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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Funktionsüberprüfung eines in einem Kraftfahrzeug installierbaren
Fahrerassistenzsystems, das zumindest ein Erfassungssystem mit mindestens
einem Empfänger
und ein Auswertesystem umfasst, wobei der Empfänger einen Teilbereich der
Umgebung zumindest als Bild in digitalen oder analogen Informationen
erfasst sowie ein Verfahren zur Durchführung einer derartigen Funktionsprüfung.
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Fahrerassistenzsysteme überwachen
und analysieren den Verkehrsraum um das Fahrzeug. Beim Auftauchen
potentieller Gefahren geben sie dem Fahrer Warnmeldungen aus. Die Überprüfung der
Funktion derartiger Systeme erfolgt z.B. bei videobasierten Fahrerassistenzsystemen
mittels Videoleinwänden,
auf denen Realszenarien dargestellt werden. Dies ist sehr zeit-
und arbeitsaufwendig.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde,
eine Anordnung und ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Fahrerassistenzsystems
zu entwickeln, die wenig Zeit- und Arbeitsaufwand erfordern.
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Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu
ist im direkten oder im indirekten Empfangsbereich des Empfängers mindestens
ein ein- und ausschaltbarer Sender angeordnet. Dieser Sender ist
relativ zum Empfänger
in Ruhe. Das Fahrerassistenzsystem ist in Ordnung, wenn bei eingeschaltetem
Sender eine Warnmeldung ausgegeben wird, die beim Abschalten des Senders
erlischt. Das Fahrerassistenzsystem ist defekt, wenn bei eingeschaltetem
Sender keine Warnmeldung ausgegeben wird oder wenn eine ausgegebene
Warnmeldung beim Abschalten des Senders nicht erlischt.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
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1:
Draufsicht auf die Prüfanordnung;
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2:
Prüfanordnung
mit einer außerhalb des
Kraftfahrzeuges angeordneten Lichtquelle;
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3:
Empfänger
mit elektrochromatischer Schicht;
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4:
Empfänger
mit integrierter Lichtquelle;
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5:
Empfänger
mit prismenförmiger
Umlenkvorrichtung.
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Die 1 und 2 zeigen
in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht symbolisch dargestellt
einen typischen Einsatzfall für
ein Fahrerassistenzsystem sowie eine Prüfanordnung, mit der durch Simulation
dieses Einsatzfalles die Funktion des Fahrerassistenzsystems geprüft wird.
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In
einem typischen Einsatzfall des Fahrerassistenzsystems befahren
beispielsweise zwei Fahrzeuge (1, 2) versetzt
zueinander zwei Fahrspuren einer Straße. Das in der angenommenen Fahrtrichtung (5)
hintere Fahrzeug (2) befindet sich für den Fahrer des vorderen Fahrzeuges
(1) im toten Winkel, den er durch Blick in den rechten
Außenspiegel
(6) nicht erfassen kann.
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Das
vordere Fahrzeug (1) ist beispielsweise mit einem Fahrerassistenzsystem,
z.B. einem Spurwechselassistenten, ausgerüstet. Das Fahrerassistenzsystem
umfasst beispielsweise ein Erfassungssystem mit einem Empfänger (10)
und ein Auswertesystem. Der Empfänger
(10) erfasst z.B. mittels eines im rechten Außenspiegel
(6) angeordneten optischen Sensors (11), vgl. 3 – 5,
innerhalb seines Empfangsbereiches (12) den rückwärtigen seitlichen Verkehrsraum
beispielsweise als einzelne Bild- oder Helligkeitspunkte. Das Bild
des Verkehrsraums kann hierbei aus einer Vielzahl analoger oder
digitaler Informationen gebildet werden. Das nachgeschaltete Auswertesystem
interpretiert beispielsweise das vom optischen Sensor (11)
erfasste Bild des nachfolgenden Fahrzeuges (2) als Gefahr,
z.B. für
einem Spurwechsel des vorausfahrenden Fahrzeuges (1) auf
die rechte Fahrspur und gibt eine Warnmeldung aus.
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Anstatt
einer optischen Erfassung des Verkehrsraums kann der Verkehrsraum
beispielsweise auch als Wärmebild,
als Ergebnis einer Ultraschallmessung, etc. erfasst werden. Auch
Kombinationen verschiedener Erfassungssysteme sind denkbar.
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Die
Funktionsprüfung
des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs (1) erfolgt beispielsweise
bei stehendem Fahrzeug (1) z.B. mit der in den 1 und 2 dargestellte
Prüfanordnung.
Hierbei wird für
das Auswertesystem des Fahrerassistenzsystems z.B. ein Fahren des
Fahrzeugs (1) angenommen.
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Die
Prüfanordnung
umfasst einen Sender (30) und den im Fahrzeug montierten
Empfänger (10).
Der Sender (30) ist in der Darstellung der 1 im
beispielhaft dargestellten Empfangsbereich (12) des Empfängers (10)
z.B. rechts neben dem Fahrzeug (1) in dem Bereich des toten
Winkels angeordnet, in dem eine Gefahr zu erwarten ist. Der Abstand des
Senders (30) zum Empfänger
(10) in Empfangsrichtung (13) beträgt z.B.
ein Fünftel
des Abstandes der Scheinwerfer (4) des Fahrzeuges (2)
zum Empfänger
(10) des Fahrzeuges (1).
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Der
Sender (30) umfasst beispielsweise zwei auf einem gemeinsamen
Stativ (31) montierte Lichtquellen (32), z.B.
Leuchtdioden, Glühlampen,
etc. Der Abstand der beiden Lichtquellen (32) zueinander entspricht
in der Darstellung der 1 z.B. dem nach dem Strahlensatz
verkürzten
Abstand der beiden Scheinwerfer (4) des Fahrzeugs (2)
zueinander.
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Vor
Beginn der Funktionsprüfung
des Fahrerassistenzsystems werden dem Fahrerassistenzsystem gegebenenfalls
z.B. Geometriedaten des zu simulierenden Fahrzeugs (2)
eingegeben.
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Zur
Prüfung
der Funktion des Fahrerassistenzsystems werden die Lichtquellen
(32) eingeschaltet. Gegebenenfalls wird, z.B. je nach Leuchtstärke der
Lichtquellen (32), die Raumbeleuchtung des Prüfraums ausgeschaltet
oder der Empfänger bereichsweise
abgedunkelt, so dass das Licht (33) der Lichtquellen (32)
vom optischen Sensor (11) ohne störende Umgebungseinflüsse erfasst
wird. Das Fahrerassistenzsystem kann für die Funktionsprüfung beispielsweise
auch in einen Nachtfahrmodus geschaltet werden.
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Gibt
das Fahrerassistenzsystem jetzt erstens eine Warnmeldung aus und
wird zweitens die Warnmeldung beim Ausschalten der Lichtquellen (32)
beendet, ist die Funktionsprüfung
des Fahrerassistenzsystems erfolgreich bestanden. Gegebenenfalls
kann die Prüfung
wiederholt werden, z.B. nach einem Umsetzen des Stativs (31).
Es kann aber auch nach dieser Prüfung
des Fah rerassistenzsystems auf der rechten Wagenseite (8)
eine analoge Prüfung des
Systems auf der linken Wagenseite (9) erfolgen.
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Wird
nach dem Einschalten der Lichtquellen (32) keine Warnmeldung
ausgegeben, deutet dies auf eine äußere oder auf eine innere Störgröße hin, die
das Fahrerassistenzsystem beeinflusst. Beispielsweise kann der Helligkeitskontrast
zwischen der Umgebung (3) und der Lichtquelle (32)
zu gering sein, der optische Sensor (11) kann dejustiert
sein, der optische Sensor (11) oder eine dem Sensor (11) in
Empfangsrichtung (13) vorgeschaltete Linsen (17, 21),
vgl. 3 – 5,
kann verschmutzt sein oder das Fahrerassistenzsystem weist einen
Erfassungs- und/oder
einen Auswertefehler auf. Beispielsweise durch Reinigung der Linsen
(17, 21), durch Veränderung der Helligkeit und/oder
der Lage der Lichtquellen (32) kann nun überprüft werden,
ob eine der erstgenannten Störgrößen vorhanden
ist. Wird dann immer noch keine Reaktion des Fahrerassistenzsystems
festgestellt, ist das System zu warten und gegebenenfalls zu reparieren.
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Wird
nach dem Einschalten der Lichtquellen (32) eine Warnmeldung
ausgegeben, bleibt diese aber nach dem Abschalten der Lichtquellen
(32) bestehen, deutet dies auf eine interne Störgröße des Fahrerassistenzsystems
hin. Das System ist zu warten und/oder zu reparieren.
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Bei
einem Fahrerassistenzsystem, dessen Empfänger (10) z.B. einen
Wärmesensor
oder einen Ultraschallsensor umfasst, kann als Sender (30)
zur Prüfung
z.B. eine Wärmequelle
oder eine Ultraschallquelle eingesetzt werden. Auch andere Systeme
sind denkbar.
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Die
Prüfung
des Fahrerassistenzsystems kann beispielsweise beim Fahrzeughersteller
vor der Auslieferung, bei einer Fahrzeugwartung, etc. erfolgen.
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In
den 3 – 5 ist
jeweils ein Empfänger
(10) des Fahrerassistenzsystems dargestellt. Dieser Teil
des Erfassungssystems umfasst ein in einer Fassung (16)
gelagertes optisches System (11, 17, 21)
mit z.B. mehreren hintereinandergeschalteten optischen Linsen (17, 21)
und einen optischen Sensor (11), beispielsweise einen Photonendetektor (11).
Die äußere optische
Linse (17) ist beispielsweise in Richtung der Umgebung
(3) konvex gewölbt.
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In
der 3 ist die zur Umgebung (3) gerichtete
Oberfläche
(18) der äußeren optischen
Linse (17) mit einer elektrochromatischen Schicht (24)
versehen. Diese Schicht (24) weist an den Stellen Durchbrüche (25)
auf, an denen das von den Lichtquellen (32) auf den optischen
Sensor (11) gerichtete Licht (33) in die optische
Linse (17) eintritt. Die elektrochromatische Schicht (24)
ist im Ruhezustand transparent. Bei einer Aktivierung der elektrochromatischen
Schicht (24), z.B. durch Anlegen einer elektrischen Spannung,
wird diese verdunkelt und reduziert oder verhindert das Eindringen
von Licht aus der Umgebung (3) zum optischen Sensor (11).
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Die
elektrochromatische Schicht (24) kann auch an einer innenliegenden
Linsenoberfläche
(19, 22, 23) aufgebracht sein oder in
eine der optischen Linsen (17, 21) integriert
sein. Gegebenenfalls kann auch der optische Sensor (11)
eine elektrochromatische Schicht (24) umfassen.
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Die
Prüfung
der Funktion des Fahrerassistenzsystems erfolgt beispielsweise,
wie im ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben, mit einem Sender (30), der außerhalb
des Fahrzeugs (1) angeordnet ist.
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Die 4 zeigt
einen Empfänger
(10) mit einem integrierten Sender (30) und einer
Umlenkvorrichtung (26). Der Sender (30) ist hier
z.B. eine einzelne Lichtquelle (32), z.B. eine Lumineszenzdiode, die
in der Fassung (16) befestigt und ist und in Richtung der
optischen Linsen (17, 21) ausgerichtet ist.
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Die
Umlenkvorrichtung (26) umfasst beispielsweise zwei auf
der äußeren Linse
(17) angeordnete halbdurchlässige Spiegel (27, 28).
Dies sind z.B. auf die Linsenoberfläche (18) aufgedampfte
verspiegelte Schichten. Das Verhältnis
des Abstandes der beiden Spiegel (27, 28) zum
Abstand zwischen den Spiegeln (27, 28) und dem
optischen Sensor (11) ist gleich dem Verhältnis des
Abstandes der Scheinwerfer (4) des Fahrzeugs (2)
im toten Winkel zum Abstand zwischen den Scheinwerfern (4)
und dem Sensor (11). Das Licht aus der Umgebung (3)
dringt ungehindert zum optischen Sensor (11), während das von
der Lichtquelle (32) emittierte Licht (33) an
den Spiegeln (27, 28) in Richtung des optischen
Sensors (11) reflektiert wird. Die Spiegel (27, 28)
können
auch innerhalb der optischen Linsen (17, 21) angeordnet sein.
Gegebenenfalls kann die Umlenkvorrichtung (26) auch nur
einen Spiegel (27, 28) umfassen.
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Die
Funktionsprüfung
des Fahrerassistenzsystems erfolgt beispielsweise auf Befehl des
Fahrers oder automatisch, z.B. nach einem Kaltstart des Fahrzeugs
(1).
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Nach
dem Einschalten der Lichtquelle (32) erfasst der optische
Sensor (11) zwei Bilder der Lichtquelle (32).
In der Auswerteeinheit werden diese Stellen hoher Helligkeit als
ein Fahrzeug im Gefahrenbereich interpretiert und eine Warnmeldung
ausgegeben. Wird diese Warnmeldung nicht ausgegeben, deutet dies
auf einen Fehler des Fahrerassistenzsystems hin. Das System ist
zu warten oder zu reparieren.
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Erlöscht die
Warnmeldung nach dem Abschalten der Lichtquelle (32) nicht,
bedeutet dies ebenfalls einen Fehler des Fahrerassistenzsystems. Das
Fahrerassistenzsystem ist zu reparieren.
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Die 6 zeigt einen Empfänger (10) mit einer
außenliegenden
Lichtquelle (32). Diese Lichtquelle (32) ist beispielsweise
im indirekten Empfangsbereich des optischen Sensors (11)
angeordnet. Von der Lichtquelle (32) emittiertes Licht
(33) wird beispielsweise an Prismen (29), die
im Bereich des optischen System (11, 17, 21)
angeordnet sind, in Richtung des optischen Sensors (11)
gebrochen. Die Prismen (29) können schwenkbar angeordnet sein.
Sie werden dann beispielsweise nur bei einer Funktionsprüfung des
Fahrerassistenzsystems eingeschwenkt.
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Die
Prismen (29) können
auch in die äußere Linse
(17) oder in eine innenliegende Linse (21) integriert
sein. Statt der Prismen (29) kann eine der Linsen (17, 21)
auch Kerben und/oder optische Spalte aufweisen, an denen das von
der Lichtquelle (32) emittierte in das optische System
einfallende Licht (33) gebrochen und/oder gebeugt wird.
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Der
Sender (30) mit der Lichtquelle (32) kann am Fahrzeug
(1) oder außerhalb
des Fahrzeuges (1) angeordnet sein. Bei einer Lichtquelle
(1), die nicht fest mit dem Fahrzeug (1) verbunden
ist, erfolgt die Funktionsprüfung
z.B. so wie bei den in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispielen.
Ist die Lichtquelle (32) Teil des Fahrzeuges (1),
wird die Prüfung
beispielsweise so durchgeführt
wie bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Gegebenenfalls
ist auch bei den in den 4 und 5 beschriebenen
Ausführungsformen eine
zusätzliche
Abdunklung der optischen Linsen (17, 21) denkbar,
um den Lichteintritt aus der Umgebung (3) in den Empfänger (10)
abzuschwächen.
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Das
Einschalten des Senders (30) kann beispielsweise auch mittels
eines manuell betätigten Tasters
mit Federrückstellung
erfolgen. Beim Loslassen des Tasters wird der Sender (30)
wieder abgeschaltet.
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Die
Funktion des Fahrerassistenzsystems kann auch z.B. vor dem Einbau
des Fahrerassistenzsystems in das Kraftfahrzeug (1) geprüft werden.
Diese Funktionsprüfung
wird dann beispielsweise in einem Prüfraum durchgeführt, in
dem der Sender (30) und der mit dem Auswertesystem verbundene
Empfänger
(10) aufgestellt sind.
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- 1
- Kraftfahrzeug
mit Assistenzsystem
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Umgebung
- 4
- Scheinwerfer
von (2)
- 5
- angenommene
Fahrtrichtung
- 6
- Außenspiegel
von (1), rechts
- 7
- Außenspiegel
von (1), links
- 8
- rechte
Wagenseite
- 9
- linke
Wagenseite
- 10
- Empfänger
- 11
- optischer
Sensor, Photonendetektor
- 12
- Empfangsbereich
- 13
- Empfangsrichtung
- 16
- Fassung
- 17
- äußere optische
Linse
- 18
- äußere Oberfläche von
(17)
- 19
- innere
Oberfläche
von (17)
- 21
- innere
optische Linse
- 22,
23
- Oberflächen von
(21)
- 24
- elektrochromatische
Schicht
- 25
- Durchbrüche in (24)
- 26
- Umlenkvorrichtung
- 27,
28
- halbdurchlässige Spiegel
- 29
- Prisma
- 30
- Sender
- 31
- Stativ
- 32
- Lichtquellen
- 33
- Licht,
emittiert von (32)