DE102016215437A1 - Radar sensor device for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a radar sensor device of a motor vehicle - Google Patents

Radar sensor device for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a radar sensor device of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Radarsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend mehrere Radarsensoreinheiten (4a–d) und eine Steuereinrichtung (7), mittels welcher die Radarsensoreinheiten (4a–d) zur Objekterfassung ansteuerbar sind, wobei die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines vorgegebenen, eine durch die Radarsensoreinrichtung (2) zu realisierende Erfassungsreichweite beschreibenden Auswahlparameters eine von mehreren jeweils eine Untergruppe (11a–c) von Radarsensoreinheiten (4a–d) beschreibenden Konfigurationen zu wählen und die zur Untergruppe (11a–c) der ausgewählten Konfiguration gehörenden R–darsensoreinheiten (4a–d) zu aktivieren und die nicht zur Untergruppe (11a–c) gehörenden Radarsensoreinheiten (4a–d) zu deaktivieren, wobei mehreren Erfassungsreichweiteklassen mit aufsteigender Erfassungsreichweite jeweils eine Konfiguration zugeordnet ist, die eine größere Untergruppe (11a–c) beschreibt.Radar sensor device for a motor vehicle (1), comprising a plurality of radar sensor units (4a-d) and a control device (7), by means of which the radar sensor units (4a-d) are controllable for object detection, wherein the control device (7) is adapted to a function predetermined to select a detection range to be realized by the radar sensor device (2) selecting one of a plurality of configurations each describing a subgroup (11a-c) of radar sensor units (4a-d) and R belonging to the subgroup (11a-c) of the selected configuration And deactivating the radar sensor units (4a-d) which do not belong to the subgroup (11a-c), wherein a plurality of detection range classes with increasing detection range are each assigned a configuration having a larger subgroup (11a-c). describes.

Figure DE102016215437A1_0001
Figure DE102016215437A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine Radarsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere Radarsensoreinheiten und eine Steuereinrichtung, mittels welcher die Radarsensoreinheiten zur Objekterfassung ansteuerbar sind. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend mehrere Radarsensoreinheiten.The invention relates to a radar sensor device for a motor vehicle, comprising a plurality of radar sensor units and a control device, by means of which the radar sensor units for object detection can be controlled. In addition, the invention relates to a motor vehicle and a method for operating a radar sensor device of a motor vehicle, comprising a plurality of radar sensor units.

Eine solche Radarsensoreinrichtung dient der Erfassung dynamischer und statischer Objekten in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs. Fahrerassistenzsysteme können beispielsweise Sensordaten der Radarsensoreinrichtung zur Bewertung einer Verkehrssituation auswerten und Warnungen oder Fahreingriffe auslösen. Es sind Radarsensoreinrichtungen mit mehreren Radarsensoreinheiten, sogenannten Radar-Frontends, bekannt, die durch eine gemeinsame Steuereinrichtung angesteuert werden. Such a radar sensor device is used to detect dynamic and static objects in the environment of a motor vehicle. Driver assistance systems can, for example, evaluate sensor data of the radar sensor device for evaluating a traffic situation and trigger warnings or driving interventions. There are radar sensor devices with a plurality of radar sensor units, so-called radar front ends, known, which are controlled by a common control device.

Herkömmliche Radarsensoreinrichtungen werden typischerweise nach ihrer Erfassungsreichweite eingeteilt in Long Range Radar (LRR) mit Reichweiten bis zu ca. 200 Metern, Mid Range Radar (MRR) mit Reichweiten bis zu ca. 120 Metern und Short Range Radar (SRR) mit Reichweiten bis zu ca. 70 Metern. Zum Erzielen der hohen Reichweite eines LRR-Sensors werden die abgestrahlten Radarsignale gebündelt, wozu eine hohe Anzahl von Empfangs- und Sendeantennen, beispielsweise jeweils 8 Stück, erforderlich ist. Dies reduziert den Öffnungswinkel der Radarsensoreinrichtung erheblich. Bei SRR-Sensoren wird typischerweise auf eine derartige Bündelung verzichtet, wodurch gleichzeitig der Öffnungswinkel vergrößert wird. Ein MRR-Sensor nimmt eine Mittelstellung zwischen den beiden vorgenannten Sensoren ein.Conventional radar sensor devices are typically classified according to their detection range in long range radar (LRR) with ranges up to about 200 meters, mid range radar (MRR) with ranges up to about 120 meters and short range radar (SRR) with ranges up to approx 70 meters. To achieve the high range of an LRR sensor, the radiated radar signals are bundled, which requires a large number of receiving and transmitting antennas, for example 8 pieces each. This considerably reduces the opening angle of the radar sensor device. In the case of SRR sensors, such bundling is typically dispensed with, whereby at the same time the opening angle is increased. An MRR sensor occupies a middle position between the two aforementioned sensors.

Da die Anforderungen an eine Radarsensoreinrichtung zum Erzielen der jeweiligen Erfassungsreichweite unterschiedlich sind, wird typischerweise für jede Erfassungsreichweitenklasse eine unterschiedlich ausgebildete Radarsensoreinheit verwendet. Diese erhöht den Aufwand zur Integration einer herkömmlichen Radarsensoreinrichtung in ein Kraftfahrzeug erheblich.Since the requirements for a radar sensor device to achieve the respective detection range are different, a differently designed radar sensor unit is typically used for each detection range class. This increases the cost of integrating a conventional radar sensor device in a motor vehicle considerably.

Aus der Druckschrift DE 10 2004 043 358 A1 ist eine Objektdetektionssensorik eines Kraftfahrzeugs bekannt, mittels der vorausfahrende Fahrzeuge detektierbar sind. Die Objektdetektionssensorik weist einen ersten Detektionsbereich mit einer hohen Reichweite, einer mit zunehmender Entfernung größeren Erfassungsbereite und einer maximalen Breite, die der eigenen Fahrspurbreite entspricht, sowie weitere Detektionsbereiche, die kürzere Detektionsreichweiten aufweisen und Bereiche links und rechts des ersten Detektionsbereichs abdecken, auf.From the publication DE 10 2004 043 358 A1 An object detection sensor system of a motor vehicle is known by means of which preceding vehicles can be detected. The object detection sensor includes a first detection area with a long range, a larger detection distance with an increasing distance and a maximum width corresponding to the own lane width, and other detection areas having shorter detection ranges and covering areas left and right of the first detection area.

Die DE 199 34 670 A1 offenbart ein Objektdetektionssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens drei Objektdetektoren, die jeweils einen anderen Detektionsbereich und/oder eine andere Detektionsreichweite aufweisen.The DE 199 34 670 A1 discloses an object detection system for a motor vehicle having at least three object detectors each having a different detection range and / or detection range.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Objektdetektion über unterschiedliche Entfernungen durch eine Radarsensoreinrichtung zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object to enable a contrast improved object detection over different distances by a radar sensor device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Radarsensoreinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines vorgegebenen, eine durch die Radarsensoreinrichtung zu realisierende Erfassungsreichweite beschreibenden Auswahlparameters eine von mehreren jeweils eine Untergruppe von Radarsensoreinheiten beschreibenden Konfigurationen zu wählen und die zur Untergruppe der ausgewählten Konfiguration gehörenden Radarsensoreinheiten zu aktivieren und die nicht zur Untergruppe gehörenden Radarsensoreinheiten zu deaktivieren, wobei mehreren Erfassungsreichweiteklassen mit aufsteigender Erfassungsreichweite jeweils eine Konfiguration zugeordnet ist, die eine größere Untergruppe beschreibt.This object is achieved according to the invention in a radar sensor device of the type mentioned above in that the control device is designed to select one of a plurality of configurations each describing a subset of radar sensor units in dependence on a predetermined selection parameter describing a detection range to be realized by the radar sensor device Activate subset of radar sensor units belonging to the selected configuration and deactivate the non-subgroup radar sensor units, wherein a plurality of acquisition range classes with increasing detection range is assigned a configuration that describes a larger subgroup.

Der Erfindung liegt die Idee einer skalierbaren Objekterfassung durch eine bedarfsweise Kombination einzelner Radarsensoreinheiten der Radarsensoreinrichtung zugrunde, wobei durch das Zusammenwirken mehrerer Radarsensoreinheiten eine größere Erfassungsreichweite bzw. ein geringerer Öffnungswinkel realisiert wird. Dazu wählt die Steuereinrichtung in Abhängigkeit eines, beispielsweise extern vorgegebenen, Auswahlparameters eine von mehreren Konfigurationen von Radarsensoreinheiten aus. Jede Konfiguration beschreibt dabei eine Untergruppe der Radarsensoreinheiten, die bei einem Betrieb gemäß der Konfiguration ausschließlich zu aktivieren sind. Eine Untergruppe kann genau eine Radarsensoreinheit, einen Teil der Radarsensoreinheiten oder alle Radarsensoreinheiten umfassen. Die Größe, mit anderen Worten die Mächtigkeit, der Untergruppe bzw. die Anzahl der zu der Untergruppe gehörende Radarsensoreinheiten steigt dabei mit der zu realisierenden Erfassungsreichweite. Dazu werden Erfassungsreichweiteklassen gebildet, die beispielsweise der eingangs genannten Einteilung von LRR, MRR und SRR entsprechen können. Die durch den Auswahlparameter beschriebene, zu realisierende Erfassungsreichweite kann einer der vorgesehenen Erfassungsreichweiteklassen zuordenbar sein. The invention is based on the idea of a scalable object detection by a combination of individual radar sensor units of the radar sensor device as required, wherein a greater detection range or a smaller opening angle is realized by the interaction of a plurality of radar sensor units. For this purpose, the control device selects one of a plurality of configurations of radar sensor units as a function of a, for example externally predetermined, selection parameter. Each configuration describes a subgroup of the radar sensor units, which are exclusively to be activated in an operation according to the configuration. A subset may comprise exactly one radar sensor unit, one part of the radar sensor units or all radar sensor units. The size, in other words the thickness, the subgroup or the number of radar sensor units belonging to the subgroup, increases with the detection range to be realized. For this purpose, detection coverage classes are formed, which may correspond, for example, to the classification of LRR, MRR and SRR mentioned at the outset. The detection range to be realized described by the selection parameter can be assigned to one of the provided coverage ranges.

Die Erfindung ermöglicht so eine einfach realisierbare und in das Kraftfahrzeug integrierbare Radarsensoreinrichtung, die zur Objektdetektion für eine Vielzahl unterschiedlicher Erfassungsreichweiteklassen geeignet ist. The invention thus makes possible a radar sensor device which is easy to implement and can be integrated into the motor vehicle and which is suitable for object detection for a large number of different coverage ranges.

Eine (erste) Entfernungsreichweiteklasse kann Erfassungsreichweiten bis 70 Meter und/oder eine (zweite) Erfassungsreichweiteklasse kann Erfassungsreichweiten bis 140 Meter und/oder eine (dritte) Erfassungsreichweiteklasse kann Erfassungsreichweiten bis 250 Meter umfassen. Der Auswahlparameter kann situationsabhängig, beispielsweise durch ein Fahrzeugsystem, vorgebbar sein und/oder gemäß einem zeitlichen Raster wechselnd unterschiedliche Konfigurationen beschreiben. A (first) range range class may include coverage ranges up to 70 meters and / or a (second) coverage range may include coverage ranges up to 140 meters and / or a (third) coverage range may include coverage ranges up to 250 meters. Depending on the situation, the selection parameter can be predefinable, for example by a vehicle system, and / or alternately describe different configurations in accordance with a temporal grid.

Eine jeweilige Radarsensoreinheit kann einen Radar-Transceiver, der eine Frequenzsteuerung (üblicherweise umfassend eine Phasenregelschleife – PLL), eine Mischereinheit und einen Low Noise Amplifier (LNA) enthält, sowie eine Antenneneinheit aufweisen. Bevorzugt ist der Radar-Transceiver durch einen einzigen Halbleiterchip, insbesondere einen CMOS-Chip, realisiert. Zweckmäßigerweise sind der Radar-Transceiver und die Antenneneinheit in einem Package realisiert. Eine solche Radarsensoreinheit kann auch als Radar-Frontend aufgefasst bzw. bezeichnet werden. Besonders bevorzugt sind die Radarsensoreinheiten gleichartig ausgebildet. D.h. insbesondere, dass sie jeweils im Wesentlichen gleiche Sende- und Empfangseigenschaften aufweisen. So kann insbesondere die Anzahl unterschiedlicher Bauelemente für die Realisierung der erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung verringert werden. Die Radarsensoreinheiten können durch Einschalten und Ausschalten, insbesondere in Abhängigkeit eines Steuersignals der Steuereinrichtung, aktivierbar und/oder deaktivierbar sein. Zum Aktivieren und/oder Deaktivieren der Radarsensoreinheit kann die Radarsensoreinrichtung eine Schalteinheit aufweisen.A respective radar sensor unit may include a radar transceiver including frequency control (usually including a phase locked loop - PLL), a mixer unit and a low noise amplifier (LNA), and an antenna unit. Preferably, the radar transceiver is realized by a single semiconductor chip, in particular a CMOS chip. Conveniently, the radar transceiver and the antenna unit are realized in a package. Such a radar sensor unit can also be understood or referred to as a radar front end. Particularly preferably, the radar sensor units are of similar design. That in particular, that they each have substantially the same transmission and reception characteristics. Thus, in particular, the number of different components for the realization of the radar sensor device according to the invention can be reduced. The radar sensor units can be activated and / or deactivated by switching on and off, in particular as a function of a control signal of the control device. For activating and / or deactivating the radar sensor unit, the radar sensor device can have a switching unit.

Die Radarsensoreinheiten können benachbart zueinander, insbesondere auf oder an einen Trägerelement der Radarsensoreinrichtung, angeordnet sein. Bevorzugt sind die Radarsensoreinheiten derart angeordnet, dass sie an einem gemeinsamen kraftfahrzeugseitigen Einbauort, beispielsweise einem für Radarsignale durchlässigen Abschnitt der Außenhaut des Kraftfahrzeugs, verbaubar oder verbaut sind. Die Zentralachsen der Öffnungsbereiche der Radarsensoreinheiten sind zweckmäßigerweise zueinander im Wesentlichen parallel. Bei dem Trägerelement kann es sich, insbesondere bei Ausbildung der Radarsensoreinheiten in CMOS-Technologie, um eine Leiterplatte handeln.The radar sensor units can be arranged adjacent to one another, in particular on or on a carrier element of the radar sensor device. Preferably, the radar sensor units are arranged such that they are on a common motor vehicle-side installation location, for example, a permeable for radar signals portion of the outer skin of the motor vehicle, be built or installed. The central axes of the opening areas of the radar sensor units are expediently substantially parallel to one another. The carrier element may be a printed circuit board, in particular when the radar sensor units are formed in CMOS technology.

Bevorzugt sind die Konfigurationen gemäß der Anzahl der Radarsensoreinheiten der durch die jeweilige Konfiguration beschriebenen Untergruppe ordenbar, wobei eine erste Untergruppe wenigstens eine Radarsensoreinheit umfasst und die weitere Untergruppe oder die weiteren Untergruppen jeweils die Radarsensoreinheit oder Radarsensoreinheiten der in der Ordnung vorangehenden Untergruppe umfasst oder umfassen. Mit anderen Worten wird ein kaskadenartiges Zuschalten einzelner Radarsensoreinheiten vorgeschlagen, wenn eine in einer höheren Erfassungsreichweiteklasse als der momentanen Erfassungsreichweiteklasse liegende Erfassungsreichweite durch den Auswahlparameter beschrieben wird. Eine gemäß der Ordnung höhere Konfiguration beschreibt dabei eine Untergruppe, die sämtliche Radarsensoreinheiten der gemäß der Ordnung niedrigeren Konfiguration oder Konfigurationen umfasst. Insbesondere weist eine durch eine höhere Konfiguration beschriebene Untergruppe sämtliche Radarsensoreinheiten der durch die nächstniedrigere Konfiguration beschriebenen Untergruppe und wenigstens eine zusätzliche Radarsensoreinheit der Radarsensoreinheiten auf.Preferably, the configurations are arrangeable according to the number of radar sensor units of the subgroup described by the respective configuration, wherein a first subgroup comprises at least one radar sensor unit and the further subgroup or subgroups each comprise or comprise the radar sensor unit or radar sensor units of the subordinate group preceding in order. In other words, a cascading of individual radar sensor units is proposed when a detection range lying in a higher detection range class than the current detection range class is described by the selection parameter. A higher configuration according to the order describes a subgroup comprising all radar sensor units of order or configuration lower in order. In particular, a subset described by a higher configuration includes all the radar sensor units of the subgroup described by the next lower configuration and at least one additional radar sensor unit of the radar sensor units.

Zweckmäßigerweise weist jede der Radarsensoreinheiten mehrere Empfangsantennen und/oder mehrere Sendeantennen auf. Die Empfangsantennen und/oder die Sendeantennen können die in einem Package mit dem Radar-Transceiver realisierte Antenneneinheit bilden. Bevorzugt weist jede Radarsensoreinheit wenigstens 3 Sendeantennen und/oder wenigstens 4 Empfangsantennen auf.Expediently, each of the radar sensor units has a plurality of receiving antennas and / or a plurality of transmitting antennas. The receiving antennas and / or the transmitting antennas may form the antenna unit realized in a package with the radar transceiver. Each radar sensor unit preferably has at least 3 transmitting antennas and / or at least 4 receiving antennas.

Es ist ferner bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, zur Realisierung der Erfassungsreichweite und/oder eines Öffnungswinkels der Radarsensoreinrichtung eine Sendesignalkonfiguration vorzugeben, die von den Sendeantennen der aktivierten Radarsensoreinheit oder Radarsensoreinheiten abzustrahlende Sendesignale beschreibt. Die jeweiligen Sendesignale können derart erzeugbar sein, dass sie zur gemeinsamen Objektdetektion zusammenwirken. Insbesondere sind die Sendesignale hinsichtlich ihrer Phasenlage und/oder ihres Frequenzverlaufs unter Berücksichtigung der Orte, an denen die Radarsensoreinheiten in der Radarsensoreinrichtung angeordnet sind, und der jeweiligen Aussendezeitpunkte angepasst und/oder synchronisiert. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, zur Realisierung der Erfassungsreichweite und/oder eines Öffnungswinkels der Radarsensoreinrichtung durch die Empfangsantennen der aktivierten Radarsensoreinheit oder Radarsensoreinheiten empfangene Reflexionssignale von den Sendeantennen abgestrahlter Sendesignale gemeinsam auszuwerten. Die Steuereinrichtung, insbesondere eine zugehörige Auswerteeinheit, kann die Reflexionssignale mithin gemeinsam und insbesondere in Abhängigkeit der vorgegebenen Sendesignale auswerten.It is further preferred if the control device is designed to specify a transmission signal configuration for the realization of the detection range and / or an opening angle of the radar sensor device, which describes transmission signals to be radiated by the transmission antennas of the activated radar sensor unit or radar sensor units. The respective transmission signals can be generated such that they interact for common object detection. In particular, the transmission signals are adapted and / or synchronized with regard to their phase position and / or their frequency profile taking into account the locations at which the radar sensor units are arranged in the radar sensor device and the respective transmission times. Alternatively or additionally, the control device may be configured to jointly evaluate reflection signals received by the transmitting antennas emitted by the transmitting antennas for realizing the detection range and / or an opening angle of the radar sensor device by the receiving antennas of the activated radar sensor unit or radar sensor units. The control device, in particular an associated evaluation unit, can therefore evaluate the reflection signals jointly and in particular as a function of the predetermined transmission signals.

Vorteilhafterweise weist die Radarsensoreinrichtung wenigstens drei Radarsensoreinheiten, insbesondere wenigstens vier Radarsensoreinheiten, auf. Bevorzugt beträgt ein Öffnungswinkel bei einer Objekterfassung mit genau einer aktivierten Radarsensoreinheit zwischen 120° und 170° und/oder mit genau zwei aktivierten Radarsensoreinheiten zwischen 55° und 120° und/oder mit genau drei aktivierten Radarsensoreinheiten zwischen 15° und 55°.Advantageously, the radar sensor device has at least three radar sensor units, in particular at least four radar sensor units. An opening angle in the case of an object detection with exactly one activated radar sensor unit is preferably between 120 ° and 170 ° and / or with exactly two activated radar sensor units between 55 ° and 120 ° and / or with exactly three activated radar sensor units between 15 ° and 55 °.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zur Objekterfassung im Umfeld des Kraftfahrzeugs eingerichtete erfindungsgemäße Radarsensoreinrichtung.The object underlying the invention is further achieved by a motor vehicle, comprising a radar sensor device according to the invention set up for object detection in the environment of the motor vehicle.

Außerdem wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in Abhängigkeit eines vorgegebenen, eine durch die Radarsensoreinrichtung zu realisierende Erfassungsreichweite beschreibenden Auswahlparameters eine von mehreren jeweils eine Untergruppe von Radarsensoreinheiten beschreibende Konfigurationen gewählt wird und die zur Untergruppe der ausgewählten Konfiguration gehörenden Radarsensoreinheiten aktiviert und die nicht zur Untergruppe gehörenden Radarsensoreinheiten deaktiviert werden, wobei mehreren Erfassungsreichweiteklassen mit aufsteigender Erfassungsreichweite jeweils eine Konfiguration zugeordnet wird, die eine größere Untergruppe beschreibt.In addition, the object underlying the invention is achieved in a method of the type mentioned in that depending on a predetermined, to be realized by the radar sensor device detection range descriptive parameter of a plurality of each a subset of radar sensor units descriptive configurations is selected and the subgroup the radar sensor units belonging to the selected configuration are deactivated and the non-subgroup radar sensor units are deactivated, wherein a plurality of acquisition range classes with increasing detection range are each assigned a configuration describing a larger subgroup.

Sämtliche Ausführungen zur erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, so dass auch mit diesen die zuvor genannten Vorteile erzielt werden können.All embodiments of the radar sensor device according to the invention can be analogously transferred to the motor vehicle according to the invention and the method according to the invention, so that even with these the aforementioned advantages can be achieved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. These are schematic representations and show:

1 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Radarsensoreinrichtung; 1 a schematic diagram of an embodiment of a motor vehicle according to the invention with a radar sensor device according to the invention;

2 durch unterschiedliche Konfigurationen der Radarsensoreinrichtung erzielte Erfassungsreichweiten und Öffnungswinkel; und 2 achieved by different configurations of the radar sensor device detection ranges and opening angle; and

3 mögliche Einbauorte der Radarsensoreinrichtung im in 1 gezeigten Kraftfahrzeug. 3 possible installation locations of the radar sensor device in 1 shown motor vehicle.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 1, umfassend eine zur Objekterfassung im Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 eingerichtete Radarsensoreinrichtung 2 und ein Sensordaten der Radarsensoreinrichtung 2 auswertendes Fahrzeugsystem 3, z.B. ein Fahrerassistenzsystem wie ein Abstandsregeltempomat (Adaptive Cruise Control – ACC). 1 shows an embodiment of a motor vehicle 1 , comprising a for object detection in the environment of the motor vehicle 1 equipped radar sensor device 2 and a sensor data of the radar sensor device 2 evaluating vehicle system 3 For example, a driver assistance system such as Adaptive Cruise Control (ACC).

Die Radarsensoreinrichtung 2 weist drei hinsichtlich ihrer Erfassungseigenschaften im Wesentlichen gleichartige Radarsensoreinheiten 4a–c mit jeweils vier Empfangsantennen 5 und drei Sendeantennen 6 auf. Diese bilden eine Antennenanordnung, die gemeinsam mit einem als CMOS-Chip realisierten, nicht gezeigten Radar-Transceiver in einem Package realisiert sind. Außerdem umfasst die Radarsensoreinrichtung 2 eine Steuereinrichtung 7, mittels welcher die Radarsensoreinheiten 4a–c zur Objekterfassung ansteuerbar sind. Daneben weist die Radarsensoreinrichtung 2 eine Speichereinheit 8 und eine Energiemanagementeinheit 9 in Form eines „power management integrated circuit“ (PMIC) auf. The radar sensor device 2 Fig. 3 shows three substantially similar radar sensor units in terms of their detection characteristics 4a -C with four receiving antennas each 5 and three transmitting antennas 6 on. These form an antenna arrangement, which are implemented together with a realized as a CMOS chip, not shown radar transceiver in a package. In addition, the radar sensor device comprises 2 a control device 7 , by means of which the radar sensor units 4a C are controllable for object detection. In addition, the radar sensor device has 2 a storage unit 8th and an energy management unit 9 in the form of a "power management integrated circuit" (PMIC).

Die Steuereinrichtung 7 ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit eines, beispielsweise vom Fahrzeugsystem 3 bereitgestellten, Auswahlparameters, der eine durch die Radarsensoreinrichtung 2 zu realisierende Erfassungsreichweite beschreibt, die Radarsensoren 4a–c zu aktivieren und zu deaktivieren. Dazu steuert die Steuereinrichtung 7 eine Schalteinrichtung 10, über welche die Steuereinrichtung 7 mit den Radarsensoreinheiten 4a–c verbunden ist, an. Anhand des Auswahlparameters wählt die Steuereinrichtung 7 eine eine Untergruppe der Radarsensoreinheiten 4a–c beschreibende Konfiguration aus, wobei die Konfigurationen jeweils einer Erfassungsreichweiteklasse zugeordnet sind. Diese Zuordnung kann beispielsweise durch eine Look-Up-Tabelle, die in der Speichereinheit 8 gespeichert ist, abgebildet sein.The control device 7 is designed to be a function of, for example, the vehicle system 3 provided, Auswahlparameters, the one by the radar sensor device 2 to be realized detection range describes the radar sensors 4a -C to enable and disable. For this purpose, the control device controls 7 a switching device 10 over which the control device 7 with the radar sensor units 4a -C is connected to. Based on the selection parameter, the controller selects 7 one is a subset of the radar sensor units 4a C descriptive configuration, wherein the configurations are each assigned to a detection range class. This assignment can be made, for example, by a look-up table included in the storage unit 8th is stored, be mapped.

2 zeigt die auswählbaren Konfigurationen von Untergruppen 11a–c der Radarsensoreinheiten 4a–c. Die Konfigurationen beschreiben eine erste Untergruppe 11a, die lediglich die Radarsensoreinheit 4a umfasst, eine zweite Untergruppe 11b, die nur die Radarsensoreinheiten 4a, 4b umfasst, und eine dritte Untergruppe 11c, die alle drei Radarsensoreinheiten 4a–c umfasst. Dabei sind eine Erfassungsreichweiten bis 70 Meter (Short Range Radar – SSR) umfassende Erfassungsreichweiteklasse der ersten Untergruppe 11a, eine Erfassungsreichweiten zwischen 70 und 140 Meter (Mid Range Radar – MRR) umfassende Erfassungsreichweiteklasse der zweiten Untergruppe 11b und eine Erfassungsreichweiten zwischen 140 und 250 Meter (Long Range Radar – LRR) umfassende Erfassungsreichweiseklasse der dritten Untergruppe 11c zugeordnet. Mithin wird den Erfassungsreichweiteklassen mit steigender Erfassungsreichweite eine eine größere Untergruppe 11a–c beschreibende Konfiguration zugeordnet. Da die dritte Untergruppe 11c die Radarsensoreinheiten 4a, 4b der zweiten Untergruppe 11b umfasst und diese wiederum die Radarsensoreinheit 4a der ersten Untergruppe 11a umfasst, kann die Aufteilung der Untergruppen auch als kaskadenartig bezeichnet werden. 2 shows the selectable configurations of subgroups 11a -C of the radar sensor units 4a c. The configurations describe a first subgroup 11a that only the radar sensor unit 4a includes a second subgroup 11b that only the radar sensor units 4a . 4b includes, and a third subgroup 11c , all three radar sensor units 4a -C includes. Here are a detection ranges up 70 Meter (Short Range Radar - SSR) comprehensive coverage range of the first subgroup 11a , a detection range between 70 and 140 meters (mid range radar - MRR) comprehensive coverage range class of the second subgroup 11b and a detection range between 140 and 250 meters (Long Range Radar - LRR) comprising detection coverage class of the third subgroup 11c assigned. Thus, the acquisition coverage classes become a larger subgroup with increasing coverage distance 11a -C descriptive configuration assigned. Because the third subgroup 11c the radar sensor units 4a . 4b the second subgroup 11b includes and this in turn the radar sensor unit 4a the first subgroup 11a The distribution of subgroups may also be referred to as cascading.

Die Anzahlen der durch die aktivierten Radarsensoreinheiten 4a–c einer jeweiligen Untergruppe 11a–c für die Objektdetektion zur Verfügung stehenden Empfangsantennen 5 und Sendeantennen 6 addieren sich mithin. Dadurch werden die abgestrahlten Sendesignale von der ersten Untergruppe 11a zur dritten Untergruppe 11c hin stärker gebündelt, so dass die durch die Doppelpfeile 12 repräsentierten Erfassungsreichweiten steigen. Gleichzeitig sinken die durch die Doppelpfeile 13 repräsentierten azimutalen Öffnungswinkel. Bei der ersten Untergruppe 11a wird beispielsweise ein Öffnungswinkel von 160°, bei der zweiten Untergruppe 11b ein Öffnungswinkel von 80° und bei der dritten Untergruppe 11c ein Öffnungswinkel von 30° realisiert. The numbers of the through the activated radar sensor units 4a -C a respective subgroup 11a -C for the object detection available receiving antennas 5 and transmitting antennas 6 thus add up. As a result, the radiated transmission signals from the first subgroup 11a to the third subgroup 11c bundled up stronger, so that by the double arrows 12 represented coverage increases. At the same time they sink through the double arrows 13 represented azimuthal opening angle. At the first subgroup 11a For example, an opening angle of 160 °, in the second subgroup 11b an opening angle of 80 ° and the third subgroup 11c an opening angle of 30 ° realized.

Die Steuereinrichtung 7 realisiert die jeweilige Erfassungsreichweite und den jeweiligen Öffnungswinkel dadurch, dass eine Sendesignalkonfiguration vorgegeben wird, die die von den Sendeantennen 6 der jeweils aktivierten Radarsensoreinheiten 4a–c abzustrahlenden Sendesignale beschreibt. Die Steuereinrichtung 7 stellt den Radarsensoreinheiten 4a–c mithin Steuersignale zur hinsichtlich der Phasenlage und der Frequenz aufeinander abgestimmten und synchronisierten Abstrahlung der Sendesignale bereit. Ebenso wertet eine Auswertungseinheit 14 der Steuereinrichtung 7 die von den Empfangsantennen 6 der jeweils aktivierten Radarsensoreinheiten 4a–c empfangenen Reflexionssignale der Sendesignale gemeinsam aus.The control device 7 realizes the respective detection range and the respective opening angle by specifying a transmission signal configuration which is that of the transmission antennas 6 the respectively activated radar sensor units 4a Describes -c broadcast signals to be broadcast. The control device 7 represents the radar sensor units 4a C thus provide control signals with respect to the phase position and the frequency matched and synchronized radiation of the transmission signals. Likewise evaluates an evaluation unit 14 the control device 7 those from the receiving antennas 6 the respectively activated radar sensor units 4a -C received reflection signals of the transmission signals together.

3 zeigt mögliche Einbauorte 15a–h der Radarsensoreinheit 2, welche hinter einem für Radarsignale durchlässigen Abschnitt der Außenhaut des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind. Beispielsweise kommen Eckpositionen als Einbauorte 15a, 15c, 15e, 15g in Frage. Ebenso ist ein frontseitiger Einbauort 15h oder ein heckseitiger Einbauort 15d im Bereich eines Stoßfängers des Kraftfahrzeugs 1 möglich. Daneben sind auch seitliche Einbauorte 15b, 15f im Bereich der Türen des Kraftfahrzeugs 1 denkbar. Die Radarsensoreinheiten 4a–c sind dazu bevorzugt auf einer Trägerplatte der Radarsensoreinrichtung 2 angeordnet, so dass sie als eine Baueinheit am Einbauort 15a–h in das Kraftfahrzeug 1 integriert werden kann. 3 shows possible installation locations 15a -H the radar sensor unit 2 , which behind a radar signals permeable portion of the outer skin of the motor vehicle 1 are arranged. For example, corner positions come as installation locations 15a . 15c . 15e . 15g in question. Likewise, a front-side installation location 15h or a rear-side installation location 15d in the area of a bumper of the motor vehicle 1 possible. In addition, there are also lateral installation locations 15b . 15f in the area of the doors of the motor vehicle 1 conceivable. The radar sensor units 4a C are preferred for this purpose on a support plate of the radar sensor device 2 arranged so that they as a structural unit at the installation site 15a -H in the motor vehicle 1 can be integrated.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Kraftfahrzeug 1 mehrere Radarsensoreinrichtungen 2 auf, die jeweils an einen unterschiedlichen Einbauort 15a–h verbaut sind.According to a further embodiment, the motor vehicle 1 several radar sensor devices 2 on, each to a different location 15a -H are installed.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 1, das dem zuvor beschriebenen Ausgangsbeispiel entspricht, weist die Radarsensoreinheit 2 wenigstens eine weitere, in 1 durch eine Radarsensoreinheit 4d repräsentierte Radarsensoreinheit auf, die in analoger Weise zu den Radarsensoreinheiten 4a–c ansteuerbar ist. Somit könnten eine vierte Untergruppe, umfassend die Radarsensoreinheiten 4a–d, und gegebenenfalls höhere Untergruppen durch entsprechende Konfigurationen beschrieben sein.According to another embodiment of a motor vehicle 1 which corresponds to the above-described initial example, the radar sensor unit 2 at least one more, in 1 by a radar sensor unit 4d represented radar sensor unit, which in an analogous manner to the radar sensor units 4a -C is controllable. Thus, a fourth subgroup comprising the radar sensor units 4a And, optionally, higher subgroups may be described by appropriate configurations.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 19934670 A1 [0006] DE 19934670 A1 [0006]

Claims (9)

Radarsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend mehrere Radarsensoreinheiten (4a–d) und eine Steuereinrichtung (7), mittels welcher die Radarsensoreinheiten (4a–d) zur Objekterfassung ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines vorgegebenen, eine durch die Radarsensoreinrichtung (2) zu realisierende Erfassungsreichweite beschreibenden Auswahlparameters eine von mehreren jeweils eine Untergruppe (11a–c) von Radarsensoreinheiten (4a–d) beschreibenden Konfigurationen zu wählen und die zur Untergruppe (11a–c) der ausgewählten Konfigurationen gehörenden Radarsensoreinheiten (4a–d) zu aktivieren und die nicht zur Untergruppe (11a–c) gehörenden Radarsensoreinheiten (4a–d) zu deaktivieren, wobei mehreren Erfassungsreichweiteklassen mit aufsteigender Erfassungsreichweite jeweils eine Konfiguration zugeordnet ist, die eine größere Untergruppe (11a–c) beschreibt.Radar sensor device for a motor vehicle ( 1 ) comprising a plurality of radar sensor units ( 4a -D) and a control device ( 7 ), by means of which the radar sensor units ( 4a D) are controllable for object detection, characterized in that the control device ( 7 ) is designed, depending on a predetermined, one by the radar sensor device ( 2 ) selection parameter describing the acquisition range to be realized, one of a plurality of subgroups each ( 11a -C) of radar sensor units ( 4a -D) descriptive configurations and those belonging to the subgroup ( 11a C) radar sensor units belonging to the selected configurations ( 4a -D) and not to the subgroup ( 11a -C) radar sensor units ( 4a -D), wherein a plurality of acquisition range classes with ascending detection range are each assigned a configuration that has a larger subgroup ( 11a -C). Radarsensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfigurationen gemäß der Anzahl der Radarsensoreinheiten (4a–d) der durch die jeweilige Konfiguration beschriebenen Untergruppe (11a–c) ordenbar sind, wobei eine erste Untergruppe (11a) wenigstens eine Radarsensoreinheit (4a) umfasst und die weitere Untergruppe oder die weiteren Untergruppen (11b, c) jeweils die Radarsensoreinheit (4a) oder Radarsensoreinheiten (4a, b) der in der Ordnung vorangehenden Untergruppe (11a, b) umfasst oder umfassen.Radar sensor device according to claim 1, characterized in that the configurations according to the number of radar sensor units ( 4a -D) the subgroup described by the respective configuration ( 11a C) can be arranged, with a first subgroup ( 11a ) at least one radar sensor unit ( 4a ) and the further subgroup or subgroups ( 11b , c) in each case the radar sensor unit ( 4a ) or radar sensor units ( 4a , b) the preceding sub-group ( 11a , b) comprises or comprise. Radarsensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Radarsensoreinheiten (4a–d) mehrere Empfangsantennen (5) und/oder mehrere Sendeantennen (6) aufweist. Radar sensor device according to claim 1 or 2, characterized in that each of the radar sensor units ( 4a -D) several receiving antennas ( 5 ) and / or multiple transmit antennas ( 6 ) having. Radarsensoreinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, zur Realisierung der Erfassungsreichweite und/oder eines Öffnungswinkels der Radarsensoreinrichtung (2) eine Sendesignalkonfiguration vorzugeben, die von den Sendeantennen (6) der aktivierten Radarsensoreinheit oder Radarsensoreinheiten (4a–d) abzustrahlende Sendesignale beschreibt, und/oder durch die Empfangsantennen (5) der aktivierten Radarsensoreinheit oder Radarsensoreinheiten (4a–d) empfangene Reflexionssignale von den Sendeantennen (6) abgestrahlter Sendesignale gemeinsam auszuwerten.Radar sensor device according to claim 3, characterized in that the control device ( 7 ) is designed to realize the detection range and / or an opening angle of the radar sensor device ( 2 ) to specify a transmit signal configuration to be transmitted by the transmit antennas ( 6 ) of the activated radar sensor unit or radar sensor units ( 4a D) signals to be radiated, and / or by the receiving antennas ( 5 ) of the activated radar sensor unit or radar sensor units ( 4a -D) received reflection signals from the transmitting antennas ( 6 ) evaluate radiated transmit signals together. Radarsensoreinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Radarsensoreinheit (4a–d) wenigstens drei Sendeantennen (6) und/oder wenigstens vier Empfangsantennen (5) aufweist.Radar sensor device according to claim 3 or 4, characterized in that each radar sensor unit ( 4a -D) at least three transmitting antennas ( 6 ) and / or at least four receiving antennas ( 5 ) having. Radarsensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoreinrichtung (2) wenigstens drei Radarsensoreinheiten (4a–d) aufweist.Radar sensor device according to one of the preceding claims, characterized in that the radar sensor device ( 2 ) at least three radar sensor units ( 4a -D). Radarsensoreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungswinkel bei einer Objekterfassung mit genau einer aktivierten Radarsensoreinheit (4a) zwischen 120° und 170° und/oder mit genau zwei aktivierten Radarsensoreinheiten (4a, b) zwischen 55° und 120° und/oder mit genau drei aktivierten Radarsensoreinheiten (4a–c) zwischen 15° und 55° beträgt.Radar sensor device according to claim 6, characterized in that an opening angle in an object detection with exactly one activated radar sensor unit ( 4a ) between 120 ° and 170 ° and / or with exactly two activated radar sensor units ( 4a , b) between 55 ° and 120 ° and / or with exactly three activated radar sensor units ( 4a -C) is between 15 ° and 55 °. Kraftfahrzeug, umfassend eine zur Objekterfassung im Umfeld des Kraftfahrzeugs eingerichtete Radarsensoreinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Motor vehicle, comprising a radar sensor device configured for object detection in the environment of the motor vehicle ( 2 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), umfassend mehrere Radarsensoreinheiten (4a–d), dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines vorgegebenen, eine durch die Radarsensoreinrichtung (4a–d) zu realisierende Erfassungsreichweite beschreibenden Auswahlparameters eine von mehreren jeweils eine Untergruppe (11a–c) von Radarsensoreinheiten (4a–d) beschreibenden Konfigurationen gewählt wird und die zur Untergruppe (11a–c) der ausgewählten Konfiguration gehörenden Radarsensoreinheiten (11a–d) aktiviert und die nicht zur Untergruppe (11a–c) gehörenden Radarsensoreinheiten (4a–d) deaktiviert werden, wobei mehreren Erfassungsreichweiteklassen mit aufsteigender Erfassungsreichweite jeweils eine Konfiguration zugeordnet wird, die eine größere Untergruppe (11a–c) beschreibt.Method for operating a radar sensor device ( 2 ) of a motor vehicle ( 1 ) comprising a plurality of radar sensor units ( 4a -D), characterized in that in dependence on a predetermined, one by the radar sensor device ( 4a -D) selection parameter describing the detection range to be realized, one of a plurality of subgroups each ( 11a -C) of radar sensor units ( 4a -D) descriptive configurations and those belonging to the subgroup ( 11a C) the radar sensor units belonging to the selected configuration ( 11a -D) and not to the subgroup ( 11a -C) radar sensor units ( 4a -D) are deactivated, whereby a plurality of acquisition range classes with ascending detection range is assigned a configuration each having a larger subgroup ( 11a -C).
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