DE102009021284A1 - Kraftfahrzeug mit einem Umgebungssensor und Verfahren zum Betreiben des Umgebungssensors - Google Patents

Kraftfahrzeug mit einem Umgebungssensor und Verfahren zum Betreiben des Umgebungssensors Download PDF

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Abstract

Ein Kraftfahrzeug (1) ist mit einem Umgebungssensor (2) ausgestattet, der Signale aussendet und reflektierte Signale empfängt. Um Einflüsse auf die Umwelt und insbesondere auf Personen (5) zu verringern, ist eine Sendeleistung des Umgebungssensors (2) geschwindigkeitsabhängig regelbar. Weiterhin ist ein entsprechendes Verfahren zum Ansteuern des Umgebungssensors (2) angegeben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem Umgebungssensor, der Signale aussendet und reflektierte Signale empfängt, und auf ein Verfahren zum Betreiben des Umgebungssensors.
  • Moderne Kraftfahrzeuge sind mit verschiedenen Umgebungssensoren ausgestattet, um unter anderem eine Fahrzeugumgebung während eines Einparkvorgangs auf das Vorhandensein von feststehenden oder beweglichen Hindernissen hin zu überwachen. Wird von einem solchen Parkassistenzsensor beispielsweise die Annäherung an eine Gebäudewand festgestellt, dann werden optische und/oder akustische Warnsignale ausgegeben, um ein Auffahren auf das Hindernis zu vermeiden.
  • Weiterhin sind Abstandssensoren bekannt, mit denen ein Abstand zu einem vorausfahrenden anderen Verkehrsteilnehmer überwacht werden kann. Bei Unterschreitung eines geschwindigkeitsabhängigen Mindestabstandes wird ebenfalls ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben, um den Fahrer auf diese potentiell verkehrsgefährdende Situation hinzuweisen.
  • Aus der DE 10 2006 020 387 B4 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion und Identifikation von Objekten mit geringer Höhenausdehnung bekannt. Dabei wird elektromagnetische Strahlung in Fahrtrichtung vor das Fahrzeug ausgestrahlt und die von einem Objekt reflektierten Strahlen empfangen. Wird das Vorhandensein eines Objekts detektiert, kann ein Fahrassistenzsystem entsprechend beeinflusst werden, um beispielsweise ein Gefährdungspotential zu minimieren. Dabei können insbesondere Objekte geringer Höhenausdehnung sozusagen ausgeblendet werden, da von diesen keine Gefahr für die Verkehrssicherheit ausgeht.
  • Die bekannten Umgebungssensoren sind insofern nachteilig, als diese mit einer vorgegebenen Sendeleistung aktiviert sind, um eine möglichst große reflektierte Signalstärke empfangen zu können. Dabei ist der Einfluss von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere hochfrequenter Radarstrahlung, auf den menschlichen Körper zumindest als kritisch einzustufen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug der Eingangs genannten Art zu schaffen, von dem ein möglichst geringes Gefährdungspotential insbesondere für Personen ausgeht. Weiterhin soll ein entsprechendes Verfahren zum Ansteuern eines Umgebungssensors angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Kraftfahrzeug dadurch gelöst, dass eine Sendeleistung des Umgebungssensors geschwindigkeitsabhängig regelbar ist, und bei dem Verfahren dadurch, dass eine Sendeleistung des Umbebungssensors geschwindigkeitsabhängig geregelt wird.
  • Bei einem derart ausgebildeten Kraftfahrzeug ist ein an sich bekannter Umgebungssensor eingebaut, der beispielsweise Signale für ein Parkassistenzsystem liefert oder für ein Abstandswarn- beziehungsweise Kollisi onsverhütungssystem, wobei der Umgebungssensor jedoch derart ausgelegt ist, dass er in seiner Sendeleistung regelbar ist, das heißt er kann entweder mit maximaler Sendeleistung betrieben werden oder mit jeweils geringeren Sendeleistungen bis zur völligen Deaktivierung.
  • Dabei wird der Umgebungssensor derart angesteuert, dass er bei Stillstand oder nur einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer kleinen Sendeleistung betrieben wird. Hierzu kann der Fachmann die Sendeleistung geschwindigkeitsabhängig wählen, so dass der Sende- und Empfangsbereich mindestens so groß ist wie der geschwindigkeitsabhängige Bremsweg. Sobald ein Objekt oder ein Hindernis bei langsamer Fahrweise innerhalb eines entsprechend kleinen Empfangsbereichs festgestellt wird, kann noch rechtzeitig ein Bremsmanöver eingeleitet werden. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten wird die Sendeleistung zunehmend erhöht und beispielsweise oberhalb einer Geschwindigkeit von 100 km/h der Umgebungssensor mit voller Sendeleistung betrieben, um einen maximalen Empfangsbereich zu gewährleisten. Derartige Fahrzeuggeschwindigkeiten werden üblicherweise nur auf mehrspurigen Autobahnen oder gut ausgebauten Bundesstraßen erreicht, auf denen sich üblicherweise keine Fußgänger oder Personen befinden, die dementsprechend auch nicht von den von dem Umgebungssensor ausgesandten Signalen erfasst werden können. Bei langsamen Fahrzeuggeschwindigkeiten oder im Stillstand, beispielsweise bei einem innerstädtischen Stau an einer Ampel, ist es hingegen durchaus möglich, dass ein Fußgänger vor oder hinter dem Kraftfahrzeug vorbeigeht und dabei von den nur in geringer Stärke ausgesandten Signalen des Umgebungssensors praktisch nicht beeinflusst wird. Auch im stillstehenden Zustand des Kraftfahrzeugs in der Werkstatt, während beispielsweise zu Testzwecken die Zündung eingeschaltet ist, wird ein sol cher Umgebungssensor nur mit geringer Sendeleistung betrieben, um das Werkstattpersonal nicht zu schädigen.
  • Dabei kann die geschwindigkeitsabhängige Steuerung des Umgebungssensors entweder durch Reduzierung der Sendeleistung erfolgen oder der Umgebungssender wird im gepulsten Betrieb mit längeren oder kürzeren Intervallen betrieben, um die durchschnittliche Sendeleistung zu verringern.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass lediglich im Kraftfahrzeug bereits vorhandene Komponenten eingesetzt werden und nur der Umgebungssensor geringfügig modifiziert werden muss, um ihn mit unterschiedlicher Sendeleistung zu betreiben. Eine geschwindigkeitsabhängige Steuerung kann ohne erheblichen Aufwand in einem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeugs implementiert werden. Zudem kann durch eine Reduzierung der Sendeleistung auch eine Verringerung der zu verarbeitenden Datenmenge der empfangenen reflektierten Signale erreicht werden. Beispielsweise können im innerstädtischen Verkehr bei langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen eingeschränkten Empfangsbereich störende Empfangseinflüsse, insbesondere von weit voraus liegenden Verkehrsinseln, unterdrückt werden.
  • Als Sensoren können sämtliche dem Fachmann bekannten Sensoren, d. h. Sensoren mit unterschiedlichen Messprinzipien, wie Infrarot- oder Ultraschallsensoren eingesetzt werden. Bevorzugt werden jedoch Radar- oder Laser-(Lidar-)Sensoren entsprechend angesteuert. Hochfrequente Radarstrahlung kann bei Überschreitung eines Grenzwertes für die Sendeleistung menschliches Gewebe schädigen. Demzufolge wird besonders im innerstädtischen Verkehr die Sendeleistung reduziert. Bei Lasersensoren besteht die Gefahr, dass durch Zufall ein Passant oder Fußgänger direkt in den Laserstrahl blicken könnte, so dass es bei hoher Sendeenergie zu einer Schädigung der Augen kommen kann. Diese Gefahr wird durch eine Verringerung der Laserleistung bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten erheblich reduziert.
  • Zweckmäßigerweise ist bei einer selbsttätigen Erkennung einer Gefahrensituation oder einer potentiell verkehrsgefährdenden Situation die Sendeleistung veränderbar, insbesondere wird die Sendeleistung maximiert. Eine solche gefährliche Situation kann beispielsweise durch das Erkennen eines zu dichten Auffahrens selbsttätig festgestellt werden und/oder durch ein abruptes Betätigen eines Bremspedals.
  • Fährt das Kraftfahrzeug hingegen über einen längeren Zeitraum mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand zu einem vorausfahrenden anderen Verkehrsteilnehmer, beispielsweise bei einer Kolonnenfahrt auf einer Autobahn, kann die Sendeleistung derart heruntergeregelt werden, dass dieser vorausfahrende Verkehrsteilnehmer gerade noch im Erfassungsbereich des Umgebungssensors ist. Wird der Abstand kleiner, so kann dies nach wie vor festgestellt werden. Wird jedoch der Abstand größer, d. h. der andere Verkehrsteilnehmer verlässt den Erfassungsbereich, so kann die Sendeleistung selbsttätig erhöht werden.
  • Bevorzugt wird bei einer Annäherung des Kraftfahrzeugs an eine Kreuzung und/oder Einmündung und/oder eine unübersichtliche Stelle im Straßenverlauf, wie eine Kuppe oder dergleichen, die Sendeleistung selbsttätig erhöht und zwar auch dann, wenn dies nicht einer eventuell verlangsamten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Dadurch können auch seitliche und weit voraus liegende sich möglicherweise nähernde, andere Kraftfahrzeuge detektiert und somit ein Zusammenstoß vermieden werden. Das selbsttätige Erkennen der Annäherung an die Kreuzung kann mittels der aus einem Navigationssystem vorliegenden Positionsdaten oder mit Hilfe eines Bilderfassungs- und eines Bildverarbeitungssystems erfolgen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in schematischer Draufsicht.
  • Das Kraftfahrzeug 1 fährt in Fahrtrichtung F voraus und verfügt über einen Umgebungssensor 2, der beispielsweise mittels elektromagnetischer Radarsignale oder mittels eines optischen Lasers eine Umgebung vor dem Kraftfahrzeug 1 ausleuchtet, um das Vorhandensein von feststehenden oder beweglichen Hindernissen in einem Erfassungsbereich 6 festzustellen. Wird beispielsweise festgestellt, dass ein Sicherheitsabstand zu einem vorausfahrenden anderen Verkehrsteilnehmer geschwindigkeitsabhängig unterschritten wird, werden entsprechende Warnsignale optisch und/oder akustisch ausgegeben.
  • Weiterhin verfügt das Kraftfahrzeug 1 über ein Steuergerät 3 zur Steuerung aller Funktionen, wobei die einzelnen Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 über Verbindungen 4, wie Datenbusleitungen, miteinander verbunden sind.
  • Um beispielsweise einen Fußgänger 5, der bei stillstehendem Kraftfahrzeug 1 an einer Ampel den Erfassungsbereich 6 des Umgebungssensors 2 durchschreitet, nicht durch elektromagnetische Strahlung oder mit dem optischen Laser zu gefährden, wird die Sendeleistung des Umgebungssensors 2 geschwindigkeitsabhängig geregelt. Das bedeutet, dass bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten oder im Stillstand die Sendeleistung des Umgebungssensors 2 minimal ist und dementsprechend der Erfassungsbereich 6 verkleinert wird. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten wird der Erfassungsbereich 6 durch Erhöhung der Sendeleistung immer weiter vergrößert und beispielsweise ab einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h wird der Umgebungssensor 2 mit maximaler Leistung betrieben, um zum Beispiel einen Empfangsbereich bis zu 200 m zu ermöglichen. Der Umgebungssensor 2 kann auch gepulst mit variablen Taktzeiten betrieben werden, um die Sendeleistung insgesamt zu variieren.
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Umgebungssensor
    3
    Steuergerät
    4
    Verbindung
    5
    Person
    6
    Erfassungsbereich
    F
    Fahrtrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102006020387 B4 [0004]

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug mit einem Umgebungssensor (2), der Signale aussendet und reflektierte Signale empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeleistung des Umgebungssensors (2) geschwindigkeitsabhängig regelbar ist.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungssensor (2) ein Radarsensor oder ein Lasersensor ist.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung des Umgebungssensors (2) bei selbsttätiger Feststellung einer Gefahrensituation veränderbar ist.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung des Umgebungssensors (2) bei selbsttätiger Feststellung eines im Wesentlichen konstanten Abstands zu einem vorausfahrenden anderen Verkehrsteilnehmers veränderbar ist.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei selbsttätiger Feststellung einer Annäherung an eine Kreuzung und/oder Einmündung und/oder eine unübersichtliche Stelle im Fahrbahnverlauf eine Sendeleistung des Umgebungssensors (2) veränderbar ist.
  6. Verfahren zum Betreiben eines Umgebungssensors (2) in einem Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeleistung des Umgebungssensors (2) ge schwindigkeitsabhängig regelbar ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungssensor (2) ein Radarsensor oder ein Lasersensor verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung des Umgebungssensors (2) bei selbsttätiger Feststellung einer Gefahrensituation verändert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung des Umgebungssensors (2) bei selbsttätiger Feststellung eines im Wesentlichen konstanten Abstands zu einem vorausfahrenden anderen Verkehrsteilnehmers verändert wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei selbsttätiger Feststellung einer Annäherung an eine Kreuzung und/oder Einmündung und/oder eine unübersichtliche Stelle im Fahrbahnverlauf, insbesondere anhand von Daten eines Navigationsgerätes und/oder einer Bilderfassungs-/verarbeitungseinrichtung, eine Sendeleistung des Umgebungssensors (2) verändert wird.
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