DE102011102557A1

DE102011102557A1 - Fahrerassistenzeinrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren sowie Fahrzeug mit einer derartigen Fahrerassistenzeinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung

Info

Publication number: DE102011102557A1
Application number: DE102011102557A
Authority: DE
Inventors: Michael Hallek
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-11-29
Also published as: KR20140053892A; WO2012160192A1; CN103649772B; KR101990158B1; JP5976791B2; JP2014519035A; US9514645B2; EP2715398A1; US20140247161A1; CN103649772A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzeinrichtung (2) mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren, wobei zumindest ein erster Ultraschallsensor (8 bis 11, 17, 18, 21 bis 24) als Betriebsmodus einen Normalmodus aufweist, in dem ausgesendete Ultraschallsignale unkodiert sind, und/oder in dem der erste Ultraschallsensor (8 bis 11, 17, 18, 21 bis 24) zum Empfangen von unkodierten Ultraschallsignalen ausgebildet ist, und zumindest ein zweiter Ultraschallsensor (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) in zwei verschiedenen Betriebsmodi betreibbar ist und als ersten Betriebsmodus den Normalmodus aufweist und als zweiten Betriebsmodus einen Spezialmodus aufweist, in dem ausgesendete Ultraschallsignale kodiert sind und/oder in dem der zweite Ultraschallsensor (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) zum Empfangen von kodierten Ultraschallsignalen ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug (1) mit einer Fahrerassistenzeinrichtung (2) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzeinrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeug mit einer derartigen Fahrerassistenzeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung.
Für Kraftfahrzeuge sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Fahrerassistenzsystemen bzw. Fahrerassistenzeinrichtungen bekannt. Hierbei arbeiten eine Vielzahl von derartigen Fahrerassistenzeinrichtungen auf Basis von Ultraschallsensoren, welche zur Umgebungsdetektion eines Fahrzeugs ausgebildet sind. Abhängig von diesen Informationen, die mittels den Ultraschallsensoren detektiert werden, werden spezifische Aktionen durchgeführt, beispielsweise eine Information an den Fahrzeugführer ausgegeben und/oder zumindest ein semi-autonomer Vorgang zum Führen des Fahrzeugs durch die Fahrerassistenzeinrichtung durchgeführt.
Bei heutigen Einparkhilfesystemen bzw. Parkassistenzeinrichtungen wird der Abstand zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug über die Laufzeit von zuvor ausgesendeten Ultraschallsignalen bestimmt. Dabei sendet ein Ultraschallsensor eine bestimmte Anzahl an Ultraschallsignalen aus, welche wiederum von einem oder mehreren der Ultraschallsensoren empfangen werden. Dabei handelt es sich stets um die gleichen Ultraschallsignale. Somit ist es nicht möglich, dass benachbarte Ultraschallsensoren gleichzeitig senden, da die empfangenen Ultraschallsignale sonst nicht eindeutig zugeordnet werden können.
Darüber hinaus ist aus der DE 101 06 142 A1 ein Verfahren zum Betrieb eines Ultraschallsensor-Arrays bekannt. Dieses Array weist mindestens zwei entlang dem Umfang des Kraftfahrzeugs angeordnete Sendeeinheiten zum Aussenden von Ultraschallpulsen, und mindestens eine Empfangseinheit zum Empfangen von an einem Objekt in dem Überwachungsbereich reflektierten Ultraschallpulsen auf. Mehrere Sendeeinheiten können parallel betrieben werden und zeitgleich zueinander kodierte Ultraschallpulse aussenden. Zur Kodierung werden Trägersignale der Ultraschallpulse für die einzelnen zeitgleich betriebenen Sendeeinheiten zumindest während der Pulsdauer unterschiedlich frequenzmoduliert und die empfangenen kodierten Ultraschallpulse von der mindestens einen Empfangseinheit anhand der Kodierung in einzelnen zeitgleich betriebenen Sendeeinheiten zugeordnet.
Bezüglich der Kodierung von Ultraschallsignalen sind in dieser DE 101 06 142 A1 eine Mehrzahl von Möglichkeiten und Vorgehensweisen genannt. Neben einer Frequenzkodierung, bei der die Frequenz des Trägersignals einer ersten Sendeeinheit aufmoduliert und die Frequenz des Trägersignals einer zweiten Sendeeinheit abmoduliert wird, kann auch eine Amplitudenmodulation über einen oder mehrere Pulse erfolgen.
Derartige Ultraschallsensoren, die kodierte Ultraschallsignale aussenden, sind jedoch relativ teuer.
Darüber hinaus ist es nicht für jede Funktion eines Fahrerassistenzsystems erforderlich, derartige kodierte Ultraschallsignale auszusenden, sondern es reichen auch die herkömmlichen unkodierten Signale.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrerassistenzeinrichtung zu schaffen, mit deren Ultraschallsensoren eine hohe Funktionalität im Hinblick auf die sichere und zuverlässige Umgebungsdetektion gewährleisten ist und welche kostengünstig realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Fahrerassistenzeinrichtung, ein Fahrzeug mit einer derartigen Fahrerassistenzeinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Fahrerassistenzeinrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Eine erfindungsgemäße Fahrerassistenzeinrichtung umfasst eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren. Zumindest ein erster Ultraschallsensor weist als Betriebsmodus einen Normalmodus auf, in dem von diesem ersten Ultraschallsensor ausgesendete Ultraschallsignale unkodiert sind. Dieser erste Ultraschallsensor ist insbesondere nur in diesem einen einzigen Betriebsmodus betreibbar. Die Fahrerassistenzeinrichtung umfasst zumindest einen zweiten Ultraschallsensor, welcher in zwei verschiedenen Betriebsmodi betreibbar ist. Dieser zweite Ultraschallsensor ist in einem ersten Betriebsmodus gemäß dem Normalmodus betreibbar bzw. weist als ersten Betriebsmodus diesen Normalmodus auf. Dieser Normalmodus entspricht dem Normalmodus des ersten Ultraschallsensors. Als zweiten Betriebsmodus weist dieser zweite Ultraschallsensor einen Spezialmodus auf, in dem die von ihm ausgesendeten Ultraschallsignale kodiert sind. Zusätzlich oder anstatt dazu ist dieser zweite Ultraschallsensor dahingehend ausgebildet, dass er in dem Spezialmodus zum Empfangen von kodierten Ultraschallsignalen ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung der Fahrerassistenzeinrichtung kann somit ein hochfunktionelles System geschaffen werden, welches im Hinblick auf die Bestückung mit den Ultraschallsensoren dennoch sehr kostengünstig realisiert werden kann. Insbesondere die Kombination von Ultraschallsensoren, die mit einer unterschiedlichen Anzahl an möglichen Betriebsmodi ausgebildet sind, ermöglicht eine vielfältige Durchführung von Betriebsweisen.
In diesem ersten Normalmodus sind die beiden Ultraschallsensoren zum Senden und Empfangen von unkodierten Ultraschallsignalen ausgebildet. Es ist in diesem Zusammenhang auch ein kreuzweiser Betrieb möglich. Dies bedeutet, dass der erste Ultraschallsensor ein unkodiertes Ultraschallsignal aussenden kann, welches vom zweiten Ultraschallsensor, wenn dieser im Normalmodus betrieben ist, empfangen werden kann. Insbesondere ist es auch in umgekehrter Weise möglich, dass der zweite Ultraschallsensor im normalen Betrieb ein unkodiertes Ultraschallsignal aussendet, welches dann unter anderem auch von dem ersten Ultraschallsensor empfangen werden kann.
Insbesondere in diesem Normalmodus senden die beiden Ultraschallsensoren nicht gleichzeitig.
Andererseits ist es dann jedoch auch möglich, dass der zweite Ultraschallsensor in dem Spezialmodus betrieben ist, und dann kodierte Ultraschallsignale aussendet, die er dann auch wieder empfangen kann. Derartige kodierte Ultraschallsignale sind dann vom ersten Ultraschallsensor nicht zu empfangen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Betrieb des zweiten Ultraschallsensors im Normalmodus oder im Spezialmodus abhängig von einem Wert eines Fahrzeugparameters und/oder von einer Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung ist.
Der Betrieb der Ultraschallsensoren ist insbesondere durch eine Steuereinheit der Fahrerassistenzeinrichtung gesteuert. Diese kann Informationen von weiteren Sensoren des Fahrzeugs, die Werte von Fahrzeugparametern erfassen, durchführen. So kann in diesem Zusammenhang auch sehr präzise und zeitgerecht ein entsprechender aktiver Betrieb eines Ultraschallsensors erfolgen und es kann sehr bedarfsgerecht und situationsspezifisch der Normalmodus oder der Spezialmodus des zweiten Ultraschallsensors aktiviert werden. Die Informationsgenerierung der Mehrzahl der Ultraschallsensoren kann somit sehr bedarfsgerecht und situationszugeschnitten erfolgen. Dadurch kann auch die Funktionsweise der Fahrerassistenzeinrichtung präzisiert und verbessert werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Fahrzeugparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Gerade abhängig davon kann dann auch im Hinblick auf eine spezifische Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung eine sehr zielgerichtete Informationsgenerierung über die Ultraschallsensoren ermöglicht werden.
Die Fahrerassistenzeinrichtung kann als Parkassistenzeinrichtung und/oder als Totwinkelüberwachungseinrichtung und/oder als Bremsassistenzeinrichtung und/oder als Abstandsüberwachungseinrichtung (ACC = Adaptive Cruise Control) und/oder als Unfallfrüherkennungseinrichtung (Precrash-Einrichtung) ausgebildet sein. Zusätzlich und anstatt dazu kann auch eine Parklückenvermessungsfunktion und somit eine Parklückenvermessungseinrichtung gegeben sein.
Die Fahrerassistenzeinrichtung kann eine oder mehrere dieser Funktionen aufweisen.
Gerade dann, wenn der zumindest eine erste Ultraschallsensor im aktiven Betrieb ist und unkodierte Ultraschallsignale aussendet, kann ein gleichzeitiges Aussenden von Ultraschallsignalen erfolgen, wenn der zweite Ultraschallsensor im Spezialmodus aktiv ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass abhängig von der momentanen Aktivfunktion der Fahrerassistenzeinrichtung der erste und/oder der zweite Ultraschallsensor im aktiven Betrieb betrieben sind. Insbesondere über die Steuereinheit gesteuert kann somit auch sehr bedarfsgerecht und abhängig von der jeweils durchzuführenden Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung auch die Anzahl und auch die Art der Ultraschallsensoren bedarfsgerecht ausgewählt und ein jeweiliger aktiver Betrieb erfolgen. Die oben genannten Vorteile werden dadurch nochmals bekräftigt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ultraschallsensoren im Normalmodus zum kreuzweisen Empfangen der von dem jeweils anderen Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignalen ausgebildet sind.
Besonders vorteilhaft ist es, dass der zweite Ultraschallsensor im aktiven Betrieb zur Informationsgenerierung für eine Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung zwischen dem Normalmodus und dem Spezialmodus umschaltbar, insbesondere alternierend umschaltbar ist. Es ist also nicht nur die Möglichkeit geschaffen, dass dann, wenn die Fahrerassistenzeinrichtung zur Durchführung einer spezifischen Funktion, beispielsweise der Totwinkelüberwachung oder eines Bremsassistenten oder einer Abstandsüberwachung oder einer Parklückenvermessung oder eines Einpark- oder Ausparkvorgangs betrieben wird, dann der zweite Ultraschallsensor nur im Normalmodus oder im Spezialmodus betrieben werden kann, sondern dass auch während dem aktiven Betrieb einer Fahrerassistenzeinrichtung zur Durchführung einer Funktion die Betriebsweise des zweiten Ultraschallsensors gewechselt werden kann, insbesondere zumindest einmal gewechselt werden kann. In beiden Betriebsmodi werden dann Informationen generiert, die für die Durchführung dieser spezifischen Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung berücksichtigt werden. Insbesondere sind indirekte Messungen zwischen zumindest einem zweiten Ultraschallsensor und einem ersten Ultraschallsensor möglich, wenn beide Ultraschallsensoren im Normalmodus betrieben werden. Insbesondere können somit die Funktionen einer Parkhilfe mit einem Mischbetrieb aus den beiden Sensoren realisiert werden.
Insbesondere ist auch ein Nachrüsten von einem ersten Ultraschallsensor auf die Funktionalität eines zweiten Ultraschallsensors möglich. Dies kann beispielsweise durch ein Softwareupdate und/oder durch eine spezifische Ansteuerung eines ersten Ultraschallsensors durch die Steuereinheit erfolgen, sodass auch dieser als zweiter Ultraschallsensor betreibbar ist.
Im Normalmodus ist eine niedrigere Störsicherheit gegeben, allerdings kann somit im Normalmodus mit indirekten Signalwegen zwischen zwei Sensortypen, dem ersten Ultraschallsensor einerseits und dem zweiten Ultraschallsensor andererseits, gearbeitet werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung oder einer vorteilhaften Ausgestaltung davon. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Position des zumindest einen zweiten Ultraschallsensors am Fahrzeug und/oder die Anzahl der zweiten Ultraschallsensoren abhängig von der Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung ausgebildet ist. Ist somit insbesondere eine Fahrerassistenzeinrichtung vorgesehen, die lediglich für eine einzige Funktion vorgesehen und im Fahrzeug verbaut wird, so kann bereits bei der Montage der Fahrerassistenzeinrichtung die erforderliche Anzahl der zweiten Ultraschallsensoren vorgesehen und positionell entsprechend verbaut werden. Ein besonders optimiertes System im Hinblick auf hohe Funktionalität und Kostenminimierung ist damit erreicht.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Fahrerassistenzeinrichtung zur Durchführung von zumindest zwei unterschiedlichen Funktionen ausgebildet ist, die beispielsweise auch zumindest zeitweise gleichzeitig überwacht und durchgeführt werden können, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Abhängig davon, welche Anzahl und/oder an welcher Position dann Ultraschallsensoren erforderlich ist/sind, kann dann eine entsprechende Anbringung am Fahrzeug erfolgen. Es können hier insbesondere auch Bestückungen mit Ultraschallsensoren vorgesehen werden, bei denen zumindest ein erster Ultraschallsensor und/oder zumindest ein zweiter Ultraschallsensor zur Informationsgenerierung für zumindest beide Funktionen der Fahrerassistenzeinrichtung berücksichtigt werden.
Sind insbesondere zweite Ultraschallsensoren für die zu erfüllenden Funktionen der Fahrerassistenzeinrichtung an unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs erforderlich, so kann dies entsprechend erfolgen.
Insbesondere wird jedoch nur eine derartige minimale Anzahl an zweiten Ultraschallsensoren verbaut, um die der Fahrerassistenzeinrichtung durchzuführenden Funktionen gewährleisten zu können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Fahrerassistenzeinrichtung die Funktion der Totwinkelüberwachung und einer Parklückenvermessung aufweist, und in einem Heckbereich des Fahrzeugs zumindest zwei zweite Ultraschallsensoren ausgebildet bzw. angeordnet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei relativ hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs nur diese zwei zweiten Ultraschallsensoren betrieben werden und dabei insbesondere im Spezialmodus betrieben werden. Die Totwinkelüberwachung ist dabei besonders effizient und genau möglich.
Insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs, insbesondere zur Durchführung der Parklückenvermessung, werden die zwei zweiten Ultraschallsensoren im Normalmodus betrieben, sodass auch indirekte Messungen der unterschiedlichen Sensortypen möglich sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei einer derartigen Funktionalität der Fahrerassistenzeinrichtung im Hinblick auf die Totwinkelüberwachung und die Parklückenvermessung in Umfangsrichtung des Fahrzeugs betrachtet zwischen den beiden zweiten Ultraschallsensoren zumindest ein erster Ultraschallsensor, vorzugsweise zwei erste Ultraschallsensoren angeordnet, ist bzw. sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass zu den Längsseiten des Fahrzeugs hin in Umfangsrichtung des Fahrzeugs betrachtet jeweils zumindest ein weiterer erster Ultraschallsensor neben einem zweiten Ultraschallsensor angeordnet ist. Vorzugsweise ist somit bei einer derartigen Ausgestaltung einer Fahrerassistenzeinrichtung, welche die Funktionalität einer Totwinkelüberwachung und einer Parklückenvermessung aufweist, im Heckbereich eine Anordnung von vier ersten Ultraschallsensoren und zwei zweiten Ultraschallsensoren vorgesehen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Fahrerassistenzeinrichtung am Fahrzeug kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei zweite Ultraschallsensoren in einem Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet sind. In besonders Vorteilhafterweise sind diese beiden zweiten Ultraschallsensoren mittig im Frontbereich angeordnet. Durch diese Positionierung und die Anzahl der zweiten Ultraschallsensoren im Frontbereich können unterschiedlichste Ausgestaltungen von Fahrerassistenzeinrichtungen im Hinblick auf deren Funktionalität ermöglicht werden. Insbesondere ist es dabei möglich, dass die Funktion eines Bremsassistenten und/oder einer Abstandsüberwachung und/oder eines Parkassistenten zum Ein- und/oder Ausparken eines Fahrzeugs in eine bzw. aus einer Parklücke, gewährleistet.
In besonders Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Fahrerassistenzeinrichtung die Funktion der Bremsassistenz und der Parkassistenz aufweist, und im Frontbereich vier zweite Ultraschallsensoren nebeneinander angeordnet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass in Umfangsrichtung des Fahrzeugs zu den Längsseiten des Fahrzeugs hin jeweils ein erster Ultraschallsensor an diese vier zweiten Ultraschallsensoren anschließend angeordnet ist. Insbesondere ist somit im Frontbereich des Fahrzeugs eine Sensoranordnung mit sechs Sensoren vorgesehen.
Zum Betrieb der Fahrerassistenzeinrichtung, welche die Funktion der Bremsassistenz und der Parkassistenz aufweist werden entweder die beiden mittleren zweiten Ultraschallsensoren oder aber auch alle vier zweiten Ultraschallsensoren verwendet. Die beiden ersten Ultraschallsensoren werden unter anderem für die Parklückenvermessung herangezogen. Für eine Parklückenvermessung ist es dann insbesondere vorgesehen, dass die äußeren beiden zweiten Ultraschallsensoren im Normalmodus betrieben werden, um auch die Ultraschallsignale der ersten Ultraschallsensoren empfangen zu können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Fahrerassistenzeinrichtung weist diese die Funktion der Abstandsüberwachung und der Parklückenvermessung der Parkassistenz auf. Insbesondere ist bei einer derartigen Funktionszuordnung zur Fahrerassistenzeinrichtung vorgesehen, dass neben den beiden mittig im Frontbereich positionierten zweiten Ultraschallsensoren jeweils in Umfangsrichtung des Fahrzeugs nach außen hin anschließend an die zweiten Ultraschallsensoren jeweils zwei erste Ultraschallsensoren ausgebildet sind. Bei dieser Sensorkonfiguration ist dann vorgesehen, dass wiederum sechs Sensoren im Frontbereich angeordnet sind, von denen vier erste Ultraschallsensoren und zwei zweite Ultraschallsensoren sind. Für den Betrieb der Fahrerassistenzeinrichtung bezüglich der Funktion der Abstandsüberwachung reicht es dann aus, dass lediglich die zweiten Ultraschallsensoren aktiv betrieben werden und insbesondere im Spezialmodus betrieben werden. Soll das Fahrzeug in eine Parklücke eingeparkt werden, welche darüber hinaus auch noch vorab gesucht und vermessen werden soll, so ist es vorgesehen, dass alle ersten und zweiten Ultraschallsensoren im Normalmodus betrieben werden.
Insbesondere müssen nämlich für einen Parkvorgang indirekte Signalwege zwischen inneren und äußeren Sensoren möglich sein, was bedeutet, dass das Empfangen und Senden der unkodierten Ultraschallsignale gegeben sein muss.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren. Es ist vorgesehen, dass zumindest ein erster Ultraschallsensor als Betriebsmodus einen Normalmodus aufweist, in dem Ultraschallsignale unkodiert ausgesendet werden. Zumindest ein zweiter Ultraschallsensor kann in zwei verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden, wobei als erster Betriebsmodus der Normalmodus vorgesehen wird und als zweiter Betriebsmodus ein Spezialmodus durchgeführt werden kann, in dem Ultraschallsignale kodiert ausgesendet werden können und kodierte Ultraschallsignale empfangen werden können.
Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen. Insbesondere sind die entsprechenden Schritte des Verfahrens durch die Steuereinheit der Fahrerassistenzeinrichtung und/oder die Ultraschallsensoren durchführbar.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen als auch die in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen und/oder die nur in der Figurenbeschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung;
2 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung; und
3 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer Draufsicht ein Fahrzeug 1 gezeigt, welches ein Personenkraftwagen ist. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Fahrerassistenzeinrichtung 2, welche im Ausführungsbeispiel die Funktionen der Totwinkelüberwachung und der Parklückenvermessung aufweist.
Die Fahrerassistenzeinrichtung 2 umfasst eine Steuereinheit 3. Sie umfasst darüber hinaus in einem Heckbereich 4 des Fahrzeugs 1 eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren. Im Ausführungsbeispiel sind die Ultraschallsensoren in einem Stoßfänger 5 angeordnet. Mittels den Ultraschallsensoren 6, 7, 8, 9, 10 und 11 wird der Umgebungsbereich des Fahrzeugs 1 im Heckbereich 4 erfasst.
Das Fahrzeug 1 kann darüber hinaus auch weitere Ultraschallsensoren in einem Frontbereich 12 aufweisen. Auch diese können zur Fahrerassistenzeinrichtung 2 zugehörig sein. Auch diese im Frontbereich 12 angeordneten mehreren Ultraschallsensoren können insbesondere zur Informationsgenerierung des Umfelds dienen und insbesondere zur Parklückenvermessung herangezogen werden.
Die Steuereinheit 3 kann darüber hinaus auch noch zur Verarbeitung von Signalen anderer Sensoren des Fahrzeugs ausgebildet sein. Insbesondere kann dabei Information bzgl. der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und/oder eines Gierwinkels und/oder eines Lenkwinkels und dergleichen mehr vorgesehen sein. Die genannten Fahrzeugparameter sind hierbei nicht als abschließend zu verstehen.
Die im Heckbereich 4 angeordneten sechs Ultraschallsensoren 6 bis 11 sind im Hinblick auf den Sensortyp unterschiedlich ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die beiden Ultraschallsensoren 6 und 7 als zweite Ultraschallsensoren ausgebildet sind, welche in zwei verschiedenen Betriebsmodi betreibbar sind. Diese zweiten Ultraschallsensoren 6 und 7 sind an den Ecken des Heckbereichs 4 angeordnet. Sie können in einem Normalmodus betrieben werden, in dem sie unkodierte Ultraschallsignale aussenden können und unkodierte Ultraschallsignale empfangen können. Es kann somit ein Empfang von den eigenen ausgesendeten Ultraschallsignalen erfolgen als auch das Empfangen von Ultraschallsignalen von zumindest einem der anderen Ultraschallsensoren, wie sie gezeigt sind. Sie können auch in einem Spezialmodus betrieben werden, indem sie kodierte Signale senden und nur diese wieder empfangen können.
Die weiteren vier Ultraschallsensoren 8 bis 11 sind erste Ultraschallsensoren, die nur in einem einzigen Betriebsmodus, nämlich dem Normalmodus betrieben werden können. Sie können also nur unkodierte Ultraschallsignale aussenden und unkodierte Ultraschallsignale empfangen.
Soll nunmehr mit der Fahrerassistenzeinrichtung 2 eine Totwinkelüberwachung durchgeführt werden, so werden nur die beiden zweiten Ultraschallsensoren 6 und 7 im aktiven Betrieb betrieben und senden dabei die kodierten Ultraschallsignale aus und können dann auch nur die eigenen kodierten Ultraschallsignale wieder empfangen. Insbesondere ist dieser Betrieb durch die Steuereinheit 3 automatisch eingestellt, wobei dies insbesondere abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.
Soll andererseits eine Parklücke gesucht werden und eine entsprechende Parklücke vermessen werden, so werden alle sechs Sensoren 6 bis 11 im Normalmodus betrieben und alle sechs Sensoren 6 bis 11 senden unkodierte Ultraschallsignale aus. In diesem Betrieb senden die Ultraschallsensoren 6 bis 11 Ultraschallsignale zeitversetzt aus.
Anders ist dies im vorab genannten Betrieb möglich, bei dem die beiden Ultraschallsensoren 6 und 7 im Spezialmodus betrieben werden und kodierte Signale aussenden. In diesem Zustand können die beiden Sensoren 6 und 7 gleichzeitig ihre kodierten Ultraschallsignale aussenden.
In 2 ist in einer Draufsichtdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 1 gezeigt. Die Fahrerassistenzeinrichtung 2 ist hier zumindest zur Durchführung der Funktionen eines Bremsassistenten und eines Parkassistenten ausgebildet. Zur Durchführung dieser Funktionen ist vorgesehen, dass im Frontbereich 12 des Fahrzeugs 1 sechs Ultraschallsensoren 13, 14, 15, 16, 17 und 18 ausgebildet sind. Bei dieser Ausgestaltung sind auch hier die Ultraschallsensoren 13 bis 18 in einem Stoßfänger des Fahrzeugs 1 ausgebildet. Es ist zu erkennen, dass die vier mittig angeordneten Ultraschallsensoren 13 bis 16 zweite Ultraschallsensoren sind, die sowohl in einem Normalmodus als auch in einem Spezialmodus betrieben werden können.
Die beiden außen liegenden Ultraschallsensoren 17 und 18 sind erste Ultraschallsensoren, die nur in einem Normalmodus betrieben werden können.
Soll nun die Funktion der Bremsassistenz überwacht und durchgeführt werden, so kann vorgesehen sein, dass die beiden mittleren zweiten Sensoren 14 und 15 aktiv betrieben werden und die restlichen vier Ultraschallsensoren nicht. Diese beiden zweiten Ultraschallsensoren 14 und 15 werden dann im Spezialmodus betrieben, in dem sie nur kodierte Ultraschallsignale aussenden und empfangen können.
Zur Durchführung der Funktion der Bremsassistenz kann auch vorgesehen sein, dass alle vier zweiten Ultraschallsensoren 13 bis 16 aktiv betrieben werden und im Spezialmodus betrieben werden. Die beiden ersten Ultraschallsensoren 17 und 18 werden bei der Funktion des Bremsassistenten nicht benötigt und werden daher nicht betrieben.
Soll andererseits eine Parklückenvermessung durchgeführt werden und anschließend ein Parkvorgang erfolgen, so werden alle Sensoren 13 bis 18 im Normalmodus betrieben, indem sie dann unkodierte Ultraschallsignale aussenden und empfangen können. Wie insbesondere zur Parklückenvermessung und auch zum Durchführen eines Parkvorgangs können dann auch Informationen von Ultraschallsensoren, die im Heckbereich 4 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, berücksichtigt werden.
In 3 ist in einer weiteren Draufsichtdarstellung ein Fahrzeug 1 gezeigt, welches die Fahrerassistenzeinrichtung 2 aufweist, wobei bei dieser Ausführung die Fahrerassistenzeinrichtung 2 zumindest zur Durchführung der Funktionen einer Abstandsüberwachung und einer Parklückenvermessung und eines zumindest semi-autonomen Parkvorgangs ausgebildet ist. Bei dieser Ausführung sind im Frontbereich 12 des Fahrzeugs 1 wiederum sechs Ultraschallsensoren vorgesehen, wobei mittig zwei zweite Ultraschallsensoren 19 und 20 ausgebildet sind. In Umfangsrichtung des Fahrzeugs 1 nach außen hin anschließend zu den beiden zweiten Ultraschallsensoren 19 und 20 sind vier erste Ultraschallsensoren 21, 22, 23 und 24 ausgebildet. Auch hier sind die beiden zweiten Ultraschallsensoren 19 und 20 im Normalmodus und im Spezialmodus betreibbar, wohingegen die vier ersten Ultraschallsensoren 21 bis 24 nur im Normalmodus betreibbar sind.
Für die Abstandsüberwachung reicht es, wenn die beiden zweiten Ultraschallsensoren 19 und 20 betrieben werden und dabei im Spezialmodus unkodierte Ultraschallsignale aussenden und empfangen.
Soll die Funktion der Parklückenvermessung und/oder ein Parkvorgang durchgeführt werden, so werden alle sechs Sensoren 19 bis 24 im Normalmodus betrieben und es werden nur unkodierte Ultraschallsignale ausgesendet und entsprechend empfangen.
Auch hier ist vorgesehen, dass im Heckbereich 4 des Fahrzeugs weitere Ultraschallsensoren angeordnet sind, die insbesondere bei der Funktion der Parklückenvermessung und/oder dem Durchführen des Parkvorgangs zu berücksichtigende Informationen liefern.
Bei allen Ausführungen sind die gezeigten Kegel vor den Ultraschallsensoren angedeutete Detektionsbereiche, die jedoch nur schematisch und skizzenhaft zu verstehen sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest einige Ultraschallsensoren eines Ausführungsbeispiels bei einer Ausführung einer Fahrerassistenzeinrichtung 2 eines anderen Ausführungsbeispiels zusätzlich vorhanden sind, sodass ggf. eine Funktionserweiterung der Fahrerassistenzeinrichtung ausgebildet ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest einige der zweiten Ultraschallsensoren, wie sie in den Ausführungsbeispielen erläutert wurden, während eines aktiven Betriebs zur Unterstützung einer Funktion einer Fahrerassistenzeinrichtung 2 zwischen einem Normalmodus und einem Spezialmodus hin- und hergeschaltet werden können.
Wie aus den Ausführungsbeispielen erläutert hervorgeht, werden somit Anordnungen von Ultraschallsensoren ermöglicht, die eine sehr kostenreduzierte Ausführung ermöglichen, da in zwei Modi betreibbare Ultraschallsensoren nur an spezifischen Positionen nur für bestimmte Anwendungen erforderlich sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10106142 A1 [0004, 0005]

Claims

Fahrerassistenzeinrichtung (2) mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Ultraschallsensor (8 bis 11, 17, 18, 21 bis 24) als Betriebsmodus nur einen Normalmodus aufweist, in dem ausgesendete Ultraschallsignale unkodiert sind, und/oder in dem der erste Ultraschallsensor (8 bis 11, 17, 18, 21 bis 24) zum Empfangen von unkodierten Ultraschallsignalen ausgebildet ist, und zumindest ein zweiter Ultraschallsensor (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) in zwei verschiedenen Betriebsmodi betreibbar ist und als ersten Betriebsmodus den Normalmodus aufweist und als zweiten Betriebsmodus einen Spezialmodus aufweist, in dem ausgesendete Ultraschallsignale kodiert sind und/oder in dem der zweite Ultraschallsensor (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) zum Empfangen von kodierten Ultraschallsignalen ausgebildet ist.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des zweiten Ultraschallsensors (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) im Normalmodus oder im Spezialmodus abhängig von einem Wert eines Fahrzeugparameters und/oder einer Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung (2) ist.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzeinrichtung (2) als Parkassistenzeinrichtung und/oder als Totwinkelüberwachungseinrichtung und/oder als Bremsassistenzeinrichtung und/oder als Abstandsüberwachungseinrichtung und/oder als Unfallfrüherkennungseinrichtung ausgebildet ist.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der momentanen aktiven Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung (2) der erste (8 bis 11, 17, 18, 21 bis 24) und/oder der zweite Ultraschallsensor (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) im aktiven Betrieb betrieben sind.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallsensoren (6, 7, 8 bis 11, 13 bis 24) im Normalmodus zum kreuzweisen Empfangen der von dem jeweils anderen Ultraschallsensor (6, 7, 8 bis 11, 13 bis 24) ausgesendeten Ultraschallsignalen ausgebildet sind.
Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ultraschallsensor (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) im aktiven Betrieb zur Informationsgenerierung für eine Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung (2) zwischen dem Normalmodus und dem Spezialmodus umschaltbar, insbesondere alternierend umschaltbar, ist.
Fahrzeug (1) mit einer Fahrerassistenzeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des zumindest einen zweiten Ultraschallsensors (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) am Fahrzeug (1) und/oder die Anzahl der zweiten Ultraschallsensoren (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) abhängig von der Funktion der Fahrerassistenzeinrichtung (2) ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzeinrichtung (2) die Funktion der Totwinkelüberwachung und einer Parklückenvermessung aufweist, und in einem Heckbereich (4) des Fahrzeugs (1) zumindest zwei zweite Ultraschallsensoren (6, 7) ausgebildet sind.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung des Fahrzeugs (1) betrachtet zwischen den beiden zweiten Ultraschallsensoren (6, 7) zumindest ein erster Ultraschallsensor (9, 10) angeordnet ist, insbesondere zu den Längsseiten des Fahrzeugs (1) hin jeweils zumindest ein weiterer erster Ultraschallsensor (8, 11) neben einem zweiten Ultraschallsensor (6, 7) angeordnet ist.
Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei zweite Ultraschallsensoren (13 bis 16, 19, 20) in einem Frontbereich (12) des Fahrzeugs (1) angeordnet sind, insbesondere mittig im Frontbereich (12) angeordnet sind.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzeinrichtung (2) die Funktion der Bremsassistenz und der Parkassistenz aufweist, und im Frontbereich (12) vier zweite Ultraschallsensoren (13 bis 16) nebeneinander angeordnet sind, insbesondere in Umfangsrichtung des Fahrzeugs (1) zu den Längsseiten des Fahrzeugs (1) jeweils ein erster Ultraschallsensor (17, 18) an die zweiten Ultraschallsensoren (13 bis 16) anschließend angeordnet ist.
Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzeinrichtung (2) die Funktion der Abstandsüberwachung und der Parklückenvermessung und der Parkassistenz aufweist, und neben den beiden mittig im Frontbereich (12) positionierten zweiten Ultraschallsensoren (13 bis 16, 19, 20) jeweils in Umfangsrichtung des Fahrzeugs (1) nach außen hin anschließend an die zweiten Ultraschallsensoren (19, 20) jeweils zwei erste Ultraschallsensoren (21 bis 24) ausgebildet sind.
Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung (2) mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Ultraschallsensor (8 bis 11, 17, 18, 21 bis 24) als Betriebsmodus nur einen Normalmodus aufweist, in dem Ultraschallsignale unkodiert ausgesendet werden und/oder in dem unkodierten Ultraschallsignale empfangen werden, und zumindest ein zweiter Ultraschallsensor (6, 7, 13 bis 16, 19, 20) in zwei verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden kann und als erster Betriebsmodus der Normalmodus durchgeführt wird und als zweiter Betriebsmodus ein Spezialmodus durchgeführt wird, in dem Ultraschallsignale kodiert ausgesendet werden können und/oder kodierte Ultraschallsignale empfangen werden können.