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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Regelsystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere
ein Fahrgeschwindigkeits- und/oder adaptives Fahrgeschwindigkeitsregelsystem
für ein
Kraftfahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige
Regelsysteme, beispielsweise Fahrgeschwindigkeits- und/oder adaptive
Fahrgeschwindigkeitsregelsysteme für Kraftfahrzeuge weisen justierbare
Sensoreinheiten auf Radarbasis auf. Hierbei ist ein mehrzielfähiger Radarsensor
an der Frontseite eines Kraftfahrzeugs angeordnet, um Abstände und
Relativgeschwindigkeiten zu vorausfahrenden Fahrzeugen zu bestimmen.
Die von dem Radarsystem ermittelten Daten werden über ein
Bussystem der Steuereinheit zugeführt und diese Steuereinheit
bestimmt anhand der übermittelten
Radardaten und des Fahrerwunsches entsprechende Dynamikanforderungen,
beispielsweise Beschleunigungsanforderungen und dergleichen. Basierend
auf diesen Dynamikanforderungen werden Aktuatoren betätigt, die
beispielsweise der Motor des Kraftfahrzeugs, dessen Kupplung, Getriebe
oder dessen Bremsen sein können.
Aufgrund der entsprechenden Ansteuerung der Aktuatoren wird sich
ein bestimmtes Verhalten des Kraftfahrzeugs einstellen, das wiederum
auf die Steuereinheit zur Ausbildung einer Regelschleife rückgekoppelt
ist. Ein solches Regelsystem geht beispielsweise aus der
DE 101 07 219 A1 hervor.
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Derartige
Systeme erfordern eine präzise Einbaulage
relativ zum Fahrzeug. Eine Überprüfung der
Einbaulage und eine Dejustageerkennung bei einem derartigen System
erfolgen beispielsweise mittels der von der Sensoreinheit erfassten
Daten. So geht beispielweise aus der
DE 199 64 020 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Dejustageerkennung bei einem Kraftfahrzeug-Radarsystem hervor, bei
dem elektromagnetische Wellen ausgesendet werden, bei dem von einem
stehenden Objekt reflektierte elektromagnetische Wellen empfangen
werden und bei dem anhand der ausgesendeten und der empfangenen
Signale ein relativer Winkel und ein relativer Abstand zwischen
den detektierten Objekten und einer Bezugsachse des Kraftfahrzeugs
sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen den detektierten Objekten
und dem Kraftfahrzeug bestimmt werden. Anhand des relativen Winkels,
des relativen Abstands und einer Fahrzeugeigengeschwindigkeit wird ein
Korrekturwert für
den relativen Winkel bestimmt. Mit derartigen Systemen können grobe
Justagefehler erkannt und bei der Datenverarbeitung berücksichtigt werden.
Um die Einbaulage der Sensoreinheit mir höheren Genauigkeiten überprüfen zu können, sind spezielle
Einbaulagesensoren erforderlich, die die aktuelle Einbaulage des
Sensors relativ zum Fahrzeug messen können. Diese Sensoren müssen einen
Justagefehler erkennen, der deutlich unterhalb des Arbeitsbereichs
des Regelsystems liegt. Hierzu werden beispielsweise an der Sensoreinheit
einer oder mehrere Zeiger befestigt, die auf definierte Punkte im
Fahrzeug zeigen. Die Überprüfung der Einbaulagen
muss dann oft durch eine Person erfolgen. Eine derartige Überprüfung der
Einbaulagen ist aufwendig und insbesondere nicht automatisch möglich.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Regelsystem
für ein Kraftfahrzeug
mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass durch die Dejustageerkennungs-einheit eine automatische
Erkennung der Dejustage der Sensoreinheit und eine Ausgabe eines
die Dejustage charakterisierenden Signals an die Steuereinheit möglich ist.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in dem
unabhängigen
Anspruch angegebenen Regelsystems möglich.
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So
weißt
bevorzugt die Dejustageerkennungseinheit wenigstens ein erstes Sensorelement auf,
das an der justierbaren Sensoreinheit angeordnet ist und mit einem
an einem fahrzeugfesten Trägerteil
der Sensoreinheit befestigten zweiten Sensorelement zusammenwirkt.
Durch diese gewissermaßen
Zweiteilung der Dejustageerkennungseinheit kann auf sehr einfache
Weise eine Abweichung oder Dejustage der Sensoreinheit von einer
vorgegebenen gewünschten
Positionierung erfasst werden.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dejustageerkennungseinheit
wenigstens zwei an der Sensoreinheit angeordnete erste Sensorelemente
und diesen zugeordnet, an dem Trägerteil
angeordnete zweite Sensorelemente umfasst, wobei ein Teil der ersten
und zweiten Sensorelemente eine Dejustage in Richtung der beiden
Hauptachsen der Sensoreinheit und deren anderer Teil eine Verdrehung
der Sensoreinheit erfassen.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform,
die eine Erkennung einer beliebigen Dejustage der Sensoreinheit
ermöglicht,
sieht jeweils ein jeder Hauptachse und jedem Drehfreiheitsgrad zugeordnetes,
an der Sensoreinheit angeordnetes erstes Sensorelement und diesem
zugeordnet ein an dem Trägerteil
angeordnetes zweites Sensorelement vor, wobei jedes erste und/oder
zweite Sensorelement ein die Dejustage charakterisierendes Signal
an die Steuereinheit ausgibt.
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Rein
prinzipiell kann basierend auf der Erkennung der Dejustage eine
beispielsweise manuelle Justierung der Sensoreinheit vorgenommen
werden. Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass
die von jedem ersten und/oder zweiten Sensorelement ausgegebenen,
die Dejustage charakterisierenden Signale in der Steuereinheit zur
rechnerischen Kompensation der Dejustage verarbeitet werden. Auf
diese Weise kann eine erkannte Dejustage unmittelbar kompensiert
werden.
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Eine
andere Möglichkeit
der Kompensierung der Dejustage besteht darin, dass durch die Steuereinrichtung
Stellelemente, beispielsweise Justageschrauben, ansteuerbar sind,
wobei die Ansteuerung so erfolgt, dass eine Dejustage kompensiert
wird.
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Rein
prinzipiell können
unterschiedliche erste und zweite Sensoren zur Erkennung der Dejustage eingesetzt
werden. Eine besonders vorteilhafte, da einfach zu realisierende
Ausführungsform
sieht Magnetsensoren und diesen zugeordnete Magneten vor, wobei
die Magnetsensoren beispielsweise an der Sensoreinheit angeordnet
sein können
und die Magnete an dem fahrzeugfesten Trägerteil oder umgekehrt.
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Die
Magnetsensoren sind bevorzugt Hall-Sensoren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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In
der einzigen Figur ist schematisch ein von der Erfindung Gebrauch
machendes Regelsystem in einem Kraftfahrzeug dargestellt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In
der Figur ist ein Regelsystem in Form eines adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelsystem (Adaptive
Cruise Control System – ACC)
für ein
Kraftfahrzeug dargestellt. Dieses umfasst eine an einem fahrzeugfesten
Rahmenteil 100 mittels eines Einbauhalters 110 angeordnete,
in Bezug auf eine Strahlungscharakteristik justierbare Sensoreinheit 200. Die
Sensoreinheit 200 ist beispielsweise mittels Justageschrauben 130, 132 so
justierbar, dass sie beispielsweise in Längsrichtung des Fahrzeugs (nicht dargestellt)
ausrichtbar ist. Die Sensoreinheit 200 ist an sich bekannt,
sodass auf sie vorliegend nicht eingegangen wird. Diese Sensoreinheit 200 ist
beispielsweise im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs zur Erfassung
von vor dem Kraftfahrzeug angeordneter Objekte oder Personen vorgesehen.
Auf der dem fahrzeugfesten Teil 100 zugewandten Teil der
Sensoreinheit 200 ist ein Magnetsensor 310, beispielsweise
ein Hall-Sensor angeordnet. Dem Magnetsensor 310 gegenüberliegend
ist an einem Trägerteil 120 fahrzeugfest
ein Magnet 320 angeordnet. Das erste und zweite Sensorelement,
das heißt
der Magnetsensor 310 und der zweite Sensorteil, das heißt der ihm
zugeordnete Magnet 320 sind Teil einer Dejustageerkennungseinheit
zur Erkennung einer Dejustage der Radar-Sensoreinheit 200.
Der Magnetsensor 310 weist eine Signalausgabeleitung 312 auf,
deren Signal einer Steuereinheit 350 zugeführt wird,
in der die Dejustage aus dem Signal des Magnetsensors 310 ermittelt
wird. Die Steuereinheit 350 wiederum weist eine Steuerleitung 352 auf
zur entsprechenden Ansteuerung der Radarsensoreinheit sowie Steuerleitungen 354 sowie 356,
um beispielsweise Stellmotoren zur Verstellung der Justierschrauben 130, 132 anzusteuern.
Die Funktionsweise dieser Anordnung ist nun folgende.
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Es
soll die Einbaulage der Sensoreinheit 200 relativ zum Fahrzeug
erkannt werden. Dies geschieht durch den Magnetsensor 310 und
den Magneten 320 dadurch, dass ein Ausgangssignal des Magnetsensors 310,
welches über
die Signalleitung 312 der Steuereinheit 350 zugeführt wird,
beispielsweise mit einer in der Steuereinheit 350 hinterlegten
Soll-Signalgröße verglichen
wird und hieraus auf die Einbaulage der Sensoreinheit 200 geschlossen
wird. Ausgehend von diesem Vergleich können die Sensoreinheit 200 und/oder
die Stellschrauben 130, 132 über Steuerleitungen 352, 354, 356 angesteuert
werden, wobei die Ansteuerung der Justageschrauben 130, 132 beispielsweise über motorisch
angetriebene Muttern 136, 138 oder dergleichen
erfolgt.
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In
diesem Falle kann eine Nachjustierung vorgenommen werden, ohne dass
Eingriffe durch eine Person erforderlich sind. Voraussetzung hierfür ist, dass
bei einer richtigen Justierung der Sensoreinheiten 200 relativ
zu dem Fahrzeug in einem ersten Schritt die aktuelle magnetische
Stärke
des Magneten 320 und damit die relative Position des Magneten 320 zum
Magnetsensor 310, der starr mit der Sensoreinheit 300 verbunden
ist, gemessen wird. Der gemessene Wert wird beispielsweise in einem
Speicher, beispielsweise in einem EEPROM abgelegt.
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Mit
jedem Zündvorgang
des Kraftfahrzeugs, beispielsweise nach dem Startsignal „Zündung ein" wird ein Vergleich
der von dem Magnetsensor 310 gemessenen magnetischen Feldstärke mit
dem abgespeicherten Referenzwert vorgenommen. Sobald eine unzulässige Abweichung
des Messwertes vorliegt, kann auf eine Dejustage geschlossen werden. In
diesem Falle kann beispielsweise eine rechnerische Kompensation
erfolgen. Die Sensoreinheit 200 kann dabei über die
Signalleitung 352 entsprechend angesteuert werden oder
es können
auch die Justageschrauben 130, 132 über entsprechende
motorisch angetriebene Stellmuttern 136, 138 verstellt werden
und so eine Nachjustage der Sensoreinheit 200 so lange
erfolgen, bis der Wert der magnetischen Feldstärke dem gespeicherten Referenzwert
entspricht.
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In
Verbindung mit der Figur wurde beispielhaft nur ein Magnetsensor 310 und
ein ihm zugeordneter Magnet 320 dargestellt. Es versteht
sich, dass die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist, sondern, dass für jeden
Freiheitsgrad, das heißt
für sämtliche translatorischen
Freiheitsgrade und sämtliche
rotatorischen Freiheitsgrade der Sensoreinheit 200 durch die
Dejustage-erkennungseinheit, bestehend aus einer Mehrzahl von ersten
und zweiten Sensoren, beispielsweise aus einer Mehrzahl von Magnetsensoren 310 und
Magneten 320 eine Dejustierung erkannt werden kann. Dabei
ist jedem Freiheitsgrad ein Paar eines ersten und zweiten Sensors,
also beispielsweise eines Magnetsensors 310 und eines Magneten 320 zugeordnet.
Sofern aufgrund dieser Erkennung eine Nachjustage erfolgen soll,
sind entsprechende Stellelemente zur Nachjustage vorgesehen (nicht dargestellt).
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Die
dargestellte Anordnung des Magnetsensors 310 an der Sensoreinheit 200 und
die des Magneten 320 an dem fahrzeugfesten Träger 120 ist
ferner nur als Beispiel zu verstehen. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
Magnetsensor 310 und Magnet 320 in genau umgekehrter
Weise anzuordnen, das heißt,
der Magnet 320 ist an der Sensoreinheit 200 angeordnet
und der Magnetsensor 310 ist an einem fahrzeugfesten Trägerarm 120 angeordnet.
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Ein
großer
Vorteil des vorbeschriebenen Regelsystems besteht darin, dass die
Dejustageerkennung permanent aktiv sein kann. Als sehr großer Vorteil
ist auch zu werten, dass für
die Überprüfung der Einbaulage
der Sensoreinheit 200 kein Werkstattaufenthalt erforderlich
ist.