CN104428175A - 在车辆中出现欠压时基于超声波的驾驶员辅助系统的可用性的提高 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆的驾驶员辅助系统，其具有至少一个用于求取所述车辆与障碍物的间距的超声波传感器(1)，其中，所述传感器通过所述车辆的车载电网(2)供给电能量，其中，所述系统具有欠压探测器(3)并且如此设置，使得在所述车载电网中出现欠压时降低所述超声波传感器(1)的能量需求。

Description

在车辆中出现欠压时基于超声波的驾驶员辅助系统的可用性的提高

技术领域

本发明涉及一种车辆的驾驶员辅助系统，其具有至少一个用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器，其中，所述传感器通过车辆的车载电网供给电能量。

本发明还涉及一种用于运行具有至少一个用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器的、车辆的驾驶员辅助系统的方法，其中，所述传感器通过车辆的车载电网供给电能量。

背景技术

在驾驶员辅助系统中使用的用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器以脉冲-回波原理工作用于间距测量。在此，首先通过超声波传感器生成超声波脉冲并且随后求取声脉冲直至障碍物的传播时间和回波回到传感器的传播时间。通过传播时间分析处理可以实施与障碍物的间距的计算。在生成超声波脉冲期间超声波传感器具有非常高的功率消耗。相反，在超声波接收阶段期间传感器的功率消耗非常小。通过车辆的车载电网实现对超声波传感器供给电能量。

在车辆的车载电网中出现突然欠压的情况下，例如通过起动-停止-自动控制装置触发，驾驶员辅助系统的两个基本策略和超声波传感器的反应是已知的：

在第一变型中，没有发生传感器对车辆的车载电网中出现欠压作出的反应。结果，高的功率和电流消耗导致在传感器上的强的电压降。由于在超声波传感器上的残留的过小的供电电压，发生了传感器的复位。基于传感器的复位中断了超声波间距测量。驾驶员辅助系统的、基于间距测量和超声波数据的所有功能不再得到间距信息。这导致系统的大幅退化。

在已知的第二策略中，在车辆的车载电网中出现欠压时在通过传感器探测到欠压之后完全中断通过超声波传感器的发送脉冲生成。因此，通过不再生成的超声波脉冲使得超声波间距测量变差，因为不再可以检测到信号回波并且不再可以实现车辆与障碍物的间距计算。驾驶员辅助系统的所有每个基于间距测量和超声波数据工作的功能不再得到间距信息。因此，这同样导致系统的大幅退化。

由文献DE 198 29 150 A1已知一种用于控制机动车中的能量分配的方法，其中，应用分等级的控制结构，该控制结构区分上级构件和下级构件。在此仅仅当已经给上级构件供电时才提供用于确定的下级构件的用电器功率。此外，如果上级构件具有功率需求，则关断下级构件。在此不利的是，在出现欠压时完全关断分等级地在下级的超声波传感器并且因此不再可以提供间距信息。该行为方式也导致，结合系统的大幅退化的后果，驾驶员辅助系统的基于间距测量和超声波数据工作的全部功能不再得到间距信息。

发明内容

因此，本发明的任务在于，如此改进一种驾驶员辅助系统和用于运行具有至少一个用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器的、车辆的驾驶员辅助系统的方法，使得在车辆的车载电网中出现欠压时提高基于超声波的驾驶员辅助系统的可用性。

根据本发明，该任务通过根据权利要求1的驾驶员辅助系统和根据权利要求6的用于运行驾驶员辅助系统的方法解决。本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中给出。

根据本发明，在车辆的驾驶员辅助系统中设有至少一个用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器，其中，所述至少一个传感器通过车辆的车载电网供给电能量，所述系统具有欠压探测器并且如此设置，使得在车载电网中出现欠压时降低超声波传感器的功率需求。

因此，本发明的核心在于探测车辆的车载电网中的欠压和降低超声波传感器的功率需求，由此基本可以维持驾驶员辅助系统的运行，而通过超声波脉冲的生成引起的在超声波传感器上过高的电压降不导致车载电网的过载连同另外的构件失灵的危险。因此，用于求取车辆与障碍物之间的间距的驾驶员辅助系统的基本可用性基本维持。

驾驶员辅助系统的组成部分还可以是用于控制传感器和用于超声波信号的传播时间分析处理以及用于计算车辆与障碍物的间距的控制装置。借助术语传感器包括具有超声波传感器中的发送器接收器和压电陶瓷振荡器的传感器装置，超声波传感器可以不仅作为相应于扬声器的发送器而且作为相应于麦克风的接收器运行。此外，用于控制和信号处理的电子装置位于在传感器内的小的电路板上。借助术语传感器分别指超声波传感器，借助于所述超声波传感器实现车辆与障碍物的间距求取，也就是说术语传感器和超声波传感器在本发明的意义上同义地使用。

根据本发明的一个方面，传感器的功率需求的降低通过在超声波传感器的发送脉冲的情况下声压的降低实现。通过在探测到车辆的车载电网中的欠压之后超声波声压的减小，传感器的电流消耗并且因此功率消耗降低。由此传感器上的电压降变得更小。该传感器在更小的供电电压下也工作，但结合更小的声压。减小的声压如有可能导致用于求取车辆与障碍物之间的间距的超声波传感器的减小的作用范围和最大的测量作用范围。然而当具有更小的作用范围时，也维持驾驶员辅助系统的基本功能。因此，基于超声波传感器的数据的全部功能在车辆的车载电网中欠压时也还得到间距信息并且基本可以继续运行。这意味着在车辆的车载电网中突然出现的欠压时驾驶员辅助系统的更好的可用性。

根据本发明的另一方面，传感器的功率需求的降低通过超声波传感器的发送脉冲的持续时间的缩短实现。该措施可以对于声压的降低替代地或累积地实现。在此实现了在探测到车辆的车载电网中的欠压之后借助于传感器生成的超声波发送脉冲的持续时间的降低。降低持续时间的结果是，传感器的用于生成发送脉冲的能量消耗降低，由此显著减小了用于超声波发送脉冲生成的能量需求。由此，传感器上的电压降降低，因为减小了所需功率。因此，传感器在更小的供电电压下也以减小的超声波脉冲持续时间工作。因此，驾驶员辅助系统的基于超声波数据的全部功能在机动车的车载电网中出现欠压时也还获得间距信息。由此在车辆的车载电网中出现欠压时也可以维持驾驶员辅助系统的功能。

降低声压以及缩短超声波脉冲持续时间的措施可以替代地或累积地应用。如果可能，这导致用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器的最大测量作用范围的减小。然而，至少可以以较小的最大测量作用范围维持基本功能，由此总体上可以维持驾驶员辅助系统的功能。

根据本发明的另一方面，设置一个或多个用于传感器的供电电压的稳定化的辅助电容器。在此，一个或多个辅助电容器可以集成到传感器中。因此，一个或多个电容器与供电电压并联连接，该供电电压用作用于对超声波传感器供电的电压源和能量源。所述一个或多个辅助电容器在高功率需求的时刻用作电压源和能量源，也就是在这样时刻，在所述时刻实现了对超声波传感器的测量要求并且应该通过超声波传感器生成超声波发送脉冲。

因此，除了车辆的车载电网之外，也通过传感器自身中的辅助电容器提供用于发送脉冲的能量。优选地，在传感器的接收阶段期间对辅助电容器充电。

因此，通过设置一个或多个辅助电容器可以在车辆的车载电网中出现欠压时也进一步提高驾驶员辅助系统的可用性。通过设置这样的辅助电容器，传感器中的待通过车载电网承担的电压降降低，因为所需要的功率的更大部分可以从辅助电容器获取，从而传感器在车辆的车载电网中的显著减小的供电电压的情况下也可以继续运行。

在车载电网的用于给传感器供给电能量的供电线路中可以在分支到一个或多个与供电线路并联连接的辅助电容器之前设有二极管，以便禁止辅助电容器反作用到车载电网中。

在用于运行具有至少一个用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器的、车辆的驾驶员辅助系统的方法中，其中，该传感器通过车辆的车载电网供给电能量，根据本发明设置，借助于欠压探测器监视车载电网的电压，并且在探测到车载电网中的欠压时降低超声波传感器的功率需求。

因为在车辆的车载电网中可用的电压无论如何通过车辆电子装置永久地监视，所以可以非常容易地实现用于运行车辆的驾驶员辅助系统的方法的根据本发明的改进，因为关于在车辆的车载电网中存在的电压的信息永久可用。

超声波传感器的功率需求的降低可以通过在超声波传感器的发送脉冲的情况下声压的降低实现。替代或累积地，功率需求的降低可以通过超声波传感器的发送脉冲的持续时间的缩短实现。

根据另一方面，可以在用于运行用于借助于至少一个超声波传感器求取车辆与障碍物的间距的、车辆的驾驶员辅助系统的方法中借助于至少一个或多个辅助电容器实现传感器的供电电压的稳定化，所述一个或多个辅助电容器与车载电网的供电电压并联连接。通过求助于一个或多个辅助电容器，可以进一步减小传感器上的反作用于车载电网的电压降，由此进一步减小车载电网的负荷，并且系统可用性显著增加。优选地，实现在传感器的接收阶段期间对所述一个或多个辅助电容器充电。由此确保，为了生成下一发送脉冲又准备好用于满足生成下一发送脉冲的功率需求的足够电压和能量。

附图说明

在附图中示出并且下面阐明本发明的两个实施例。其中：

图1：本发明的第一实施例的示意图；

图2：本发明的第二实施例的示意图。

在图1和2中相同的部件设有相同的参考标记。

具体实施方式

在图1中示出了车辆的驾驶员辅助系统的第一实施例，该驾驶员辅助系统具有用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器。传感器1的电连接通过到车辆的车载电网的用于电压供电的线路2以及通过到未示出的控制装置的双向信号线4实现。经由双向信号线4触发传感器1的发送功能并且将经分析处理的接收信号由传感器1提供回到控制装置。如果传感器1经由信号线4从控制装置接收到数字发送脉冲，则电子电路以谐振频率的电压脉冲激励传感器1中的铝膜进行振动，并且发出具有大约48kHz频率的超声波，也就是说生成传感器1的超声波脉冲。

由障碍物反射的声又使得在其间静止的膜片处于振动，该膜片随后作为麦克风工作。所述振动通过传感器1中的压电陶瓷转换成模拟电信号并且通过集成在传感器1中的传感器电子装置放大并且转换成数字信号。借助于传感器1的间距测量通过回波测深仪方法通过分析处理直至障碍物的超声波脉冲的传播时间和由障碍物反射回到传感器1的回波脉冲的传播时间实现。

欠压探测器3集成到车载电网的供电线路2中，借助于该欠压探测器监视在车载电网的供电线路2上存在的供电电压。只要借助于欠压探测器3探测到出现欠压、也就是说出现低于在供电线路2中的最小边界值，则在通过信号线4的信号请求中进行情况区分5。

只要存在足够的供电电压，则情况区分5导致，具有完全的发送功率的发送请求6转发到传感器1。然而，只要欠压探测器3探测到供电线路2中的欠压，则情况区分5导致，具有降低的发送功率7的发送请求6转发到传感器。在超声波传感器1上的发送功率降低可以通过声压的降低和/或通过超声波传感器1的发送脉冲的持续时间的缩短实现。

在图2中示出了本发明的第二实施例，其中，相同的部件设有相同的参考标记。在用于给传感器1供给电能量的车载电网的供电线路2中又设有欠压探测器3。在经由信号线4触发测量过程时又进行情况区分5：借助于欠压探测器3在车载电网的供电线路2中是否探测到欠压。相应地，或者实现到传感器1的具有完全的发送功率6的发送请求或者具有降低的发送功率7的发送请求。

此外，辅助电容器8与供电线路2并联连接，该辅助电容器用作用于在生成超声波传感器1的发送脉冲时满足高的功率需求的能量源。辅助电容器8在传感器1的接收阶段期间经由车载电网的供电线路2充电并且用于传感器1的供电电压的稳定化。为了禁止辅助电容器8经由供电线路2反作用于车载电网，在供电线路2中设有二极管9。

通过情况区分5——如下：借助于欠压探测器3是否确定欠压——并且通过由于具有降低的发送功率7的发送请求引起的、传感器1的功率需求的可能降低，在车辆的车载电网2中突然出现欠压的情况下也确保驾驶员辅助系统的可用性。

Claims (10)

1.一种车辆的驾驶员辅助系统，其具有至少一个用于求取所述车辆与障碍物的间距的超声波传感器(1)，其中，所述超声波传感器(1)通过所述车辆的车载电网(2)供给电能量，其特征在于，所述系统具有欠压探测器(3)并且如此设置，使得在所述车载电网(2)中出现欠压时降低所述超声波传感器(1)的功率需求。

2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，所述功率需求的降低通过在所述超声波传感器(1)的发送脉冲的情况下声压的降低实现。

3.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，所述功率需求的降低通过所述超声波传感器(1)的发送脉冲的持续时间的缩短实现。

4.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，所述驾驶员辅助系统具有至少一个用于所述超声波传感器(1)的供电电压的稳定化的辅助电容器(8)。

5.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助系统，其特征在于，在所述车载电网的用于给所述超声波传感器(1)供给电能量的供电线路(2)中在分支到一个或多个辅助电容器(8)之前设有二极管(9)。

6.一种用于运行车辆的驾驶员辅助系统的方法，所述驾驶员辅助系统具有至少一个用于求取车辆与障碍物的间距的超声波传感器(1)，其中，通过所述车辆的车载电网(2)给所述超声波传感器(1)供给电能量，其特征在于，借助于欠压探测器(3)监视所述车载电网(2)的电压，并且在探测到所述车载电网(2)中的欠压时降低所述超声波传感器(1)的功率需求。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过在所述超声波传感器(1)的发送脉冲的情况下声压的降低实现所述功率需求的降低。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，通过所述超声波传感器(1)的发送脉冲的持续时间的缩短实现所述功率需求的降低。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个辅助电容器(8)实现所述超声波传感器(1)的供电电压的稳定化。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述超声波传感器(1)的接收阶段期间对所述一个/多个辅助电容器(8)充电。