DE102022106967B4 - Method for operating a radar sensor unit, radar sensor unit and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit (2) eines Kraftfahrzeugs (1), welche hinter einem durch eine Heizeinrichtung (5) beheizbaren und für Radarstrahlung im Wesentlichen transparenten Schutzelement (6) an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnet ist, wobei durch eine Steuerungsvorrichtung (7) ein erster Dämpfungswert ermittelt wird, welcher eine Sichtweite der Radarsensoreinheit (2) charakterisiert, und in Abhängigkeit vom dem ermittelten ersten Dämpfungswert und/oder wenigstens einem Umweltparameter eine Heizleistung bestimmt wird, mit welcher die Heizeinrichtung (5) das Schutzelement (6) beheizt, und nach dem ersten Dämpfungswert ein zweiter Dämpfungswert ermittelt und durch einen Vergleich der beiden Dämpfungswerte, ein Effizienzwert gebildet wird, und in Abhängigkeit von dem Effizienzwert die Heizleistung angepasst wird.Method for operating a radar sensor unit (2) of a motor vehicle (1), which is arranged behind a protective element (6) on the motor vehicle (1) that can be heated by a heating device (5) and is essentially transparent to radar radiation, wherein by a control device (7) a first attenuation value is determined, which characterizes a visibility range of the radar sensor unit (2), and depending on the determined first attenuation value and / or at least one environmental parameter, a heating power with which the heating device (5) heats the protective element (6) is determined, and after the first damping value, a second damping value is determined and an efficiency value is formed by comparing the two damping values, and the heating output is adjusted depending on the efficiency value.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit eines insbesondere elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs gemäß dem Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Radarsensoreinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 9. Schließlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 10.The invention relates to a method for operating a radar sensor unit of a particularly electrically driven motor vehicle according to
Radarsensoren beziehungsweise Radarsensoreinheiten können als Frontradarsensoren ausgebildet und somit an einer Fahrzeugfront angeordnet sein. Um vor Umwelteinflüssen, beispielsweise Steinschlag, geschützt zu sein, ist die Radarsensoreinheit und insbesondere deren Sende- und/oder Empfangseinheit in der Regel hinter einem Schutzelement, beispielsweise einem Radom, verbaut. Dieses Radom kann mit einer Heizung versehen sein, um beispielsweise bei überfrierendem Niederschlag eine Verfügbarkeit des Radarsensors zu ermöglichen. Die Heizung kann einen Heizdraht und/oder eine Heizfolie umfassen.Radar sensors or radar sensor units can be designed as front radar sensors and thus be arranged on the front of a vehicle. In order to be protected from environmental influences, for example falling rocks, the radar sensor unit and in particular its transmitting and/or receiving unit is usually installed behind a protective element, for example a radome. This radome can be provided with a heater to enable the radar sensor to be available, for example when precipitation freezes over. The heater can include a heating wire and/or a heating foil.
Dabei kann diese Sensorverfügbarkeit notwendig für eine daran gekoppelte Verfügbarkeit beziehungsweise Funktionalität einer Fahrerassistenzfunktionen - beispielsweise Adaptive Cruise Control, Notbremsassistent, Querverkehrswarner - sein. Eine Heizung kann insbesondere bei Schnee und/oder Regen bei kalten Temperaturen vorteilhaft sein. Ohne Heizung könnte beispielsweise eine Schnee- beziehungsweise Eisschicht das Schutzelement zusetzen, wodurch eine Sensorreichweite beziehungsweise Sichtweite bis hin zu einer kompletten Blindheit eingeschränkt werden kann. In solch einem Fall müsste auf die genannten Fahrerassistenzfunktionen verzichtet werden.This sensor availability may be necessary for the associated availability or functionality of a driver assistance function - for example adaptive cruise control, emergency braking assistant, cross traffic warning. A heater can be particularly beneficial in cold temperatures when there is snow and/or rain. Without heating, for example, a layer of snow or ice could clog the protective element, which could limit the sensor range or visibility to the point of complete blindness. In such a case, the driver assistance functions mentioned would have to be dispensed with.
Die
Des Weiteren offenbart die
Darüber hinaus beschreibt die
Generell ist wünschenswert das Heizen des Schutzelements, insbesondere bei elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge, besonders effizient durchzuführen. Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit, eine Radarsensoreinheit und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche, insbesondere in Abhängigkeit von Umgebungs- beziehungsweise Zustandsparametern des Kraftfahrzeugs, besonders energieeffizient heizen.In general, it is desirable to carry out the heating of the protective element particularly efficiently, especially in electrically powered motor vehicles. It is therefore the object of the present invention to provide a method for operating a radar sensor unit, a radar sensor unit and a motor vehicle, which heat particularly energy-efficiently, in particular depending on environmental or condition parameters of the motor vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.This object is achieved according to the invention by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous refinements and further developments of the invention are specified in the dependent patent claims as well as in the description and in the drawing.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit eines Kraftfahrzeugs, welche hinter einem durch eine Heizeinrichtung beheizbaren und für Radarstrahlung im Wesentlichen transparenten Schutzelement an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist.A first aspect of the invention relates to a method for operating a radar sensor unit of a motor vehicle, which is arranged behind a protective element on the motor vehicle that can be heated by a heating device and is essentially transparent to radar radiation.
Das Schutzelement ist insbesondere ein Radom und kann als Steinschlagschutz und/oder Wetterschutz dienen. Im Wesentlichen transparent für Radarstrahlung bedeutet, dass eine Dämpfung beziehungsweise eine Absorption von Radarstrahlung durch das Material, welches das Schutzelement bildet, gering ist, insbesondere im Vergleich zu der durch das Material transmittierten Radarstrahlung. Beispielsweise kann die Transmission mindestens um einen Faktor 10 größer als die Absorption sein.The protective element is in particular a radome and can serve as protection against stone chips and/or weather protection. Essentially transparent to radar radiation means that attenuation or absorption of radar radiation by the material that forms the protective element is low, in particular in comparison to the radar radiation transmitted through the material. For example, the transmission can be at least a factor of 10 greater than the absorption.
Die Radarsensoreinheit kann elektromagnetische Wellen im Radiofrequenzbereich und somit Radarwellen, zum einen aussenden beispielsweise mittels einer Sendeeinheit und zum anderen empfangen, beispielsweise mittels einer Empfangseinheit. Die empfangenen Radarwellen beziehungsweise Radarstrahlen sind von Objekten in eine Kraftfahrzeugumgebung Reflexionen der ausgesendeten Radarwellen. So kann durch die Radarsensoreinheit ein Erkennungs- beziehungsweise Ortungsverfahren beispielsweise für Fahrzeugassistenzsysteme bereitgestellt werden.The radar sensor unit can emit electromagnetic waves in the radio frequency range and thus radar waves, on the one hand, for example by means of a transmitting unit, and on the other hand, can receive them, for example by means of a receiving unit. The received radar waves or radar beams are reflections of the emitted radar waves from objects in a motor vehicle environment. The radar sensor unit can be used to provide a detection or location method, for example for vehicle assistance systems.
Um nun die Radarsensoreinheit in Abhängigkeit von beispielsweise Umwelteinflüssen und/oder Kraftfahrzeugzuständen besonders effizient zu betreiben, indem die Heizeinrichtung für das Schutzelement besonders effizient betrieben wird, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels einer Steuerungsvorrichtung ein erster Dämpfungswert ermittelt, welcher eine Sichtweite der Radarsensoreinheit charakterisiert, und in Abhängigkeit von dem ermittelten ersten Dämpfungswert und/oder wenigstens einem Umweltparameter wird eine Heizleistung für die Heizeinrichtung bestimmt, mit welcher die Heizeinrichtung das Schutzelement beheizt. Nach dem ersten Dämpfungswert wird ein zweiter Dämpfungswert ermittelt und durch einen Vergleich der Dämpfungswerte, also des ersten Dämpfungswerts mit dem zweiten Dämpfungswert, ein Effizienzwert gebildet, und in Abhängigkeit von dem Effizienzwert wird die Heizleistung angepasst. Dass der zweite Dämpfungswert nach dem ersten Dämpfungswert ermittelt wird, bedeutet, dass zwischen den beiden Zeitpunkten des Ermittelns ein erstes Zeitintervall liegt.In order to operate the radar sensor unit particularly efficiently depending on, for example, environmental influences and/or motor vehicle conditions by operating the heating device for the protective element particularly efficiently, in the method according to the invention a first attenuation value is determined by means of a control device, which characterizes a visibility range of the radar sensor unit, and Depending on the determined first damping value and/or at least one environmental parameter, a heating power for the heating device is determined, with which the heating device heats the protective element. After the first damping value, a second damping value is determined and an efficiency value is formed by comparing the damping values, i.e. the first damping value with the second damping value, and the heating output is adjusted depending on the efficiency value. The fact that the second attenuation value is determined after the first attenuation value means that there is a first time interval between the two times of determination.
Somit kann zum einen das Schutzelement mit der durch das Verfahren zuerst bestimmten Heizleistung mittels der Heizeinrichtung beheizt werden, um beispielsweise eine Ansammlung von Schnee und/oder Eis auf dem Schutzelement, insbesondere dem Radom, zu verhindern beziehungsweise wenigstens zu minimieren. Zusätzlich und darüber hinaus kann durch das Verfahren, aufgrund der wiederholten Bestimmung des Dämpfungswerts, ermittelt werden, welchen Effekt das Heizen auf die Dämpfung und somit eine Sichtweite der Radarsensoreinheit hat. So kann vorteilhafterweise die Heizleistung entsprechend angepasst werden.Thus, on the one hand, the protective element can be heated by means of the heating device with the heating power first determined by the method, for example to prevent or at least minimize an accumulation of snow and/or ice on the protective element, in particular the radome. In addition and beyond this, the method can be used to determine, based on the repeated determination of the attenuation value, what effect the heating has on the attenuation and thus on the visibility of the radar sensor unit. In this way, the heating output can advantageously be adjusted accordingly.
Eine für das Schutzelement typische Heizeinrichtung wird mit Heizleistungen um die 100 Watt betrieben. Im Temperaturbereich, in dem die Heizung in der Regel verwendet wird, wird im Stand der Technik unabhängig von der tatsächlichen Effizienz des Heizungsbetriebs immer geschwindigkeitsabhängig mit bis zu 100 % der verfügbaren Heizleistung geheizt. Somit wird unter Umständen unnötige Energie verbraucht und die Reichweite des Fahrzeugs reduziert.A typical heating device for the protective element is operated with a heating output of around 100 watts. In the temperature range in which the heater is usually used, the prior art always heats depending on the speed with up to 100% of the available heating power, regardless of the actual efficiency of the heating operation. This may result in unnecessary energy being consumed and the range of the vehicle being reduced.
Ergibt sich aufgrund des Effizienzwerts, dass durch das Heizen keine Verbesserung der Sichtweite erreicht wird, da beispielsweise aufgrund widriger Witterungsverhältnisse, eine Vereisung derart groß ist, dass auch eine maximale Heizleistung der Heizeinrichtung nicht ausreicht, um das Radom beziehungsweise das Schutzelement vom Eis zu befreien, ist es sinnvoll, die Heizleistung herunterzuregeln. Insbesondere kann dabei die Heizung ausgeschaltet werden, sodass die Heizleistung Null ist. Dadurch kann die zum Heizen benötigte Energie eingespart werden, wodurch das Kraftfahrzeug beispielsweise mit einer erhöhten Reichweite betrieben werden kann.If the efficiency value shows that no improvement in visibility is achieved through heating, for example due to adverse weather conditions, icing is so great that even the maximum heating output of the heating device is not sufficient to free the radome or the protective element from ice, It makes sense to reduce the heating output. In particular, the heating can be switched off so that the heating output is zero. As a result, the energy required for heating can be saved, which means that the motor vehicle can be operated with an increased range, for example.
Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass zum Bestimmen der Heizleistung im Stand der Technik beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit als Proportionalitätsfaktor genutzt werden kann, da, insbesondere bei einer an einer Front des Kraftfahrzeugs angeordneten Radarsensoreinheit, ein durch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verursachter Luftstrom sich besonders auf ein Vereisen beziehungsweise Verschmutzen des Schutzelements auswirken kann, da ein geschwindigkeitsabhängiger Wärmeabtransport erfolgt.The invention is based on the finding that to determine the heating output in the prior art, for example, the vehicle speed can be used as a proportionality factor, since, in particular in the case of a radar sensor unit arranged at the front of the motor vehicle, an air flow caused by the speed of the motor vehicle is particularly noticeable This can result in the protective element icing up or becoming dirty, since heat is dissipated depending on the speed.
Somit ist beispielsweise der wenigstens eine Umweltparameter eine Fahrzeuggeschwindigkeit. Zusätzlich oder darüber hinaus eignet sich für den Umweltparameter beispielsweise auch eine Temperatur insbesondere der Kraftfahrzeugumgebung. Eine weitere Zusatzbedingung und somit ein weiterer Umweltparameter können eine Blindheitserkennung darstellen, welche erfasst, wenn die Radarsensoreinheit nichts detektieren kann, womit ihre Sichtweite null beträgt und sie quasi als blind betrachtet werden kann.Thus, for example, the at least one environmental parameter is a vehicle speed. Additionally or in addition, a temperature, in particular of the motor vehicle environment, is also suitable for the environmental parameter. A further additional condition and thus a further environmental parameter can represent blindness detection, which detects when the radar sensor unit cannot detect anything, meaning that its visibility is zero and it can be considered blind, so to speak.
Zusammengefasst kann durch das erfindungsgemäße Verfahren aufgrund des Heranziehens der Dämpfungsabschätzung erkannt werden, ob es sinnvoll ist, das Radom freizuheizen. Bei sehr widrigen Witterungsbedingungen, insbesondere sehr starkem Schneefall, wenn die Heizleistung nicht ausreichend und sich trotz maximaler Heizleistung das Radom immer mehr zusetzt, kann man unnötiges Heizen und damit verbundenen unnötigen Energieverbrauch verhindern. Somit ist ein besonderer Vorteil des Verfahrens, dass das Kraftfahrzeug besonders effizient betrieben werden kann.In summary, by using the attenuation estimate, the method according to the invention can be used to determine whether it makes sense to heat the radome. In very adverse weather conditions, especially heavy snowfall, when the heating output is not sufficient and the radome becomes more and more clogged despite maximum heating output, unnecessary heating and the associated unnecessary energy consumption can be prevented. A particular advantage of the method is that the motor vehicle can be operated particularly efficiently.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Effizienzwert gebildet, indem von dem ersten Dämpfungswert der zweite Dämpfungswert abgezogen wird. Mit anderen Worten wird der Differenzwert zwischen den beiden Dämpfungswerten gebildet, wobei von dem zuletzt bestimmten der zuvor bestimmte Dämpfungswert abgezogen wird. Da der zweite Dämpfungswert nach dem ersten Dämpfungswert gemessen beziehungsweise bestimmt wird, vergeht dazwischen das erste Zeitintervall. Dabei kann dieses erste Zeitintervall beispielsweise dazu verwendet werden, um das Verfahren jeweils wiederholt durchzuführen und den Effizienzwert zu überprüfen. Bei dieser vorgeschlagenen einfachen Differenz, welche dem Effizienzwert zugrundeliegt, ist ersichtlich, dass ein Wert kleiner gleich null bedeutet, dass das Heizen das Schutzelement nicht befreien kann. Dementsprechend kann die Heizleistung angepasst werden. Hier ergibt sich der Vorteil, dass der Effizienzwert auf besonders vorteilhafte Weise gebildet und somit das Verfahren besonders effizient durchgeführt werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, the efficiency value is formed by subtracting the second damping value from the first damping value. In other words, the difference value between the two damping values is formed, with the previously determined damping value being subtracted from the last determined damping value. Since the second attenuation value is measured or determined after the first attenuation value, the first time interval passes in between. This first time interval can be used, for example, to carry out the procedure repeatedly and to check the efficiency value. With this proposed simple difference, which is the basis of the efficiency value, it can be seen that a value less than or equal to zero means that heating cannot release the protective element. The heating output can be adjusted accordingly. The advantage here is that the efficiency value can be formed in a particularly advantageous manner and the method can therefore be carried out particularly efficiently.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung entspricht der Effizienzwert einer Steigung einer über die Zeit aufgetragenen und aus Dämpfungswerten gebildeten Kurve. Mit anderen Worten wird der Dämpfungswert in regelmäßigen, insbesondere kurzen, Zeitintervallen und insbesondere kontinuierlich erfasst, wobei diese erfassten beziehungsweise bestimmten Dämpfungswerte über die Zeit aufgetragen werden und dort eine Kurve bilden. Aus der Steigung der Kurve, welche sich beispielsweise über die erste Ableitung bilden lässt, kann somit auf den Effizienzwert geschlossen werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Effizienzwert besonders präzise und/oder besonders regelmäßig bestimmt werden kann. So ist ein weiterer Vorteil eine besondere Effizienz des vorgestellten Verfahrens.In a further advantageous embodiment of the invention, the efficiency value corresponds to a slope of a curve plotted over time and formed from attenuation values. In other words, the damping value is recorded at regular, in particular short, time intervals and in particular continuously, with these recorded or determined damping values being plotted over time and forming a curve there. The efficiency value can be deduced from the slope of the curve, which can be formed, for example, using the first derivative. This has the advantage that the efficiency value can be determined particularly precisely and/or particularly regularly. Another advantage is the particular efficiency of the method presented.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt bei einem Effizienzwert kleiner oder gleich null ein Einstellen des Beheizens des Schutzelements. Mit anderen Worten wird die Heizleistung auf null geregelt beziehungsweise nimmt diese den Wert Null an, sodass durch die Heizeinrichtung das Schutzelement nicht beheizt wird. So kann insbesondere auf die widrigen Witterungsbedingungen reagiert werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sich das Kraftfahrzeug besonders effizient betreiben lässt und/oder besonders viel Heizenergie eingespart werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the heating of the protective element is adjusted when the efficiency value is less than or equal to zero. In other words, the heating power is regulated to zero or assumes the value zero, so that the protective element is not heated by the heating device. This makes it possible to react in particular to adverse weather conditions. This results in the advantage that the motor vehicle can be operated particularly efficiently and/or a particularly large amount of heating energy can be saved.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Einstellen des Beheizens für ein zweites vorgegebenes Zeitintervall, nach welchem das Beheizen fortgesetzt wird. Zusätzlich oder alternativ wird das Beheizen bei einer Änderung des wenigstens einen Umweltparameters fortgesetzt. Mit anderen Worten wird nach dem zweiten vorgegebenen Zeitintervall das zuvor unterbrochene Beheizen fortgesetzt, um dann im Anschluss das Verfahren beziehungsweise zumindest einen Teil des Verfahrens zu wiederholen, um festzustellen, ob das Heizen nun effizient durchgeführt werden kann. Zusätzlich oder alternativ wird der wenigstens eine Umweltparameter registriert und festgestellt, ob sich bei diesem eine Änderung eingestellt hat, beispielsweise die Reduktion einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eine Erhöhung der Temperatur, so wird das Heizen ebenfalls fortgesetzt. So ist insbesondere aufgrund des veränderten Umweltparameters beispielsweise eine durch die Heizeinrichtung bereitstellbare Heizleistung nun ausreichend, um einen Effizienzwert zu verbessern und/oder Dämpfung zu reduzieren, wodurch die Sichtweite der Radarsensoreinheit nun erhöht werden kann. Hierdurch ist das Verfahren besonders effizient und vorteilhaft ausführbar.In a further advantageous embodiment of the invention, the heating is set for a second predetermined time interval, after which the heating is continued. Additionally or alternatively, heating continues when the at least one environmental parameter changes. In other words, after the second predetermined time interval, the previously interrupted heating is continued and then the process or at least part of the process is repeated in order to determine whether the heating can now be carried out efficiently. Additionally or alternatively, the at least one environmental parameter is registered and it is determined whether there has been a change in it, for example a reduction in the speed of the motor vehicle and/or an increase in temperature, then heating is also continued. In particular, due to the changed environmental parameter, for example, a heating power that can be provided by the heating device is now sufficient to improve an efficiency value and / or reduce attenuation, whereby the visibility of the radar sensor unit can now be increased. This allows the method to be carried out particularly efficiently and advantageously.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Effizienzwert größer null und/oder größer einen, insbesondere vorgegebenen, Schwellenwert die Heizleistung angepasst. Mit anderen Worten kann, wenn der Effizienzwert derart interpretierbar ist, insbesondere durch die Steuerungsvorrichtung, dass auch insbesondere unter Betrachtung der Dämpfung eine Sichtweite durch Heizen erhöht werden kann, das Heizen angepasst werden. Zeigt sich beispielsweise, dass durch das Heizen die Sichtweite verbessert werden kann und ist diese ausreichend für beispielsweise eine benötigte beziehungsweise verwendete Fahrerassistenzfunktion, kann eine Heizleistung reduziert werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders vorteilhaft zum Einsparen von Energie verwendet werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, the heating output is adjusted when the efficiency value is greater than zero and/or greater than a, in particular predetermined, threshold value. In other words, if the efficiency value can be interpreted in such a way, in particular by the control device, that visibility can be increased by heating, especially taking into account the attenuation, the heating can be adjusted. For example, if it is shown that the visibility can be improved through heating and this is sufficient for, for example, a required or used driver assistance function, a heating output can be reduced. This results in the advantage that the method can be used particularly advantageously to save energy.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Umweltparameter eine Temperatur einer Fahrzeugumgebung und/oder eine Temperatur des Schutzelements und/oder eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder ein Blindheitswert der Radarsensoreinheit. Mit anderen Worten erfolgt das Ermitteln der aufzubringenden Heizleistung in Abhängigkeit von einer Temperatur, welche insbesondere eine Außentemperatur ist und somit die Fahrzeugumgebung charakterisiert und/oder von einer Temperatur des Schutzelements sowie der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit, welche somit einen Fahrzeugzustand beschreibt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dass auf besonders vorteilhafte Weise eine Korrelation zwischen Dämpfung beziehungsweise Dämpfungswert und möglicher Vereisung des Schutzelements hergestellt werden kann, wodurch eine Heizleistung besonders effizient bestimmt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one environmental parameter is a temperature of a vehicle environment and/or a temperature of the protective element and/or a speed of the motor vehicle and/or a blindness value of the radar sensor unit. In other words, the heating power to be applied is determined as a function of a temperature, which is in particular an outside temperature and thus characterizes the vehicle environment, and/or of a temperature of the protective element and of the transmitting unit and/or the receiving unit, which thus describes a vehicle condition. This creates the possibility that a correlation can be established in a particularly advantageous manner between attenuation or attenuation value and possible icing of the protective element, whereby a heating output can be determined particularly efficiently.
Zusätzlich oder alternativ erfolgt das Bestimmen der Heizleistung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher sich das Kraftfahrzeug relativ zu einer Umgebung bewegt. Insbesondere bei einer an der Fahrzeugfront angeordneter Radarsensoreinheit kann aufgrund eines Fahrtwindes ein Wärmeabtransport an der Radarsensoreinheit, insbesondere deren Schutzelement, auftreten, wodurch eine Vereisung des Schutzelements verstärkt auftreten kann. Durch die Berücksichtigung der Geschwindigkeit beim Bestimmen der Heizleistung ergibt sich somit der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise das Schutzelement beheizbar ist.Additionally or alternatively, the heating output is determined depending on the speed at which the motor vehicle moves relative to an environment. In particular, in the case of a radar sensor unit arranged on the front of the vehicle, heat can be dissipated from the radar sensor unit, in particular its protective element, due to a wind, as a result of which icing of the protective element can occur to an increased extent. By taking the speed into account when determining the heating power, there is the advantage that the protective element can be heated in a particularly advantageous manner.
Zusätzlich oder alternativ wird eine Blindheitserkennung der Radarsensoreinheit herangezogen, welche einen Ausfall einer Objekterkennung durch die Radarsensoreinheit beschreibt. Somit kann auf eine vollständige Dämpfung geschlossen werden, wodurch insbesondere beispielsweise eine initiale Heizleistung besonders hoch gewählt werden kann, um besonders schnell eine Verfügbarkeit der Radarsensoreinheit herstellen zu können. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders vorteilhaft durchgeführt werden kann.Additionally or alternatively, a blindness detection of the radar sensor unit is used, which describes a failure of object detection by the radar sensor unit. This means that complete attenuation can be concluded be, whereby in particular, for example, an initial heating power can be selected to be particularly high in order to be able to ensure availability of the radar sensor unit particularly quickly. This results in the advantage that the method can be carried out particularly advantageously.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Ermittlung des Dämpfungswerts durch Bestimmen einer Signaldifferenz zwischen einem durch die Sendeeinheit gesendeten Radarsignal und dem insbesondere korrespondierenden, von einem Objekt reflektierten und durch die Empfangseinheit empfangenen Radarsignal. Mit anderen Worten wird eine Differenz, beispielsweise in der Laufzeit und/oder Intensität und/oder Wellenform zwischen Eingangs- und Ausgangssignal der Radarsensoreinheit zum Bestimmen einer Dämpfung beziehungsweise des Dämpfungswerts herangezogen. Dadurch kann beispielsweise auf besonders vorteilhafte Weise die Sichtweite der Radarsensoreinheit bestimmt werden, wodurch diese mit einer benötigten Sichtweite und dem Verschmutzungsgrad des Schutzelements korreliert werden kann. Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise ein effizientes Heizen realisiert werden. Eine erfindungsgemäße VorrichtungIn a further advantageous embodiment of the invention, the attenuation value is determined by determining a signal difference between a radar signal sent by the transmitting unit and the particularly corresponding radar signal reflected by an object and received by the receiving unit. In other words, a difference, for example in the transit time and/or intensity and/or waveform, between the input and output signals of the radar sensor unit is used to determine an attenuation or the attenuation value. This allows, for example, the visibility range of the radar sensor unit to be determined in a particularly advantageous manner, whereby this can be correlated with a required visibility range and the degree of contamination of the protective element. This allows efficient heating to be achieved in a particularly advantageous manner. A device according to the invention
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Radarsensoreinheit für ein Kraftfahrzeug, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführenA second aspect of the invention relates to a radar sensor unit for a motor vehicle, which is designed to carry out a method according to the first aspect of the invention
Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltlungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.Advantages and advantageous refinements of the first aspect of the invention are to be viewed as advantages and advantageous refinements of the second aspect of the invention and vice versa.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführen und/oder eine Radarsensoreinheit gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle which is designed to carry out a method according to the first aspect of the invention and/or has a radar sensor unit according to the second aspect of the invention.
Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.Advantages and advantageous embodiments of the first and second aspects of the invention are to be viewed as advantages and advantageous embodiments of the third aspect of the invention and vice versa.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Radarsensoreinheit an einer Fahrzeugfront des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs angeordnet. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Radarsensoreinheit um eine Frontsensoreinheit, welche dazu ausgebildet ist, die Umgebung des Kraftfahrzeugs nach vorne zu detektieren. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Sichtweite der Radarsensoreinheit nach vorne, besonders nachhaltig ausgebildet werden kann.In particular, the radar sensor unit according to the invention is arranged on a vehicle front of the motor vehicle according to the invention. In other words, the radar sensor unit is a front sensor unit which is designed to detect the surroundings of the motor vehicle to the front. This results in the advantage that the forward visibility of the radar sensor unit can be made particularly sustainable.
Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.Advantages and advantageous embodiments of the first and second aspects of the invention are to be viewed as advantages and advantageous embodiments of the third aspect of the invention and vice versa.
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.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Radarsensoreinheit, welche durch ein Verfahren betreibbar ist; -
2 ein schematisches Diagramm einer Dämpfung der Radarsensoreinheit aufgetragen über die Zeit; -
3 ein weiteres schematisches Diagramm mit der Dämpfung, einer Heizleistung und einer Stromschaltung über die Zeit; und -
4 ein weiteres schematisches Diagramm der Dämpfung, Heizleistung und der Stromschaltung über die Zeit.
-
1 a schematic view of a motor vehicle with a radar sensor unit, which can be operated by a method; -
2 a schematic diagram of attenuation of the radar sensor unit plotted over time; -
3 another schematic diagram with attenuation, heating power and a current circuit over time; and -
4 another schematic diagram of attenuation, heating power and current switching over time.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Radarsensoreinheit 2 insbesondere an einer Fahrzeugfront angeordnet, sodass insbesondere das Schutzelement 6 ein Außenhautelement der Fahrzeugfront des Kraftfahrzeugs 1 bildet. Im Wesentlichen transparent für Radarstrahlung bedeutet, dass eine Transmission von Radarstrahlen durch das das Schutzelement bildende Material größer ist als deren Absorption in dem Material.In the exemplary embodiment shown, the
In Abhängigkeit von Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Witterung, insbesondere Temperatur im Zusammenhang mit Feuchtigkeit, kann eine Verschmutzung auf dem Schutzelement 6 auftreten, welches eine Sichtweite beziehungsweise ein Detektionsvermögen beziehungsweise Objekterkennungsfähigkeit der Radarsensoreinheit 2 beschneidet. Dabei kann die Verschmutzung beispielsweise als Vereisung auftreten. Durch die durch Verschmutzung verursachte Reduktion der Objekterkennungsfähigkeit beziehungsweise Reduktion einer Sichtweite kann die Radarsensoreinheit 2 beispielsweise nicht mehr für Fahrassistenzfunktionen genutzt werden.Depending on environmental influences, such as vehicle speed and/or weather, especially temperature together If there is moisture, contamination can occur on the protective element 6, which limits the visibility or detection capability or object recognition capability of the
Um dies zu verhindern und dabei besonders vorteilhaft Energie zu sparen, um bei einem insbesondere elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug 1 eine Reichweite nicht negativ zu beeinflussen, ist eine Steuerungsvorrichtung 7 vorgesehen, welche Dämpfungswert ermittelt kann. Diese charakterisieren die Sichtweite der Radarsensoreinheit 2.In order to prevent this and to save energy particularly advantageously in order not to negatively influence the range of a particularly electrically driven
Durch die Steuerungsvorrichtung 7 ist in Abhängigkeit von einem ersten ermittelten Dämpfungswert und/oder wenigstens einem Umweltparameter eine Heizleistung der Heizeinrichtung 5 bestimmbar, sodass mittels der bestimmten Heizleistung das Schutzelement 6, beispielsweise ein Radom, durch die Heizeinrichtung 5 beheizt werden kann.The
Somit können sowohl das Kraftfahrzeug 1 als auch die Radarsensoreinheit 2 jeweils dazu ausgebildet sein, ein Verfahren zum Betreiben der Radarsensoreinheit 2 durchzuführen, bei welchem durch die Steuerungsvorrichtung 7 ein erster Dämpfungswert ermittelt wird, welcher eine Sichtweite der Radarsensoreinheit 2 charakterisiert und in Abhängigkeit von dem ermittelten Dämpfungswert und/oder wenigstens einem Umweltparameter eine Heizleistung bestimmt wird, mit welcher die Heizeinrichtung das Schutzelement 6 beheizt, wobei bei dem Verfahren nach dem ersten Dämpfungswert ein zweiter Dämpfungswert ermittelt wird und durch einen Vergleich der Dämpfungswerte ein Effizienzwert gebildet wird, und in Abhängigkeit von dem Effizienzwert die Heizleistung angepasst wird.Thus, both the
So kann es sich ergeben, dass eine Dämpfungsschätzung, also das Ermitteln beziehungsweise Bestimmen des ersten und/oder zweiten Dämpfungswerts und der daraus abgeleitete Effizienzwert ermöglichen, festzustellen, dass die Heizleistung falsch gewählt ist, beispielsweise weil die gewählte Heizleistung nicht ausreicht, die Sichtweite der Radarsensoreinheit 2 zu verbessern. So können bei sehr widrigen Witterungsbedingungen, beispielsweise starker Schneefall und/oder Eisregen, beispielsweise auch in Kombination mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit die maximal zu erzielende Heizleistung nicht ausreichend sein, das Schutzelement 6 vor einem Zusetzen beispielsweise durch eine Eisschicht zu bewahren. In diesem Fall kann durch das vorgestellte Verfahren, die vorgestellte Radarsensoreinheit 2 und das vorgestellte Kraftfahrzeug 1 unnötiges Heizen und somit verbundener unnötiger Energieverbrauch verhindert werden, wodurch auf besonders vorteilhafte Weise beispielsweise eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht werden kann.It can thus arise that an attenuation estimate, i.e. determining or determining the first and/or second attenuation value and the efficiency value derived therefrom, makes it possible to determine that the heating power is incorrectly selected, for example because the selected heating power is not sufficient for the visibility of the
Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 1 bei einer Außentemperatur von 0 Grad mit 100 Kilometer pro Stunde bei starkem Schneefall unterwegs sein. Die Heizeinrichtung 5 wird dabei mit maximaler Heizleistung angesteuert. Trotzdem setzt sich aufgrund des starken Schneefalls die Radarsensoreinheit 2 beziehungsweise das Schutzelement 6 so stark zu, dass die Heizleistung nicht ausreicht, um das Radom während der Fahrt freizuhalten. Die Radarsensoreinheit 2 wird daher eine reduzierte Reichweite aufgrund der erhöhten Dämpfung erkennen, also eine verkürzte Sichtweite. Die Radarsensoreinheit 2 beziehungsweise die Steuerungsvorrichtung 7 kann feststellen, dass sich trotz der maximal möglichen anliegenden Heizleistung mit der Zeit die Sensorreichweite beziehungsweise Sichtweite nicht wieder erhöht. Das heißt, die Dämpfung reduziert sich also nicht unter eine bestimmte Schwelle, da der Dämpfungswert beziehungsweise der Effizienzwert größer einem Schwellenwert ist, somit ist kein Freiheizen möglich. So kann die Radomheizung nach Überschreiten eines konfigurierbaren Zeitfenster beziehungsweise eines ersten Zeitintervalls deaktiviert werden. Dadurch wird Energie gespart und die Reichweite des Kraftfahrzeugs 1 nicht durch den unnötigen Energieverbrauch eines sinnlosen Heizens reduziert.For example, the
Dabei ist es von Vorteil, wenn bei einem Effizienzwert kleiner oder gleich null ein Einstellen des Beheizens des Schutzelements 6 folgt. Das heißt, die Heizleistung nimmt den Wert Null an, wenn das Heizen beziehungsweise Beheizen eingestellt wird. Dabei bedeutet ein Effizienzwert kleiner gleich null, dass der zweite Dämpfungswert und somit die Dämpfung wenigstens gleich hoch oder höher als der erste Dämpfungswert ist.It is advantageous if the heating of the protective element 6 is adjusted when the efficiency value is less than or equal to zero. This means that the heating output takes on the value zero when the heating or heating is set. An efficiency value less than or equal to zero means that the second damping value and thus the damping is at least equal to or higher than the first damping value.
Vorteilhafterweise wird beim Effizienzwert größer null und/oder größer einem Schwellenwert die Heizleistung ebenfalls angepasst. Dabei kann das Einstellen des Beheizens, also das Unterbrechen des Heizens beziehungsweise das Minimieren der Heizleistung auf den Wert Null für ein zweites vorgegebenes Zeitintervall erfolgen, nach welchem das Beheizen fortgesetzt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Beheizen bei einer Änderung des wenigstens einen Umweltparameters fortgesetzt werden.Advantageously, if the efficiency value is greater than zero and/or greater than a threshold value, the heating output is also adjusted. The setting of the heating, i.e. the interruption of the heating or the minimization of the heating output to the value zero, can take place for a second predetermined time interval, after which the heating is continued. Additionally or alternatively, heating can be continued if the at least one environmental parameter changes.
Vorteilhafterweise wird anhand des Dämpfungswerts ein Verschmutzungsgrad, beispielswiese in Form von Schnee- und/oder Eisablagerungen, für das Schutzelement 6 ermittelt und die Heizleistung in Abhängigkeit von dem Verschmutzungsgrad bestimmt beziehungsweise angepasst. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise nur so viel Heizleistung, wie gerade tatsächlich benötigt zum Heizen des Schutzelements verwendet wird, um dies beispielsweise von Schnee und/oder Eis zu befreien. Ferner kann auch durch das Heizen nicht gefrorenes Wasser zum Verdampfen gebracht werden, um beispielsweise eine Sichtweite der Radarsensoreinheit 2 zu erhöhen.Advantageously, a degree of contamination, for example in the form of snow and/or ice deposits, for the protective element 6 is determined based on the damping value and the heating output is determined or adjusted depending on the degree of contamination. This results in the advantage that, in a particularly advantageous manner, only as much heating power as is actually required is used to heat the protective element, for example in order to clear it of snow and/or ice. Furthermore, water that is not frozen can be caused to evaporate by heating, for example in order to increase the visibility of the
Der wenigstens eine weitere Parameter ist insbesondere eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine weitere Parameter eine Temperatur einer Fahrzeugumgebung und/oder eine Temperatur des Schutzelements 6 und/oder der Sendeeinheit 3 und/oder der Empfangseinheit 4 beschreiben.The at least one further parameter is in particular a speed of the motor vehicle. Additionally or alternatively, the at least one further parameter can describe a temperature of a vehicle environment and/or a temperature of the protective element 6 and/or the transmitting
Vorteilhafterweise wird zum Bestimmen der Heizleistung nicht nur ein weiterer Parameter, sondern wenigstens zwei weitere Parameter in Kombination mit dem ermittelten Dämpfungswert verwendet. Vorteilhaft ist es, insbesondere eine der genannten Temperaturen zusammen mit der Geschwindigkeit zu verwenden, wodurch die benötigte Heizleistung besonders präzise ermittelt werden kann.Advantageously, to determine the heating power, not only one further parameter, but at least two further parameters are used in combination with the determined attenuation value. It is advantageous, in particular, to use one of the temperatures mentioned together with the speed, whereby the required heating power can be determined particularly precisely.
Zusätzlich oder alternativ kann ferner ein Blindheitswert, welcher die Blindheit der Radarsensoreinheit beschreibt, als der wenigstens eine weitere Parameter verwendet werden. Ergibt sich durch Verwendung des Blindheitswert, dass beispielsweise aktuell durch die Radarsensoreinheit 2 keine Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden können, kann die Heizleistung besonders groß bestimmt werden, um die Verschmutzung möglichst schnell zu entfernen.Additionally or alternatively, a blindness value, which describes the blindness of the radar sensor unit, can also be used as the at least one further parameter. If using the blindness value shows that, for example, no objects in the vicinity of the
Um den Dämpfungswert und somit eine insbesondere durch Verschmutzung verursachte Dämpfung besonders vorteilhaft zu bestimmen, kann für die Ermittlung des Dämpfungswerts eine Signaldifferenz zwischen einem durch die Sendeeinheit gesendeten und einem von einem Objekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten und durch die Empfangseinheit empfangenen Radarsignal bestimmt werden. Eine einfache Alternative, um den Dämpfungswert zu bestimmen, könnte beispielsweise auch durch eine optische Erfassungseinheit, beispielsweise eine Kamera, welche insbesondere auf eine Außenseite des Schutzelements gerichtet ist, ermöglicht werden.In order to determine the attenuation value and thus attenuation caused in particular by contamination in a particularly advantageous manner, a signal difference between a radar signal sent by the transmitting unit and a radar signal reflected by an object in the vicinity of the motor vehicle and received by the receiving unit can be determined for determining the attenuation value. A simple alternative for determining the attenuation value could also be made possible, for example, by an optical detection unit, for example a camera, which is aimed in particular at an outside of the protective element.
Um nun den Effizienzwert beispielsweise aus dem Diagramm abzuleiten, kann der Effizienzwert der Steigung der über die Zeit aufgetragenen und aus den Dämpfungswerten gebildeten und in
Ein weiteres Beispiel zeigt
Durch das gezeigte Verfahren, die Radarsensoreinheit 2 und das Kraftfahrzeug 1 ist eine besonders vorteilhafte dämpfungsbasierte Ansteuerung einer Radomheizung gezeigt.The method shown, the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- RadarsensoreinheitRadar sensor unit
- 33
- SendeeinheitTransmitting unit
- 44
- EmpfangseinheitReceiving unit
- 55
- HeizeinrichtungHeating device
- 66
- SchutzelementProtective element
- 77
- Steuerungsvorrichtung Control device
- t1t1
- erstes Zeitintervallfirst time interval
- t2t2
- zweites Zeitintervallsecond time interval
- T1T1
- erster Zeitpunktfirst time
- T2T2
- zweiter Zeitpunktsecond time
- ASAS
- AktivierungsschwelleActivation threshold
Claims (10)
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-
2022
- 2022-03-24 DE DE102022106967.2A patent/DE102022106967B4/en active Active
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DE102013010622B3 (en) | de-icer |
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