DE102009028300A1

DE102009028300A1 - Sensoreinrichtung

Info

Publication number: DE102009028300A1
Application number: DE102009028300A
Authority: DE
Inventors: Florian Belser; Markus Koehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2011-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung für ein Fahrassistenzsystem eines Fahrzeugs mit zumindest zwei Sensoren S1, S2. Dabei sind die beiden Sensoren S1, S2 derart mit Heckbereich des Fahrzeugs 1 angeordnet und ausgerichtet, dass sich die Detektionsbereiche D1, D2 der beiden Sensoren S1, S2 zumindest teilweise überlagern.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bekannt sind Sensoreinrichtungen zur Umfelderfassung in Verbindung mit einem Fahrerassistenzsystem, um den Fahrkomfort und/oder die Fahrsicherheit zu erhöhen. Um dabei mit einer Sensoreinrichtung einen möglichst großen Detektionsbereich abzudecken, sind bereits mehrere Alternativen bekannt. Soweit technisch möglich, kann der Detektionsbereich eines einzelnen Sensors entsprechend vergrößert werden, um, den gewünschten Detektionsbereich abzudecken. Eine aufwändigere Lösung ist eine Sensoreinrichtung mit mehreren Sensoren, deren Detektionsbereiche sich ergänzen.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung bereitzustellen, die eine möglichst zuverlässige Erfassung eines Objekts in dem Heckbereich eines Fahrzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 genannte Sensoreinrichtung gelöst. Dadurch, dass die mindestens zwei Sensoren in dem Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet und derart ausgerichtet sind, dass sich die Detektionsbereiche der beiden Sensoren zumindest teilweise überlagern, ergibt sich in dem funktionsrelevanten Bereich hinter dem Fahrzeug ein von einem Blindbereich freier Überlagerungsbereich der Detektionsbereiche der beiden Sensoren. Unter Blindbereich wird hier ein Umfeldbereich verstanden, der nicht von einem Detektionsbereich eines der mindesten zwei Sensoren erfasst wird. Falls infolge der Anbringungsart der Sensoren und/oder ihrer Detektionseigenschaften eine lückenlose Abdeckung des für eine Überwachung relevanten Bereichs nicht möglich ist, kann ein weiterer Sensor vorgesehen sein, der insbesondere mittig zwischen den mindestens beiden Sensoren angeordnet ist. Dadurch lässt sich auch bei schwierigen Einbauverhältnissen eine lückenlose Abdeckung des interessierenden Überwachungsbereichs erzielen. Die Montage der mindestens beiden Sensoren kann dadurch erleichtert werden, dass diese entweder in den Rückleuchten des Fahrzeugs oder in der Nummernschildmulde angeordnet sind. Bei Anordnung in den Rückleuchten lässt sich vorteilhaft auch ein Schutz der Sensoren vor schädigenden Umwelteinflüssen erreichen. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine bekannte Sensoreinrichtung;
2 eine erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung mit einem noch lückenhaften Detektionsbereich;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung mit einem dritten Sensor;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung mit einem dritten Sensor;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung;
7 eine vergrößerte Darstellung der in 6 dargestellten Sensoreinrichtung.
1 zeigt eine bekannte Sensoreinrichtung, die häufig bei einem Fahrerassistenzsystem verwendet wird, um den Fahrer zum Beispiel bei einem Einparkvorgang zu unterstützen. Die Sensoreinrichtung umfasst mindestens zwei Sensoren S1, S2, die im Heckbereich eines Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Bei diesen Sensoren S1, S2 handelt es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren oder auch Lasersensoren, zum Beispiel Laserscanner, die jeweils einen Detektionsbereich D1, D2 von jeweils etwa 70° abdecken.
Insgesamt ergibt sich somit ein Detektionsbereich von etwa 140°. Nachteilig bei dieser bekannten Sensoreinrichtung ist jedoch die Tatsache dass ein zentraler Bereich B1 hinter dem Fahrzeugheck, in Verlängerung der Fahrzeuglängsachse, nicht von den Sensoren S1, S2 erfasst wird, da die Detektionsbereiche D1, D2 der Sensoren S1, S2 dieses Gebiet nicht abdecken.
Der von den mindestens zwei Sensoren S1, S2 abgedeckte Detektionsbereich genügt jedoch nicht den heutigen Sicherheitsanforderungen. Für eine Sicherheitsassistenzfunktion, die ihr Wirkungsfeld im niedrigen Geschwindigkeitsbereich bei Rückwärtsfahrt hat („Back Over Avoidance”) wird beispielsweise ein im Wesentlichen lückenloser Detektionsbereich gefordert, der im Heckbereich des Fahrzeugs einen Winkel von mindestens etwa 160° und einen Entfernungsbereich von mindestens etwa 5 m abdeckt. Dadurch können beispielsweise auch Kinder und niedrige Objekte unmittelbar hinter dem Fahrzeug erfasst werden, die nicht mehr im Rückspiegel erkennbar sind. Eine verbesserte Sensoreinrichtung wird anhand eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben, das in 2 dargestellt ist. 2 zeigt eine Aufsicht auf ein Fahrzeug 1 mit im Heck symmetrisch angeordneten Sensoren S1 und S2. Die Sensoren S1, S2 decken jeweils Detektionsbereiche D1, D2 von etwa 100° ab, die sich hinter dem Fahrzeug 1 in einem Bereich D1D2 teilweise überlappen. Insgesamt erfassen die Detektionsbereiche D1, D2 einen Winkelbereich von etwa 160°. Objekte, die sich dem Fahrzeug 1 in diesem Winkelbereich von hinten annähern, werden somit in jedem Fall erfasst. Durch die Überlappung der Detektionsbereiche D1, D2 in dem Bereich D1D2 ist zudem noch eine Plausibilitätsprüfung der Ausgangssignale der Sensoren S1, S2 möglich. Diese Plausibilitätsprüfung ermöglicht zudem, in vorteilhafter Weise, auch eine Überprüfung, ob jeder der beiden Sensoren S1, S2 ordnungsgemäß arbeitet oder defekt ist. Dieses Ausführungsbeispiel hat jedoch noch den Nachteil, dass ein kleiner Bereich B1 unmittelbar hinter dem Fahrzeug 1 von den Detektionsbereichen D1, D2 der Sensoren S1, S2 nicht erfasst wird. Ein unmittelbar hinter dem Fahrzeug befindliches Objekt oder auch eine kleinere Personen, insbesondere spielende Kinder, können daher bei dem Zurücksetzen eines zunächst im Stillstand befindlichen Fahrzeugs 1 nicht erfasst werden.
Dieser Nachteil wird durch eine weitere Ausführungsform einer Sensoreinrichtung 30 vermieden, die in 3 dargestellt ist. Wie bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Sensoreinrichtung 20 sind wiederum zwei Sensoren S1, S2 in dem Heckbereich des Fahrzeugs 1 angeordnet, deren Detektionsbereiche D1, D2 sich teilweise überlappen, um so den Überlappungsbereich D1D2 zu bilden. Um auch den in 2 noch nicht abgedeckten Bereich B1 abzudecken, ist im Heckbereich des Fahrzeugs 1 ein dritter Sensor S3, vorzugsweise mittig zwischen den beiden Sensoren S1 und S2 angeordnet. Bei diesem Sensor S3 kann es sich beispielsweise um einen Umfeldsensor geringer Reichweite handeln, dessen Detektionsbereich D3 nun auch den Bereich B1 abdeckt. Auf diese Weise können auch strenge Sicherheitsanforderungen erfüllt werden, da nun keine Detektionslücke mehr unmittelbar hinter dem Fahrzeug 1 vorhanden ist. Da sich auch hier wieder die Detektionsbereiche D1, D2, beziehungsweise D1, D3, sowie D2, D3 teilweise überlappen, ist auch hier wieder eine Plausibilitätsprüfung der jeweiligen Sensorsignale bzw. eine Funktionskontrolle der Sensoren möglich. Vorzugsweise werden hier Sensoren S1, S2 eingesetzt, deren Detektionsbereich D1, D2 jeweils einen Winkelbereich von etwa 100° umfasst. Die Sensoren S1, S2 werden dabei derart an dem Fahrzeug 1 angeordnet und ausgerichtet, dass der kombinierte Detektionsbereich einen Winkelbereich von etwa 160° abdeckt.
Bei einem weiteren, in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Sensoreinrichtung 40 sind drei im Wesentlichen identische Sensoren S1, S2, S3 an dem Heck des Fahrzeugs 1 angeordnet, die jeweils einen vergleichbaren Detektionsbereich D1, D2, D3 abdecken. Durch entsprechende Montage und Justierung der Sensoren S1, S2, S3 kann erreicht werden, dass die Detektionsbereiche D1, D2, D3 der Sensoren den gewünschten Winkelbereich von etwa 160° abdecken. Dabei überlappen sich die Detektionsbereiche D1, D2, D3 noch teilweise, so dass sich ein lückenloser Detektionsbereich ergibt. Bei dieser Ausführungsvariante können preisgünstig verfügbare Sensoren eingesetzt werden, die einen vergleichsweise kleinen Detektionsbereich D1, D2, D3 von etwa 60° aufweisen. Da bei den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils ein zusätzlicher Sensor S3 vorgesehen ist, muss jedoch mit höheren Kosten für das System gerechnet werden.
Eine kostengünstigere Lösung wird mit einem Ausführungsbeispiel einer Sensoreinrichtung 50 geschaffen, das in 5 dargestellt ist. Die Sensoreinrichtung 50 umfasst lediglich zwei Sensoren S1, S2, die in dem Heckbereich des Fahrzeugs 1 derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass sich ihre Detektionsbereiche D1, D2 in dem funktionsrelevanten Bereich, also unmittelbar hinter dem Fahrzeug 1 so überlappen, dass sich kein Blindbereich ergibt. Der Detektionsbereich D1, D2 jedes Sensors S1, S2 deckt einen Winkelbereich von beispielsweise 70° ab. Der Überlappungsbereich D1D2 erstreckt sich in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bis in einen Abstand A von etwa 5 m von dem Heck des Fahrzeugs 1. Bei dieser Ausführungsvariante einer Sensoreinrichtung 50 können die Sensoren S1, S2 bevorzugt in den Rückleuchten des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.
Bei einer weiteren, in 6 dargestellten Ausführungsform einer Sensoreinrichtung 60 sind die beiden Sensoren S1, S2 nur in einem geringen Abstand voneinander in dem Heckbereich des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die Detektionsbereiche D1, D2 der beiden Sensoren S1, S2 sind, durch entsprechende Ausrichtung der Sensoren S1, S2, wiederum derart ausgerichtet, dass sie hinter dem Fahrzeug 1 einen Überlagerungsbereich D1D2 bilden. Bei Auswahl von Sensoren S1, S2 mit einem einen Winkelbereich von etwa 80° abdeckenden Detektionsbereich D1, D2 lässt sich der gewünschte gesamte Detektionsbereich mit einer Winkelabdeckung von etwa 160° erreichen. Der vergleichsweise geringe Abstand der Sensoren S1, S2 ermöglicht ihre raumsparende und geschützte Anordnung beispielsweise in einer Nummernschildmulde am Heck des Fahrzeugs 1. Dies wird durch die vergrößerte Darstellung in 7 verdeutlicht.
Ein besonders vorteilhaftes Betriebsverfahren für eine der beschriebenen Sensoreinrichtungen nutzt die Erfassung eines Objekts O1 in einem Überlappungsbereich D1D2 der Detektionsbereiche D1, D2 von Sensoren S1, S2 für eine Plausibilitäts- und/oder Funktionsprüfung. Erfassen beispielsweise beide Sensoren S1, S2 der in 7 dargestellten Sensoreinrichtung 60 ein Objekt O1 aus dem Überlappungsbereich D1D2 ihrer jeweiligen Detektionsbereiche D1, D2 und liefern demzufolge ein im Wesentlichen ähnliches Ausgangssignal, dann kann davon ausgegangen werden, dass die Sensoreinrichtung 60 ordnungsgemäß funktioniert und dass sich in dem Überlappungsbereich tatsächlich ein Objekt O1 befindet. Bei mehr oder weniger stark voneinander abweichenden Ausgangssignalen der Sensoren S1, S2 muss eventuell mit einem Defekt eines der beiden Sensoren gerechnet werden.

Claims

Sensoreinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs mit mindestens zwei Sensoren (S1, S2), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensoren (S1, S2) derart im Heckbereich des Fahrzeugs (1) angeordnet und ausgerichtet sind, dass sich die Detektionsbereiche (D1, D2) der beiden Sensoren (S1, S2) zumindest teilweise überlagern.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Detektionsbereiche (D1, D2) der Sensoren (S1, S2) derart überlagern, dass sich in dem funktionsrelevanten Bereich hinter dem Fahrzeug (1) ein von einem Blindbereich (B1) freier Überlagerungsbereich (D1D2) ergibt.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Überlagerungsbereich (D1D2) bis in einen Abstand (A) von etwa 5 m hinter dem Heck des Fahrzeugs (1) erstreckt.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Abdeckung eines von den Detektionsbereichen (D1, D2) der Sensoren (S1, S2) nicht erfassten Blindbereichs (B1) ein dritter Sensor (S3) mit einem Detektionsbereich (D3) vorgesehen ist.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (S3) mittig zwischen den Sensoren (S1, S2) angeordnet ist.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1, S2, S3) im wesentlichen identische Eigenschaften und, insbesondere, im Wesentlichen, hinsichtlich ihrer Winkelerstreckung, übereinstimmende Detektionsbereiche (D1, D2, D3) aufweisen.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1, S2) in Rückleuchten des Fahrzeugs (1) angeordnet sind.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1, S2) in vergleichsweise geringem Abstand voneinander angeordnet sind.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1, S2) geschützt in einer Mulde in dem Heckbereich des Fahrzeugs (1) angeordnet sind.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1, S2) in der Nummernschildmulde des Fahrzeugs (1) angeordnet sind.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S1, S2, S3) Ultraschallsensoren sind.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsbereiche (DE1, D2, D3) der Sensoren (S1, S2, S3) jeweils einen Winkelbereich von etwa 60° bis etwa 100° umfassen.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsbereiche (D1, D2, D3) der Sensoren (S1, S2, S3) einen Winkelbereich von etwa 160° hinter dem Fahrzeug (1) abdecken.
Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlagerungsbereich (D1D2) der Detektionsbereiche (D1, D2) der Sensoren (S1, S2) sich bis in eine Entfernung von etwa mindestens 5 m hinter das Heck des Fahrzeugs (1) erstreckt.
Verfahren für den Betrieb einer Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassung eines Objekts (O1) aus dem Überlagerungsbereich (D1D2) der Detektionsbereiche (D1, D2) der Sensoren (S1, S2), die Ausgangssignale der Sensoren (S1, S2) miteinander verglichen werden und dass der Vergleich für eine Plausibilisierung der Sensorsignale benutzt wird.
Verfahren für den Betrieb einer Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassung eines Objekts (O1) aus dem Überlagerungsbereich (D1D2) der Detektionsbereiche (D1, D2) der Sensoren (S1, S2), die Ausgangssignale der Sensoren (S1, S2) miteinander verglichen werden und dass der Vergleich für eine Funktionsüberprüfung der Sensoren (S1, S2) benutzt wird.