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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Schwellwertkurve für einen Sensor eines Kraftfahrzeugs, mit welcher die Amplitude eines Empfangssignals verglichen wird, welches von dem Sensor zur Messung eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem in seiner Umgebung befindlichen Objekt nach dem Echolaufzeitverfahren empfangen wird. Die Erfindung betrifft außerdem einen Sensor für ein Kraftfahrzeug, der zum Durchführen eines solchen Verfahrens ausgebildet ist, wie auch ein Kraftfahrzeug mit einem Sensor.
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Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf einen Ultraschallsensor, mittels welchem Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug und in seiner Umgebung befindlichen Objekten gemessen werden können. Ultraschallsensoren arbeiten nach dem Echolaufzeitprinzip: Es wird ein Schallsignal ausgesendet, das Schallsignal reflektiert dann an einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und gelangt wieder zum Ultraschallsensor, nämlich in Form eines Echos. Das Echo wird durch den Ultraschallsensor empfangen, und der Abstand wird in Abhängigkeit von der Laufzeit des Ultraschalls bestimmt.
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Die Erfindung geht dabei von einem Ultraschallsensor aus, wie er beispielsweise in der Druckschrift
DE 196 45 339 B4 beschrieben ist. Die Amplitude des Empfangssignals wird mit einem Schwellwert verglichen, der sich über die gesamte Zeitdauer des so genannten Hörfensters verändert. Mit anderen Worten wird die Amplitude des Empfangssignals mit einer Schwellwertkurve verglichen. Ist die Amplitude größer als die Schwellwertkurve, so wird das Empfangssignal als ein Echo interpretiert und ausgewertet. Ist die Amplitude kleiner als die Schwellwertkurve, so handelt es sich um Bodenreflektionen oder aber andere Störsignale, die ausgefiltert bzw. ausgeblendet werden sollen.
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Ein solcher Ultraschallsensor ist außerdem aus dem Dokument
DE 10 2005 059 907 A1 bekannt. Im Stand der Technik wird der Verlauf der Schwellwertkurve durch einen Techniker vorgegeben und in einem Speicher des Sensors abgespeichert. Selbst wenn die Schwellwertkurve unterschiedliche Verläufe - z. B. in Abhängigkeit von Einsatzbedingungen - aufweisen kann, handelt es sich stets um fest vorgegebene Kurven, die im Fertigungsprozess des Kraftfahrzeugs festgelegt und im Datenspeicher des Sensors abgelegt werden. So ist beispielsweise im Gegenstand gemäß Druckschrift
DE 10 2005 059 907 A1 ein Datenfeld in einem Speicher abgelegt, durch welches Stützstellen bzw. Stützpunkte der Schwellwertkurve vorgegeben sind.
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Aus der
DE 102008044058 A1 ist ein Ultraschallhinderniserfassungssystem für Fahrzeuge bekannt, welches Referenzdaten abstimmen kann, die die Grundlage für die Festlegung, ob ein Hindernis erfasst worden ist.
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Die Bestimmung bzw. Festlegung der Schwellwertkurve durch den Techniker ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Dieser Aufwand wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 näher erläutert. In 1 ist ein zeitlicher Verlauf einer Schwellwertkurve 1 dargestellt, die für ein bestimmtes Szenario ermittelt und in einem Datenspeicher eines Ultraschallsensors abgespeichert wurde. Die Schwellwertkurve beinhaltet Stützpunkte 2, welche über jeweilige Kurvenabschnitte miteinander verbunden sind, sodass insgesamt die Schwellwertkurve 1 gebildet ist. Diese Schwellwertkurve 1 soll nun in einem anderen Szenario im Fertigungsprozess des Kraftfahrzeugs angepasst werden. In diesem neuen Szenario treten neue Bodenreflektionen auf, sodass durch den Ultraschallsensor ein neues Echo 3 empfangen wird, wie es in 2 schematisch dargestellt ist. Die Amplitude des Echos 3 ist größer als die Schwellwertkurve 1, und das Echo 3 wird vom Ultraschallsensor als Echo eines realen Objektes interpretiert. In diesem Falle wird der Abstand gemessen und dem Fahrer angezeigt. Weil der Ultraschallsensor ein entsprechendes Signal liefert, kann der Techniker nun die Schwellwertkurve 1 anpassen, damit das Echo 3 vom Ultraschallsensor ausgeblendet werden kann. Diese Anpassung durch den Techniker erfolgt sukzessive in mehreren Schritten, wobei die tatsächliche Höhe des Echos 3 nicht bekannt ist - der Ultraschallsensor liefert nämlich lediglich eine Information über das Vorhandensein eines Objektes sowie über den Abstand. Der Techniker hebt nun die Schwellwertkurve 1 im Bereich des Echos 3 an, bis kein Echo mehr durch den Ultraschallsensor angezeigt wird, wie dies in 3 dargestellt ist. Es werden hier neue Stützpunkte 4 hinzugefügt, sodass die Schwellwertkurve 1 im Bereich des Echos 3 angehoben wird. Anschließend erfolgt eine Absenkung der Schwellwertkurve Schritt für Schritt, bis die Amplitude des Echos 3 wieder größer als die Schwellwertkurve 1 ist, wie in den 4 und 5 schematisch dargestellt ist. Dies wird von dem Techniker dadurch erkannt, dass der Sensor wieder eine Information über das Vorhandensein eines Echos liefert.
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Wird durch den Techniker festgestellt, dass der Ultraschallsensor wieder eine entsprechende Information über das Vorhandensein des Echos 3 liefert und somit die Amplitude des Echos 3 wieder größer als die Schwellwertkurve 1 ist, so wird die Schwellwertkurve 1 wieder um einen Schritt zurück angehoben. Das Ergebnis ist eine Schwellwertkurve 1, wie sie in 6 schematisch dargestellt ist. Wie aus 6 hervorgeht, liegt die Schwellwertkurve 1 etwas höher als das Maximum des Echos 3. Dieses Echo 3 wird somit durch den Ultraschallsensor ausgeblendet, und es wird vermieden, dass dem Fahrer ein fiktives, in der Tat nicht vorhandenes Objekt angezeigt wird.
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Die Festlegung der Schwellwertkurve 1 ist im Stand der Technik also besonders aufwändig, weil der Techniker unterschiedliche Schwellwerte „ausprobieren“ und ständig überprüfen muss, ob der Sensor eine Information über das Vorhandensein des Echos liefert oder nicht. Außerdem müssen die Stützpunkte 2, 4 für jedes Fahrzeug individuell festgelegt werden, wobei diese Festlegung - wie oben bereits dargelegt - relativ lange dauert, da ein Kompromiss zwischen Robustheit einerseits und Sensitivität des Sensors andererseits gefunden werden muss. Werden außerdem unterschiedlichste Szenarien - also unterschiedlichste Fahrsituationen bzw. Umgebungsbedingungen - überprüft, so ist der Aufwand bei der Festlegung der optimalen Schwellwertkurve besonders hoch.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung der Aufwand bei der Bestimmung bzw. Festlegung der Schwellwertkurve auf ein Minimum reduziert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug, durch einen Sensor, wie auch durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schwellwertkurve für einen Sensor eines Kraftfahrzeugs bestimmt bzw. festgelegt. Die Schwellwertkurve hat die Bedeutung, dass mit ihr die Amplitude eines Empfangssignals verglichen wird, welches von dem Sensor empfangen wird, um einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem in seiner Umgebung befindlichen Objekt nach dem Echolaufzeitverfahren zu messen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zum Bestimmen der Schwellwertkurve der Sensor in einen speziellen Konfigurationsmodus geschaltet wird, in welchem der Sensor:
- a) ein Sendesignal aussendet, etwa ein Ultraschallsignal und
- b) anschließend ein Empfangssignal empfängt, welches das von Objekten - etwa vom Boden - reflektierte Sendesignal ist.
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Dann wird zumindest ein Amplitudenwert des Empfangssignals ermittelt, und die Schwellwertkurve wird anhand des zumindest einen Amplitudenwertes des Empfangssignals bestimmt.
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Ein Kerngedanke der Erfindung besteht somit mit anderen Worten darin, tatsächliche Amplitudenwerte bzw. Zahlenwerte der Amplitudenhöhe des Empfangssignals, insbesondere die Amplitudenhöhe des gesamten zeitlichen Verlaufs des Empfangssignals, zu bestimmen und die Schwellwertkurve rechnerisch anhand dieser Zahlenwerte der Amplitudenhöhe festzulegen. Der Techniker muss somit nicht in aufwändiger Weise die Höhe der Schwellwertkurve ständig erhöhen und verringern bzw. hin und her verschieben, um festzustellen, ob der Sensor noch das reflektierte Echo erkennt oder nicht. Die Bestimmung der Schwellwertkurve kann ohne viel Aufwand automatisch - etwa mittels einer Auswerteeinrichtung - vorgenommen werden, und zwar anhand der tatsächlichen Amplitudenwerte des Empfangssignals. Durch das erfindungsgemäße Verfahren verringert sich der Aufwand bei der Bestimmung der Schwellwertkurve im Vergleich zum Stand der Technik erheblich. So kann die Festlegung der Schwellwertkurve vollständig automatisiert erfolgen. Die Schwellwertkurve kann beispielsweise auf einer Teststrecke im Fertigungsprozess des Kraftfahrzeugs festgelegt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist jedoch auch eine nachträgliche Anpassung der Schwellwertkurve bereits nach der Auslieferung des Kraftfahrzeugs jederzeit ohne viel Aufwand möglich. So kann der Sensor - beispielsweise in einer Werkstatt oder dergleichen - in den genannten Konfigurationsmodus geschaltet werden, in welchem der Sensor die Schwellwertkurve autonom anpassen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich auch bei busfähigen Sensoren als besonders vorteilhaft, d. h. bei solchen Sensoren, die über einen Kommunikationsbus des Kraftfahrzeugs mit einem Steuergerät verbunden sind. Bei einem derartigen busfähigen Sensor können nämlich nur eine bestimmte Anzahl von Echoinformationen bzw. Informationen über das Vorhandensein nur einer bestimmten Anzahl von Echos über den Kommunikationsbus übertragen werden, und zwar maximal drei Echos und immer die Echos mit der kürzesten Laufzeit. Im Stand der Technik sind somit viele Messungen notwendig, insbesondere dann, wenn beispielsweise viele Echos an einer Stelle auftreten. Erst nach einer Anpassung der Schwellwertkurve - also nach einer Anhebung der Kurve durch den Techniker - können Echoinformationen mit höheren Laufzeiten vom Sensor übertragen werden. Daraus ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein sehr großer zeitlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
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Die Schwellwertkurve ist bevorzugt eine zeitabhängiger Verlauf von Schwellwerten, mit denen die Amplitude der empfangenen Echos verglichen wird, um zu entscheiden, ob das Echo dem Fahrer angezeigt werden soll oder nicht. Die Zeitabhängigkeit bedeutet hier, dass für unterschiedliche Laufzeiten der Echos - also unterschiedliche Abstände der Objekte vom Kraftfahrzeug - jeweils unterschiedliche Schwellwerte vorgesehen sein können, die alle eine zeitabhängige Schwellwertkurve ergeben. Die Schwellwertkurve definiert also mindestens einen Schwellwert, und insbesondere eine Vielzahl von Schwellwerten, die jeweils unterschiedlichen Laufzeiten der Echos zugeordnet sind.
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Besonders bevorzugt wird die Schwellwertkurve selbstständig bzw. automatisch durch eine Auswerteeinrichtung bestimmt. Somit kann der Aufwand bei der Bestimmung der Schwellwertkurve auf ein Minimum reduziert werden, und die Bestimmung der Schwellwertkurve kann vollständig automatisiert erfolgen.
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Die Auswerteeinrichtung kann auch in den Sensor integriert sein, so dass die Schwellwertkurve selbstständig bzw. automatisch durch den Sensor bestimmt wird. Bei dieser Ausführungsform wird der Sensor also derart ausgestaltet, dass er die Amplitudenwerte des Empfangssignals selbstständig bestimmt und die Schwellwertkurve anhand dieser Amplitudenwerte selbstständig ermittelt, ohne dass die Schwellwertkurve durch einen Techniker vorgegeben werden muss. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, dass die Bestimmung der Schwellwertkurve vollständig automatisiert erfolgen kann. Die Schwellwertkurve liegt dann im Sensor vor und kann aus dem Sensor ausgelesen und auch bei anderen Sensoren als Referenz abgelegt werden, welche über keinen speziellen Konfigurationsmodus verfügen.
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Alternativ kann auch eine vom Sensor separate Auswerteeinrichtung bereitgestellt sein, die die Schwellwertkurve bestimmen kann. Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Sensor die Amplitudenwerte des Empfangssignals selbst ermittelt und diese Amplitudenwerte an die externe Auswerteeinrichtung überträgt. Dies hat den Vorteil, dass auch Amplitudenwerte anderer Sensoren bei der Bestimmung der Schwellwertkurve berücksichtigt werden können.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn als Sensor ein Ultraschallsensor verwendet wird. Gerade bei einem derartigen Sensor treten nämlich Bodenreflektionen auf, die vom Ultraschallsensor ausgeblendet werden können. Bei Kraftfahrzeugen werden außerdem in der Regel jeweils eine Vielzahl von Ultraschallsensoren eingesetzt, sodass sich der zeitliche Aufwand bei der Bestimmung der Schwellwertkurve für alle Ultraschallsensoren gegenüber dem Stand der Technik deutlich vermindert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung des Verfahrens auf einen Ultraschallsensor beschränkt. Das Verfahren kann auch auf andere Sensoren angewendet werden, welche zum Messen der Abstände nach dem Echolaufzeitverfahren ausgebildet sind, wie beispielsweise Radargeräte und dergleichen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bestimmen der Schwellwertkurve beinhaltet, dass als Amplitudenwert ein Maximum eines Echos des Empfangssignals detektiert und als Stützpunkt für die Bestimmung der Schwellwertkurve verwendet wird. Das Maximum des Echos wird also als eine Stützstelle der Schwellwertkurve bzw. als ein Stützpunkt verwendet, durch welchen die zu bestimmende Schwellwertkurve verläuft. Somit wird erreicht, dass dieses Echo zukünftig im Betrieb des Kraftfahrzeugs von dem Sensor ausgeblendet wird, sodass die Anzeige eines fiktiven, in der Tat nicht vorhandenen Objektes an den Fahrer verhindert wird. Andererseits wird somit auch die Sensitivität des Sensors auf ein Maximum gebracht.
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In der Regel beinhaltet das Empfangssignal nicht ein einziges Echo, sondern eine Vielzahl von Echos, die vom Boden zurückgeworfen werden. Bevorzugt beinhaltet somit das Bestimmen der Schwellwertkurve, dass die jeweiligen Maxima der Vielzahl von Echos des Empfangssignals detektiert und als Stützpunkte der Schwellwertkurve verwendet werden. Somit ist sichergestellt, dass alle Bodenechos unterhalb der Schwellwertkurve liegen und vom Sensor ausgeblendet werden.
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In einer Ausführungsform werden die Stützpunkte über jeweilige Kurvenabschnitte miteinander verbunden, sodass durch diese Kurvenabschnitte zumindest ein Abschnitt der Schwellwertkurve definiert bzw. gebildet wird. Bevorzugt sind die Kurvenabschnitte lineare Abschnitte, sodass die Stützpunkte über jeweilige Geraden miteinander verbunden werden. Durch die Verbindung der Stützpunkte kann eine Schwellwertkurve bereitgestellt werden, welche das gesamte Hörfenster abdeckt, also die gesamte Zeitdauer, während welcher die Echos nach Aussenden des Sendesignals noch von dem Sensor empfangen werden können.
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In einer Ausführungsform werden zumindest zwei benachbarte Stützpunkte zu einem Stützpunkt zusammengefasst. Dies gilt insbesondere für solche benachbarten Stützpunkte, die unterschiedliche Pegel bzw. Höhen aufweisen. Somit wird erreicht, dass einerseits die Anzahl der Stützpunkte und somit auch der Aufwand minimiert werden. Andererseits kann somit auch der Verlauf der Schwellwertkurve geglättet werden.
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Die oben genannten Schritte a) und b) können wiederholt werden, sodass der Sensor ein weiteres Sendesignal aussendet und ein neues Empfangssignal empfängt. Die Schwellwertkurve kann dann in Abhängigkeit von dem neuen Empfangssignal verändert werden. Diese Ausführungsform erweist sich insbesondere bei neuen Szenarien bzw. bei neuen Umgebungsbedingungen als besonders vorteilhaft. Das Kraftfahrzeug kann nämlich im Fertigungsprozess, etwa auf einer Teststrecke, an eine neue Position gebracht werden, in welcher andere Umgebungsbedingungen gegeben sind, etwa eine unterschiedliche Beschaffenheit der Fahrbahn. In diesem neuen Szenario kann überprüft werden, ob mit der bereits festgelegten Schwellwertkurve alle ungewünschten Reflektionen ausgeblendet werden oder aber Echos vorhanden sind, die höher als die Schwellwertkurve sind. Ist letzteres der Fall, so kann die Schwellwertkurve in zumindest einem Bereich angehoben werden, sodass sie auch die weiteren unerwünschten Echos überdeckt. Somit kann die Schwellwertkurve für unterschiedlichste Szenarien automatisch angepasst werden.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass Daten mit Informationen über die festgelegte Schwellwertkurve aus einem Datenspeicher des Sensors ausgelesen werden. Die durch den Sensor automatisch bestimmte Schwellwertkurve kann nämlich als neue Referenz - beispielsweise für andere Sensoren - verwendet werden.
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Ein erfindungsgemäßer Sensor für ein Kraftfahrzeug ist zum Erfassen eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem in seiner Umgebung befindlichen Objekt nach dem Echolaufzeitverfahren ausgebildet. Der Sensor kann ein Sendesignal aussenden, ein Empfangssignal empfangen und die Amplitude des Empfangssignals mit einer Schwellwertkurve vergleichen. Der Sensor kann in einen Konfigurationsmodus geschaltet werden und ist dazu ausgelegt, in dem Konfigurationsmodus ein Sendesignal auszusenden und anschließend ein Empfangssignal zu empfangen sowie zumindest einen Amplitudenwert zu ermitteln, anhand dessen dann die Schwellwertkurve bestimmbar ist. Bevorzugt ist der Sensor dazu eingerichtet, die Schwellwertkurve selbstständig bzw. automatisch anhand zumindest eines Amplitudenwertes des Empfangssignals, insbesondere anhand eines gesamten zeitlichen Verlaufs des Empfangssignals, zu bestimmen.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist einen erfindungsgemäßen Sensor auf.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Sensor sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 bis 6 jeweils einen zeitlichen Verlauf einer Schwellwertkurve, nach dem Stand der Technik; und
- 7 bis 11 zeitliche Verläufe einer Schwellwertkurve, wobei ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wird.
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Gegenstand des Ausführungsbeispiels ist ein in den Figuren nicht dargestelltes Kraftfahrzeug, nämlich beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Vielzahl von Ultraschallsensoren, die beispielsweise an dem vorderen und dem hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs verteilt angeordnet sind. Jeder Ultraschallsensor beinhaltet eine elektronische Recheneinheit, die Messvorgänge des Ultraschallsensors steuert. Die Ultraschallsensoren weisen außerdem jeweils eine Membran auf, die zum Aussenden und zum Empfangen von Ultraschallwellen ausgebildet ist. Zum Anregen der Membran ist ein piezoelektrisches Element bereitgestellt, welches mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden kann. Zum Aussenden von Ultraschallwellen wird das piezoelektrische Element mit elektrischer Spannung beaufschlagt; andererseits kann das piezoelektrische Element auch eine elektrische Spannung erzeugen, wenn die Membran ein Ultraschallsignal empfängt und durch dieses Ultraschallsignal angeregt wird. Die Ultraschallsensoren arbeiten nach dem Echolaufzeitverfahren: Ein Sendesignal wird ausgesendet, reflektiert an einem in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts und gelangt wieder zum Ultraschallsensor, nämlich in Form eines Empfangssignals, welches aus mehreren Echos bestehen kann. Die Amplitude des Empfangssignals - und genauer gesagt die jeweilige Amplitude der Echos - wird dann mit einer Schwellwertkurve verglichen. Ist die Amplitude eines Echos größer als die Schwellwertkurve so wird dieses Echo als von einem realen Objekt stammend interpretiert und weiter im Hinblick auf den Abstand ausgewertet. Ist hingegen die Amplitude des Echos kleiner als die Schwellwertkurve, so wird dieses Echo ausgeblendet, sodass keine Anzeige an den Fahrer erfolgt.
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Das Interesse gilt vorliegend der Bestimmung der Schwellwertkurve für einen Ultraschallsensor. Diese Schwellwertkurve soll grundsätzlich noch bei der Fertigung des Kraftfahrzeugs - bevor das Kraftfahrzeug ausgeliefert wird - festgelegt und in einem Datenspeicher des Ultraschallsensors abgelegt werden. Vorliegend erfolgt die Festlegung der endgültigen Schwellwertkurve selbstständig bzw. autonom durch den Ultraschallsensor, ohne dass ein Techniker die Kurve selbst ermitteln muss. Ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 7 bis 11 näher erläutert:
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In den 7 bis 11 ist dargestellt, wie die Schwellwertkurve in einem Ultraschallsensor Schritt für Schritt für alle möglichen Szenarien (hier zwei Szenarien) festgelegt wird, die im Betrieb des Kraftfahrzeugs auftreten können.
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Bezugnehmend auf 7 wird in dem Datenspeicher des Ultraschallsensors zunächst eine provisorische Schwellwertkurve 10 abgelegt, welche über der Zeit t konstant verläuft und bevorzugt einen sehr empfindlichen Schwellwertverlauf über der Zeit t aufweist. Dies bedeutet, dass eine Amplitude A der Schwellwertkurve 10 relativ gering ist, sodass der Ultraschallsensor grundsätzlich alle möglichen Echos - oder zumindest die meisten Echos - empfangen kann. Diese provisorische Schwellwertkurve 10 wird auch als eine „Default-Kurve“ bezeichnet.
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Liegt eine solche provisorische Schwellwertkurve 10 im Datenspeicher des Ultraschallsensors vor, so wird das Kraftfahrzeug in eine erste Position - etwa auf einer Teststrecke - gebracht, in welcher eine erste Situation mit bestimmten Umgebungsbedingungen gegeben ist. In dieser ersten Position werden nun eine Vielzahl von Messungen mit dem Ultraschallsensor durchgeführt, und nach jeder Messung wird die Schwellwertkurve 10 neu angepasst. Zunächst sendet der Ultraschallsensor ein Sendesignal aus, welches z. B. an dem Boden und/oder einer Anhängerkupplung und dergleichen reflektiert wird. Weil sichergestellt wird, dass in der Umgebung des Kraftfahrzeugs keine Hindernisse vorhanden sind, an denen eine stärkere Reflektion stattfinden könnte, empfängt der Ultraschallsensor ein Empfangssignal 11, welches aus mehreren (Boden-)Echos 12 besteht und beispielhaft in 8 schematisch dargestellt ist. Weil die Schwellwertkurve 10 eine geringe Amplitude A aufweist, können die Echos 12 von dem Ultraschallsensor empfangen werden.
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Dann wird die Schwellwertkurve 10 an diese Situation angepasst: Es werden Maxima der Echos 12 detektiert und als Stützstellen bzw. Stützpunkte 13 für die Anpassung der Schwellwertkurve 10 herangezogen. Die Stützpunkte 13 sind dabei in 9 näher dargestellt. Wie aus 9 hervorgeht, fallen die Stützpunkte 13 mit den jeweiligen Maxima der Echos 12 zusammen. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Stützpunkte 13 ein wenig höher als die Maxima der Echos 12 liegen.
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Eine Auswerteeinrichtung - insbesondere des Ultraschallsensors - verbindet dann die Stützpunkte 13 miteinander über jeweilige Kurvenabschnitte 14. Im Ausführungsbeispiel sind die Kurvenabschnitte 14 gerade Linien, die jeweils zwei benachbarte Stützpunkte 13 miteinander verbinden. Die Schwellwertkurve 10 wird nun so angepasst, dass sie über die Stützpunkte 13 einerseits verläuft und andererseits auch durch die Kurvenabschnitte 14 gebildet ist, wie in 9 dargestellt ist.
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Ein weiterer Schritt besteht darin, die Anzahl der Stützpunkte 13 zu minimieren und somit den Verlauf der Schwellwertkurve 10 zu glätten. Dazu werden benachbarte Stützpunkte 13 miteinander zusammengefasst. Wie aus 10 hervorgeht, bedeutet dies, dass diejenigen Stützpunkte 13 weggelassen werden können, die einen kleineren Pegel haben als die jeweils benachbarten Stützpunkte 13. Durch das Zusammenfassen der Stützpunkte 13 entsteht eine Schwellwertkurve 10, die im Hinblick auf das Ausblenden von Bodenechos 12 besonders robust ist und außerdem wenig Speicherplatz beansprucht.
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Liegt eine Schwellwertkurve 10 vor, wie sie in 10 dargestellt ist, so kann eine weitere Messung mit dem Ultraschallsensor vorgenommen werden. Diese weitere Messung wird bevorzugt in einer neuen Situation durchgeführt. Das Kraftfahrzeug kann hier in eine neue Position gebracht werden, in welcher andere Umgebungsbedingungen herrschen, sodass überprüft werden kann, ob in dieser neuen Situation weitere Bodenechos auftreten, die gegebenenfalls ausgeblendet werden müssen. Bezugnehmend auf 11 sendet der Ultraschallsensor in dieser neuen Situation ein weiteres Sendesignal aus und empfängt ein neues Empfangssignal 15, welches diesmal aus zwei Echos 16 besteht, die beispielsweise Bodenechos sind. Diese Echos 16 weisen dabei eine deutlich längere Laufzeit als die Echos 12 auf. Auch hier werden die jeweiligen Maxima der Echos 16 durch die Auswerteeinrichtung detektiert. Liegen die beiden Echos 16 relativ nah aneinander, so kann lediglich das Maximum des höheren Echos 16 als ein weiterer Stützpunkt 17 für die Schwellwertkurve 10 verwendet werden. Optional können auch die jeweiligen Maxima aller Echos 16 als Stützpunkte 17 verwendet werden. Die Schwellwertkurve 10 wird nun derart angepasst, dass sie durch den neuen Stützpunkt 17 verläuft und somit beide Echos 16 überdeckt, sodass die Echos 16 zukünftig ausgeblendet werden können.
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Eine solche Schwellwertkurve, wie sie in 11 beispielhaft dargestellt ist, wird dann in dem Ultraschallsensor als eine endgültige Schwellwertkurve 10 abgespeichert und kann im Betrieb des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Auch im Betrieb des Kraftfahrzeugs, also nach der Auslieferung des Kraftfahrzeugs, kann die Schwellwertkurve 10 weiterhin angepasst werden. Dazu kann der Ultraschallsensor in einen Konfigurationsmodus geschaltet werden, in welchem das oben beschriebene Verfahren wiederholt wird. Eine solche Anpassung der Schwellwertkurve 10 kann beispielsweise durch den Techniker in einer Werkstatt vorgenommen werden.
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Die endgültige Schwellwertkurve 10 kann auch aus dem Datenspeicher des Ultraschallsensors ausgelesen werden und als neue Referenzkurve bzw. neue provisorische Schwellwertkurve in einem anderen Ultraschallsensor verwendet werden. Somit wird der Zeitaufwand bei der Festlegung von neuen Schwellwertkurven weiterhin minimiert.
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Insgesamt wird also ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem die Festlegung der Schwellwertkurve 10 für einen Ultraschallsensor automatisch und selbstständig durch den Ultraschallsensor durchgeführt wird. Das oben beschriebene Verfahren kann nämlich in dem Ultraschallsensor - nämlich in der Auswerteeinrichtung - implementiert werden, sodass die Bestimmung der Schwellwertkurve 10 vollständig automatisiert erfolgen kann. Dazu kann der Ultraschallsensor lediglich einen Steuerbefehl von einem Steuergerät empfangen und aufgrund dieses Steuerbefehls die Festlegung der Schwellwertkurve 10 vornehmen.
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In 11 ist also die endgültige Schwellwertkurve 10 beispielhaft dargestellt. Diese Schwellwertkurve 10 hat im Betrieb des Ultraschallsensors die Bedeutung, dass die Amplitude der empfangenen Signale mit der Schwellwertkurve 10 verglichen und die Echos gegebenenfalls ausgeblendet werden können, wenn deren Amplitude kleiner als die Schwellwertkurve ist. Die Schwellwertkurve 10 beginnt mit einem Zeitpunkt T0, welcher z. B. mit dem Sendezeitpunkt - Zeitpunkt des Aussendens des Sendesignals - zusammenfallen kann. Zum Zeitpunkt T0 beginnt das so genannte Hörfenster, in welchem der Ultraschallsensor die Echos empfangen kann und welches zu einem Zeitpunkt T1 endet. Zum Zeitpunkt T1 endet auch die Schwellwertkurve 10. Wird nun in dem Hörfenster zwischen den Zeitpunkten T0 und T1 ein Echo empfangen, etwa zu einem Zeitpunkt T2, so überprüft die Auswerteeinrichtung, ob die Amplitude des empfangenen Echos größer ist als die Amplitude A(T2) der Schwellwertkurve 10 zum Zeitpunkt T2. Aus der Schwellwertkurve 10 wird also mit anderen Worten derjenige Schwellwert ausgelesen, welcher dem Zeitpunkt T2 zugeordnet ist. Ist die Amplitude des Echos größer als dieser Schwellwert, so wird dieses Echo im Hinblick auf seine Laufzeit und den Abstand zwischen dem Objekt und dem Kraftfahrzeug ausgewertet. Andernfalls wird das Echo ausgeblendet.
