10 halbiert wird. Beispielsweise kann die zweite Tiefe 26 bei einem Membranboden 10 mit einer Dicke von zwischen 700 μηι und 800 μηι zwischen 350 μηι und 400 μηι betragen.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausgestaltung des Ultraschallsensors 4 in einer Draufsicht gezeigt. Die Membranmantelwand 9 weist hier einen sich in radialer Richtung 20 erstreckenden kragenförmigen Bereich 35 auf. Außerdem ist der Membranboden 10 hier im Wesentlichen oval bzw. von einer Kreisform abweichend ausgebildet. Der

Membranboden 10 weist hier mittig Ausbuchtungen 36 auf, welche sich aus einem kreisförmigen Bereich 37 ergeben, in welchem das Wandlerelement 14 angeordnet werden kann. Dabei erstrecken sich eine Hauptachse des ovalen Membranbodens 10 in vertikaler Richtung 24 und eine Nebenachse des Membranbodens 10 in horizontaler Richtung 23. In einer bestimmungsgemäßen Einbaulage des Ultraschallsensors 4 am Kraftfahrzeug 1 ist die Hauptachse entlang einer Fahrzeughochrichtung orientiert und die Nebenachse entlang einer Fahrzeugquerrichtung orientiert. Durch den ovalen

Membranboden 10 kann eine Richtcharakteristik bzw. Schallkeule des Ultraschallsensors 4 eingestellt werden. Dazu können Öffnungswinkel eines Erfassungsbereiches entlang der horizontalen Richtung 23, welche der Fahrzeuglängsrichtung entspricht, und der vertikalen Richtung 24, welche der Fahrzeughochrichtung entspricht, eingestellt werden. Anders ausgedrückt können ein horizontaler und ein vertikaler Öffnungswinkel des Erfassungsbereiches durch die Membranbodengeometrie, insbesondere durch eine Innengeometrie der Membran 8, eingestellt werden. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass der horizontale Öffnungswinkel besonders groß ist, während der vertikale Öffnungswinkel zum Vermeiden von Bodenreflexionen besonders gering ist. Beispielsweise kann der horizontale Öffnungswinkel 70°betragen und der vertikale Öffnungswinkel 50°betragen.

Zum Einstellen der Richtcharakteristik weist der Membranboden 10 hier außerdem zwei Segmente 33, 34 auf. Die Segmente 33, 34 sind hier so ausgebildet, dass der vertikale Öffnungswinkel weiter verkleinert wird. In den Segmenten 33, 34 sind hier auf der Rückseite 13 des Membranbodens 10 die Einprägungen 15 ausgebildet. Jedes Segment 33, 34 ist hier bezüglich der vertikalen Achse 24 achsensymmetrisch. Die Segmente 33, 34 liegen auf der vertikalen Achse 24 einander gegenüber und beabstandet zueinander. Außerdem sind die Segmente 33, 34 bezüglich der horizontalen Achse 23

achsensymmetrisch. Die Segmente 33, 34 können sich bereichsweise in dem Bereich 37 befinden und werden im angeklebten Zustand des Wandlerelementes 14 von diesem bereichsweise bedeckt. Der Bereich 37 kann beispielsweise zusätzlich die Einprägungen 15 mit der ersten Tiefe 29 zum partiellen Erhöhen der Schichtdicke 30, 31 der

Klebeschicht 27 aufweisen.

Hier kann ein bezüglich der Längsachse 19 des Ultraschallsensors 4 symmetrischer Erfassungsbereich bzw. eine symmetrische Schallkeule des Ultraschallsensors 4 ausgebildet werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Schallkeule bezüglich der Längsachse 19 in horizontale und/oder vertikale Richtung verkippt bzw.

ausgeschwenkt wird, indem beispielsweise nur ein Segment 33, 34 in dem

Membranboden ausgebildet wird oder die Segmente 33,34 in sich selbst und zueinander asymmetrisch ausgebildet werden.

Zusammenfassend können die Einprägungen 15 zum Reduzieren der Schichtdicke des Membranbodens 10 und/oder zum Verbessern der Haftungseigenschaften der

Klebeschicht 27 und/oder zum Einstellen der Richtcharakteristik des Ultraschallsensors 4 in dem Membranboden 10 ausgebildet sein. Wenn die Einprägungen 15 zum Reduzieren der Schichtdicke des Membranbodens 10 und zum Verbessern der

Haftungseigenschaften der Klebeschicht 27 und zum Einstellen der Richtcharakteristik des Ultraschallsensors 4 in dem Membranboden 10 ausgebildet sind, so können diese in einem Fertigungsschritt, beispielsweise mit einem Prägestempel in einem

Fließpressverfahren hergestellt werden.