DE102016111883A1

DE102016111883A1 - Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit Erkennung von am Kraftfahrzeug montierten Objekten, Ultraschallsensorvorrichtung sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016111883A1
Application number: DE102016111883.4A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Bressler
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-04
Also published as: WO2018001768A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem während das Kraftfahrzeug (1) bewegt wird, zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden, wobei bei jedem der Messzyklen mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren (4) der Ultraschallsensorvorrichtung (4) jeweils Abstandswerte bestimmt werden, wobei die Abstandswerte eine relative Lage zwischen einem Objekt (8) in der Umgebung (7) des Kraftfahrzeugs (1) und dem Kraftfahrzeug (1) beschreiben, und anhand der Abstandwerte eine Position des Objekts (8) innerhalb eines Erfassungsbereichs (10) der Ultraschallsensorvorrichtung (2) bestimmt wird, wobei das Objekt (8) als an dem Kraftfahrzeug (1) montiert erkannt wird, falls die bei einer vorbestimmten Anzahl der Messzyklen von dem Objekt (8) bestimmten Abstandwerte gleich sind und sich die Position des Objekts (8) in einem vorbestimmten Teilbereich des Erfassungsbereichs (10) befindet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei welchem während das Kraftfahrzeug bewegt wird, zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden, wobei bei jedem der Messzyklen mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtung jeweils Abstandswerte bestimmt werden, wobei die Abstandswerte eine relative Lage zwischen einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und dem Kraftfahrzeug beschreiben, und anhand der Abstandswerte eine Position des Objekts innerhalb eines Erfassungsbereichs der Ultraschallsensorvorrichtung bestimmt wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensorvorrichtungen für Kraftfahrzeuge. Solche Ultraschallsensorvorrichtungen können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, welches den Fahrer beim Einparken des Kraftfahrzeugs in eine Parklücke unterstützt. Die Ultraschallsensorvorrichtungen umfassen üblicherweise eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren, mit denen Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden können. Zum Erkennen der Objekte können mit den Ultraschallsensoren zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden. Bei jedem Messzyklus kann mit den Ultraschallsensoren jeweils ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden.
Wenn an dem Kraftfahrzeug zeitweise Anbauteile montiert werden, ergibt sich die Problematik, dass diese Anbauteile von der Ultraschallsensorvorrichtung als Objekte erkannt werden. Wenn als Anbauteil beispielsweise ein Fahrradträger an einer Anhängerkupplung angeordnet wird, wird der Fahrradträger meist zusätzlich elektrisch mit dem Kraftfahrzeug verbunden. Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass falls eine elektrische Verbindung zwischen dem Fahrradträger und dem Kraftfahrzeug erkannt wird, die Ultraschallsensoren, die in einem hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, deaktiviert werden.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, bei denen im Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung Anhängerkupplungen ausgeblendet werden, wobei die Position der Anhängerkupplung bekannt ist. Hierzu beschreibt die DE 10 2011 101 013 A1 ein Verfahren zum Ausblenden eines irrelevanten Objekts beim Detektieren eines Hindernisses. Hierbei wird mit einem Sensor ein Sendesignal ausgesendet und das reflektierte Sendesignal wieder empfangen. Mit einer Fahrerassistenzeinrichtung wird überprüft, ob der Empfangszeitpunkt innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters bezüglich des Sendezeitpunkts liegt oder nicht. Zusätzlich wird durch die Fahrerassistenzeinrichtung überprüft, ob ein vorbestimmtes Kriterium bezüglich einer Amplitude des reflektierten Sendesignals erfüllt ist oder nicht.
Ferner beschreibt die DE 10 2012 017 668 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Vielzahl von im Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Ultraschallsensoren, während ein Anhänger an eine Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs angekoppelt ist. Bei dem angekoppelten Anhänger werden jeweils Abstandswerte durch die Ultraschallsensoren erfasst und an eine elektronische Steuereinrichtung übermittelt, wobei mittels der Steuereinrichtung anhand der Abstandswerte überprüft wird, ob der Abstandsmesswert zumindest eines der Ultraschallsensoren nicht zu dem Anhänger, sondern zu einem von dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger separaten Hindernis gehört.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Ultraschallsensorvorrichtung der eingangs genannten Art bei am Kraftfahrzeug montierten Objekten zuverlässiger betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs werden bevorzugt zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt, während das Kraftfahrzeug bewegt wird. Bei jedem der Messzyklen werden mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtung jeweils Abstandswerte bestimmt, wobei die Abstandswerte bevorzugt eine relative Lage zwischen einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und dem Kraftfahrzeug beschreiben. Des Weiteren wird insbesondere anhand der Abstandswerte eine Position des Objekts innerhalb eines Erfassungsbereichs der Ultraschallsensorvorrichtung bestimmt. Bevorzugt wird das Objekt als an dem Kraftfahrzeug montiert erkannt, falls die bei einer vorbestimmten Anzahl der Messzyklen von dem Objekt bestimmten Abstandswerte gleich sind und sich die Position des Objekts in einem vorbestimmten Teilbereich des Erfassungsbereichs befindet.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Hierbei werden während das Kraftfahrzeug bewegt wird, zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt, wobei bei jedem der Messzyklen mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtung jeweils Abstandswerte bestimmt werden, wobei die Abstandswerte eine relative Lage zwischen dem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und dem Kraftfahrzeug beschreiben, und anhand der Abstandswerte eine Position des Objekts innerhalb eines Erfassungsbereichs der Ultraschallsensorvorrichtung bestimmt wird. Ferner wird das Objekt als an dem Kraftfahrzeug montiert erkannt, falls die bei einer vorbestimmten Anzahl der Messzyklen von dem Objekt bestimmten Abstandswerte gleich sind und sich die Position des Objekts in einem vorbestimmten Teilbereich des Erfassungsbereichs befindet.
Die Ultraschallsensorvorrichtung kann eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen. Diese Ultraschallsensoren können verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Beispielsweise können die Ultraschallsensoren in dem vorderen Stoßfänger und/oder dem hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Die Ultraschallsensoren werden in zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen betrieben. Bei jedem Messzyklus werden mit den Ultraschallsensoren Abstandswerte bestimmt. Diese Abstandswerte beschreiben insbesondere die relative Lage zwischen zumindest einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und dem Kraftfahrzeug. Beispielsweise können die jeweiligen Abstandswerte einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem zumindest einen Objekt beschreiben. Zum Bestimmen der jeweiligen Abstandswerte kann mit den Ultraschallsensoren ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals kann dann der Abstandswert bzw. der Abstand bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass sogenannte indirekte Messungen mit den Ultraschallsensoren durchgeführt werden. Hierbei wird von einem Ultraschallsensor das Ultraschallsignal ausgesendet und ein benachbarter Ultraschallsensor empfängt das von dem Objekt reflektierte Signal. Anhand der jeweiligen Laufzeiten der Ultraschallsignale von den verschiedenen Ultraschallsensoren kann dann die relative Lage zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden.
Die Ultraschallsensorvorrichtung weist zudem einen Erfassungsbereich auf. Der Erfassungsbereich beschreibt den Bereich, in welchem mit den Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtung Objekte erfasst bzw. erkannt werden können. Der Erfassungsbereich der Ultraschallsensorvorrichtung kann sich durch die einzelnen Erfassungsbereiche der Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtung zusammensetzen. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtung mehrere Erfassungsbereiche aufweist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Ultraschallsensorvorrichtung Ultraschallsensoren aufweist, die an dem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und Ultraschallsensoren aufweist, die an dem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Somit kann dem Frontbereich bzw. dem Frontstoßfänger des Kraftfahrzeugs ein erster Erfassungsbereich und dem Heckbereich bzw. dem Heckstoßfänger des Kraftfahrzeugs ein zweiter Erfassungsbereich zugeordnet werden. Auf Grundlage der Abstandswerte kann bestimmt werden, wo sich das Objekt innerhalb des Erfassungsbereichs befindet.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass das Objekt als an dem Kraftfahrzeug montiert erkannt wird, falls bei einer vorbestimmten Anzahl der Messzyklen von dem Objekt bestimmte Abstandswerte gleich sind und sich die Position des Objekts in einem vorbestimmten Teilbereich des Erfassungsbereichs befindet. Während sich das Kraftfahrzeug bewegt werden die zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen durchgeführt. Wenn sich bei einer vorbestimmten Anzahl bzw. bei der überwiegenden Mehrheit der Messzyklen ergibt, dass die Abstandswerte, die jeweils von dem gleichen Objekt bestimmt wurden, gleich sind, bedeutet dies, dass dieses Objekt auch während der Bewegung des Kraftfahrzeugs einen konstanten Abstand zu dem Kraftfahrzeug aufweist. Dies bedeutet wiederum, dass das Objekt an dem Kraftfahrzeug montiert bzw. angeordnet sein kann. Vorliegend werden insbesondere Abstandswerte untersucht, die einen Abstand zwischen dem Ultraschallsensor bzw. dem Kraftfahrzeug und dem Objekt beschreiben, welcher größer als Null ist. Mit dem Verfahren sollen Objekte erkannt werden, die zeitweise an dem Kraftfahrzeug montiert werden und deren Position zuvor nicht bekannt ist.
Darüber hinaus wird die Position des Objekts innerhalb Erfassungsbereichs der Ultraschallsensorvorrichtung überprüft. Hierbei kann überprüft werden, ob sich das Objekt in einem Bereich befindet, in dem üblicherweise Objekte bzw. Anbauteile an dem Kraftfahrzeug montiert werden. Bei dem Objekt bzw. dem Anbauteil kann es sich beispielsweise um einen Fahrradträger handeln. Insbesondere kann es sich um einen Fahrradträger handeln, welcher an dem Heck des Kraftfahrzeugs oder an der Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs befestigt wird und welcher elektrisch nicht mit dem Kraftfahrzeug verbunden wird. Bei dem Objekt bzw. Anbauteil kann es sich auch um ein Ersatzrad handeln, welches üblicherweise bei Geländefahrzeugen an dem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet wird. Ferner kann es sich bei dem Objekt bzw. Anbauteil um einen Rammschutzbügel handeln. Somit können mit Hilfe der Ultraschallsensorvorrichtung Objekte bzw. Anbauteile, die zeitweise an einem Kraftfahrzeug montiert sind, zuverlässig erkannt werden.
Bevorzugt befindet sich der vorbestimmte Teilbereich in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug oder in Fahrtrichtung hinter dem Kraftfahrzeug. Mit anderen Worden wird der Teilbereich derart vorbestimmt, dass sich dieser in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug oder in Fahrtrichtung hinter dem Kraftfahrzeug befindet. Somit können Objekte, die in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs montiert sind, erfasst werden. In diesem Fall kann es sich bei dem Objekt beispielsweise um einen Rammschutzbügel handeln. Darüber hinaus können Objekte bzw. Anbauteile, welche an dem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, erkannt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Ersatzräder, Rammschutzbügel, Fahrradträger, Anhängerkupplungen oder dergleichen handeln. Dadurch, dass sich der Teilbereich vor oder hinter dem Kraftfahrzeug befindet, kann verhindert werden, dass Objekte seitlich neben dem Kraftfahrzeug, zu denen das Kraftfahrzeug parallel bewegt wird, als am Kraftfahrzeug montierte Objekte erkannt werden. Solche Objekte, zu denen das Kraftfahrzeug parallel bewegt wird, können Wände, Leitplanken oder geparkte Fahrzeuge sein.
In einer weiteren Ausführungsform wird anhand der Abstandswerte eine räumliche Erstreckung des Objekts innerhalb des Erfassungsbereichs bestimmt und die Ultraschallsensorvorrichtung wird in Abhängigkeit von der räumlichen Erstreckung des Objekts und/oder eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt betrieben. Auf Grundlage der Abstandswerte, die mit den Ultraschallsensoren bestimmt werden, können die räumlichen Abmessungen des Objekts bestimmt werden. Insbesondere kann bestimmt werden, welchen Teilbereich des Erfassungsbereichs das Objekt einnimmt bzw. blockiert. Hierbei kann auch berücksichtigt werden, von wie vielen nebeneinander angeordneten Ultraschallsensoren das Objekt erfasst wird. Insgesamt kann somit ermittelt werden, wie sich das an dem Kraftfahrzeug montierte Objekt auf den Erfassungsbereich der Ultraschallsensorvorrichtung auswirkt. Somit kann beispielsweise bestimmt werden, dass ein Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung nicht mehr sinnvoll ist, da ein Großteil des Erfassungsbereichs durch das Objekt abgedeckt bzw. abgeschattet wird. Alternativ dazu kann erkannt werden, dass mit Hilfe der Ultraschallsensorvorrichtung trotz dem Vorhandensein des Objekts weitere Objekte erfasst werden können. Alternativ oder zusätzlich zu der räumlichen Erstreckung des Objekts kann der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt berücksichtigt werden. Der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt kann anhand der Abstandswerte bestimmt werden. Hierbei kann beispielsweise überprüft werden, ob sich das Objekt in einem sogenannten Intervalltonbereich der Ultraschallsensorvorrichtung befindet, in welchem dem Fahrer beispielsweise angezeigt wird, dass sich das Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindet. Es kann auch untersucht werden, ob sich das Objekt in einem sogenannten Dauertonbereich der Ultraschallsensorvorrichtung befindet, in welchem beispielsweise durch einen akustischen Dauerton vor einer möglichen Kollision mit dem Objekt gewarnt wird.
In einer Ausgestaltung unterbleibt ein Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung, falls die räumliche Erstreckung einen Grenzwert überschreitet und/oder der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt einen Schwellenwert unterschreitet. Mit anderen Worten kann die Ultraschallsensorvorrichtung als blockiert angesehen werden, falls durch das an das Kraftfahrzeug montierte Objekt die Funktionalität der Ultraschallsensorvorrichtung deutlich eingeschränkt wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die räumliche Erstreckung größer als ein Grenzwert bzw. ein vorbestimmtes Gebiet in dem Erfassungsbereich ist. Wenn beispielsweise zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Ultraschallsensoren durch das Objekt blockiert sind, kann der gesamte Erfassungsbereich der Ultraschallsensorvorrichtung als blockiert angesehen werden. Ferner kann auch der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt herangezogen werden, um die Funktionstüchtigkeit der Ultraschallsensorvorrichtung zu bewerten. Wenn beispielsweise ein spezifischer Bereich, der entsprechend der Fahrzeuggeometrie konfiguriert sein kann, von dem Objekt bedeckt ist, kann die Ultraschallsensorvorrichtung als blockiert angesehen werden. Wenn beispielsweise mehr als die Hälfte des Intervalltonbereichs durch das Objekt ausgeblendet wird, so kann die Ultraschallsensorvorrichtung als blockiert und nicht funktionsfähig angesehen werden. Somit kann beispielsweise gewährleistet werden, dass dem Fahrer ein Objekt, das sich in dem Intervalltonbereich befindet, angezeigt wird und falls sich der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt verringert und sich das Objekt in dem Dauertonbereich befindet, eine zuverlässige Warnung erfolgt.
In einer weiteren Ausführungsform bleibt das Objekt unberücksichtigt, falls die räumliche Erstreckung einen Grenzwert unterschreitet und/oder der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt einen Schwellenwert überschreitet. Falls nur ein verhältnismäßig geringer Teilbereich des Erfassungsbereichs durch das an dem Kraftfahrzeug montierte Objekt abgedeckt bzw. abgeschattet wird, können weitere Objekte in der Umgebung mit Hilfe der Ultraschallsensorvorrichtung erfasst werden. In diesem Fall kann dann das Objekt, das an dem Kraftfahrzeug montiert ist, bei der Objekterkennung nicht berücksichtigt werden. Beispielsweise können die reflektierten Ultraschallsignale bzw. die Abstandswerte, die von diesem Objekt stammen, nicht berücksichtigt werden. Die Abstandswerte, die von diesem Objekt stammen, werden also quasi herausgefiltert. Somit kann ein Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung ermöglicht werden, auch wenn ein Objekt an dem Kraftfahrzeug montiert wurde.
Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass anhand der Abstandswerte zumindest ein weiteres Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst wird und bei den jeweiligen Messzyklen eine jeweilige relative Lage zwischen dem Kraftfahrzeug und dem weiteren Objekt bestimmt wird. Mit Hilfe der Ultraschallsensoren, die nicht von dem Objekt, das an das Kraftfahrzeug montiert ist, bedeckt sind, können weitere Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Messergebnisse bzw. Abstandswerte, die durch indirekte Messungen mit den Ultraschallsensoren bestimmt wurden, herangezogen werden. Dies eignet sich insbesondere dann, wenn beispielsweise der direkte Signalweg eines Ultraschallsensors durch das Objekt blockiert ist bzw. eine direkte Messung nicht möglich ist. Dabei kann jeweils eine relative Lage zwischen dem Kraftahrzeug und den weiteren Objekten bestimmt werden. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass das zumindest eine weitere Objekt in eine digitale Umgebungskarte eingetragen wird, welche die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibt. Die Lücke, die durch das an dem Kraftfahrzeug montierte Objekt entsteht, kann somit über die Signalverarbeitung ausgeglichen werden. Durch das Nachverfolgen der weiteren Objekte in der Umgebungskarte können somit auch Objekte dann weiterverfolgt werden, wenn sie nicht mehr eindeutig mit Hilfe der Ultraschallsensoren erfasst bzw. erkannt werden können. Für den Nutzer des Fahrzeugs kann somit trotz signifikanter Störungen eine zuverlässige Umfelderkennung und die Warnung vor Objekten bzw. Hindernissen ermöglicht werden.
In einer Ausführungsform wird mittels der Ultraschallsensorvorrichtung ein Warnsignal ausgegeben, falls ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem zumindest einen weiteren Objekt einen Warnabstand unterschreitet, wobei der Warnabstand in Abhängigkeit von dem Objekt bestimmt wird. Durch den Warnabstand kann beispielsweise der Dauertonbereich der Ultraschallsensorvorrichtung definiert sein, wobei ein Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise durch einen Dauerton gewarnt wird, falls sich das zumindest eine weitere Objekt in dem Dauertonbereich befindet bzw. wenn der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem zumindest einen weiteren Objekt geringer als der Warnabstand ist. Dieser Warnabstand kann nun in Abhängigkeit von dem Objekt, das an das Kraftfahrzeug montiert ist, bestimmt werden. Somit kann berücksichtigt werden, dass sich das Objekt an dem Kraftfahrzeug befindet bzw. einen Teil des Kraftfahrzeugs darstellt.
Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass zum Bestimmen des Warnabstands ein Standardwarnabstand in einem Bereich des Objekts um den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt erhöht wird. Dadurch, dass das Objekt an dem Kraftfahrzeug montiert ist, ändern sich quasi die äußeren Abmessungen des Kraftfahrzeugs. Dies wird durch die Anpassung des Warnabstands ausgeglichen. Hierzu kann zunächst der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt, das an das Kraftfahrzeug montiert ist, bestimmt werden. Um diesen Abstand kann dann im Bereich des Objekts ein Standardwarnabstand, welcher üblicherweise verwendet wird, nach hinten verschoben werden. Somit kann auch verhindert werden, dass eine Kollision zwischen dem Objekt, das an das Kraftfahrzeug montiert ist, und einem weiteren Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfolgt. In einer weiteren Ausführungsform wird eine Überprüfung, ob das Objekt als an dem Kraftfahrzeug montiert erkannt wird, zu vorbestimmten Zeitpunkten wiederholt. Die Überprüfung, bei der die vorbestimmte Anzahl von Messzyklen auf gleiche Abstandswerte hin überprüft wird, kann zu vorbestimmten Zeitpunkten wiederholt werden. Beispielsweise kann die Überprüfung nach dem Starten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Überprüfung zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Betriebs des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Somit kann beispielsweise ein an dem Kraftfahrzeug montiertes Objekt erkannt werden, welches bei laufendem Motor montiert wurde. Ferner kann in gleicher Weise erkannt werden, dass das an dem Kraftfahrzeug montierte Objekt von dem Kraftfahrzeug entfernt wurde. Somit kann beispielsweise zuverlässig erkannt werden, dass die Ultraschallsensorvorrichtung wieder vollständig funktionsfähig ist.
Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt. Die Ultraschallsensorvorrichtung kann eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren umfassen. Ferner kann die Ultraschallsensorvorrichtung eine Steuereinrichtung umfasst, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs gebildet sein kann. Mit Hilfe der Steuereinrichtung können die jeweiligen Ultraschallsensoren zum Durchführen der jeweiligen Messzyklen angesteuert werden. Ferner kann die Steuereinrichtung dazu dienen, die Abstandswerte, die mit den Ultraschallsensoren bestimmt wurden, entsprechend auszuwerten.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug erfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die 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. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches eine Ultraschallsensorvorrichtung aufweist;
2 das Kraftfahrzeug, an dessen Heck ein erstes Objekt montiert ist;
3 das Kraftfahrzeug, an dessen Heck ein zweites Objekt montiert ist;
4 das Kraftfahrzeug, an dessen Heck ein drittes Objekt montiert ist;
5 das Kraftfahrzeug gemäß 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Ultraschallsensorvorrichtung 2, welche beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein kann, welches einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 beim Einparken des Kraftfahrzeugs 1 in eine Parklücke unterstützt.
Die Ultraschallsensorvorrichtung 2 umfasst eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren 4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 2 zehn Ultraschallsensoren 4, wobei fünf Ultraschallsensoren 4 in einem Frontbereich 5 und fünf Ultraschallsensoren 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind. Beispielsweise können die jeweiligen Ultraschallsensoren 4 an den Stoßfängern des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein. Mit den Ultraschallsensoren 4 können Objekte 8 in einer Umgebung 7 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden. Hierzu kann mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet werden. Ferner kann mit den Ultraschallsensoren 4 das jeweilige von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstandswert bestimmt werden, welcher einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 8 beschreibt. Dabei kann mit den Ultraschallsensoren 4 eine direkte Messung durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass mit einem Ultraschallsensor das Ultraschallsignal ausgesendet wird und das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal wieder mit dem gleichen Ultraschallsensor 4 empfangen wird. Alternativ oder zusätzlich kann mit den Ultraschallsensoren 4 eine indirekte Messung durchgeführt werden, bei welcher mit einem ersten Ultraschallsensor 4 das Ultraschallsignal ausgesendet wird und mit einem zweiten Ultraschallsensor 4 das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal empfangen wird.
Die Ultraschallsensorvorrichtung 2 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 3, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Steuereinrichtung 3 ist zur Datenübertragung mit den Ultraschallsensoren 4 verbunden. Entsprechende Datenleitungen sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mit Hilfe der Steuereinrichtung 3 können die jeweiligen Ultraschallsensoren 4 angesteuert werden. Ferner können die Messwerte bzw. Abstandswerte, die von den Ultraschallsensoren 4 bereitgestellt werden, ausgewertet werden.
2 zeigt das Kraftfahrzeug 1, wobei an dem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 ein erstes Objekt 8 angeordnet ist. Bei dem ersten Objekt 8 handelt es sich um einen ersten Fahrradträger 9. Darüber hinaus ist ein Erfassungsbereich 10 der Ultraschallsensorvorrichtung 2 bzw. der Ultraschallsensoren 4 in dem Heckbereich 6 dargestellt. Der Erfassungsbereich 10 ist vorliegend in mehrere Segmente 11 eingeteilt. Vorliegend soll das Objekt 8, das an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist, erkannt werden. Hierzu werden während sich das Kraftfahrzeug 1 bewegt zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen mit den Ultraschallsensoren 4 durchgeführt. Bei jedem Messzyklus wird ein Abstandswert bestimmt, welcher den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 8 beschreibt. Ferner wird anhand der Abstandswerte die räumliche Lage des Objekts 8 in dem Erfassungsbereich 10 sowie die räumliche Erstreckung des Objekts 8 in dem Erfassungsbereich 10 bestimmt.
Die jeweiligen Abstandswerte, die mit den Ultraschallsensoren während der aufeinanderfolgenden Messzyklen bestimmt wurden, können beispielsweise in einem Ringspeicher gespeichert werden. Wenn die überwiegende Mehrheit der Abstandswerte, die von dem Objekt 8 stammen, gleich sind, kann davon ausgegangen werden, dass das Objekt 8 an dem Kraftfahrzeug 1 montiert ist. Vorliegend wird überprüft, ob sich das Objekt 8 in einem vorbestimmten Teilbereich des Erfassungsbereichs 10 befindet. Vorliegend befindet sich das Objekt 8 in einem Teilbereich des Erfassungsbereichs 10, welcher dem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet ist. Somit kann mit Hilfe der Ultraschallsensorvorrichtung 2 das an dem Kraftfahrzeug 1 montierte Objekt 8 erkannt werden.
Ferner wird untersucht, welcher Teilbereich des Erfassungsbereichs 10 von dem Objekt 8 bedeckt bzw. blockiert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 wird von dem Objekt 8 ein verhältnismäßig großer Teilbereich des Erfassungsbereichs 10 bedeckt. Ferner kann der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Wenn ein spezifischer Bereich, der zuvor anhand der Geometrie des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt werden kann, durch das Objekt 8 bedeckt ist, kann die Ultraschallsensorvorrichtung 2 als blockiert und somit als nicht funktionsfähig angesehen werden. Ferner kann überprüft werden, ob zwei oder mehr nebeneinanderliegende Ultraschallsensoren 4 durch das Objekt 8 blockiert sind. Dies ist vorliegend der Fall. Somit kann die komplette Stoßfängerseite bzw. die Ultraschallsensoren 4 in dem Heckbereich 6 als blockiert angesehen werden. In diesem Fall kann an den Fahrer ein entsprechender Hinweis ausgegeben werden, dass die Ultraschallsensorvorrichtung 2 im Heckbereich 6 momentan nicht zur Verfügung steht.
Im Vergleich hierzu zeigt 3 das Kraftfahrzeug 1, wobei im Heckbereich 6 ein zweites Objekt 8 angeordnet ist. Bei dem zweiten Objekt 8 handelt es sich vorliegend um ein Ersatzrad 12. In diesem Fall ist ein verhältnismäßig geringer Teilbereich des Erfassungsbereichs 10 durch das Objekt 8 bedeckt bzw. blockiert. Die Ultraschallsensoren 4, die nicht durch das Objekt 8 bedeckt sind, können dazu genutzt werden, weitere Objekte in der Umgebung 7 des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen.
4 zeigt das Kraftfahrzeug 1, wobei an dem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 ein drittes Objekt 8 angeordnet ist. Bei dem dritten Objekt 8 handelt es sich vorliegend um einen zweiten Fahrradträger 13. Der zweite Fahrradträger 13 weist in Vergleich zu dem ersten Fahrradträger 9 gemäß 2 geringere räumliche Abmessungen auf. Vorliegend wird durch das Objekt 8 bzw. den Fahrradträger 13 ein verhältnismäßig geringer Teilbereich des Erfassungsbereichs 10 blockiert. Dabei ist es vorgesehen, dass die Signale bzw. Abstandswerte, die von diesem Objekt 8 stammen, bei der Erfassung weiterer Objekte in dem Umgebungsbereich 7 nicht berücksichtigt werden. Dies ist vorliegend dadurch gekennzeichnet, dass diese Bereiche des Erfassungsbereichs 10 mit einem X markiert sind. Durch direkte und/oder indirekte Messungen mit den Ultraschallsensoren 4 könne weitere (hier nicht dargestellte) Objekte in dem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Dabei ist es insbesondere vorgesehen sein, dass diese weiteren Objekte bzw. deren relative Lage zu dem Kraftfahrzeug 1 in eine digitale Umgebungskarte, welche die Umgebung 7 des Kraftfahrzeugs 1 beschreibt, eingetragen werden. Somit können diese weiteren Objekte entsprechend nachverfolgt werden.
In 4 sind ferner entsprechende Warnabstände 14, 15, 16 in dem Erfassungsbereich 10 dargestellt. Dabei erfolgt ab einem ersten Warnabstand 14 eine Detektion des Objekts 8. Der zweite Warnabstand 15 begrenzt den sogenannten Intervalltonbereich, ab welchem ein Hinweis ausgegeben wird, dass sich das Objekt 8 in der Umgebung 7 des Kraftfahrzeugs 1 befindet. Dies kann einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 beispielsweise auf einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Der dritte Warnabstand 16 begrenzt den sogenannten Dauertonbereich, ab welchem beispielsweise akustisch mit einem Dauerton vor einer Kollision mit dem Objekt 8 gewarnt wird.
5 zeigt das Kraftfahrzeug 1 und das Objekt 8 gemäß 4 in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei werden der zweite Warnabstand 15 und der dritte Warnabstand 16 in Abhängigkeit von dem Objekt 8 angepasst. Vorliegend wird berücksichtigt, dass das Objekt 8 bzw. der Fahrradträger 13 als Teil des Kraftfahrzeugs 1 angesehen werden kann. In diesem Fall werden der zweite Warnabstand 15 und der dritte Warnabstand 16 verschoben. Somit werden auch der Intervalltonbereich und der Dauertonbereich in Abhängigkeit von dem Objekt 8 verschoben. Dabei ist es vorgesehen, dass der Dauertonbereich und der Intervalltonbereich um den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 8 nach hinten verschoben werden. Beispielsweise kann die Anhängerkupplung, auf welcher der Fahrradträger 13 angeordnet ist, 18 cm von dem hinteren Stoßfänger entfernt sein. Damit werden der Intervalltonbereich und der Dauertonbereich um 18 cm nach hinten verschoben. Somit ergeben sich der verschobene zweite Hinweisabstand 15‘ und der verschobene dritte Hinweisabstand 16‘. Somit kann eine Kollision zwischen dem Objekt 8, das an dem Kraftfahrzeug 1 montiert ist, und einem weiteren Objekt verhindert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011101013 A1 [0004]
DE 102012017668 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem während das Kraftfahrzeug (1) bewegt wird, zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden, wobei bei jedem der Messzyklen mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren (4) der Ultraschallsensorvorrichtung (4) jeweils Abstandswerte bestimmt werden, wobei die Abstandswerte eine relative Lage zwischen einem Objekt (8) in der Umgebung (7) des Kraftfahrzeugs (1) und dem Kraftfahrzeug (1) beschreiben, und anhand der Abstandwerte eine Position des Objekts (8) innerhalb eines Erfassungsbereichs (10) der Ultraschallsensorvorrichtung (2) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (8) als an dem Kraftfahrzeug (1) montiert erkannt wird, falls die bei einer vorbestimmten Anzahl der Messzyklen von dem Objekt (8) bestimmten Abstandwerte gleich sind und sich die Position des Objekts (8) in einem vorbestimmten Teilbereich des Erfassungsbereichs (10) befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vorbestimmte Teilbereich in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (1) oder in Fahrtrichtung hinter dem Kraftfahrzeug (1) befindet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Abstandswerte eine räumliche Erstreckung des Objekts (8) innerhalb des Erfassungsbereichs (10) bestimmt wird und die Ultraschallsensorvorrichtung (2) in Abhängigkeit von der räumliche Erstreckung des Objekts (8) und/oder eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem Objekt (8) betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung (2) unterbleibt, falls die räumliche Erstreckung einen Grenzwert überschreitet und/oder der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem Objekt (8) einen Schwellwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (8) unberücksichtigt bleibt, falls die räumliche Erstreckung einen Grenzwert unterschreitet und/oder der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem Objekt (8) einen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Abstandswerte zumindest ein weiteres Objekt in der Umgebung (7) des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird und bei den jeweiligen Messzyklen eine relative Lage zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem zumindest einen weiteren Objekt bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Ultraschallsensorvorrichtung (2) ein Warnsignal ausgegeben wird, falls ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem zumindest einen weiteren Objekt einen Warnabstand (14, 15, 16) unterschreitet, wobei der Warnabstand (14, 15, 16) in Abhängigkeit von dem Objekt (8) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Warnabstands (14, 15, 16) ein Standardwarnabstand in einem Bereich des Objekts (8) um den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (1) und dem Objekt (8) erhöht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überprüfung, ob das Objekt (8) als an dem Kraftfahrzeug (1) montiert erkannt wird, zu vorbestimmten Zeitpunkten wiederholt wird.
Ultraschallsensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), welche zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Ultraschallsensorvorrichtung (2) nach Anspruch 10.