DE102014010381A1 - Method for operating a vehicle system of a motor vehicle for protection against damage caused by unevenness of the ground and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugsystems (2) eines Kraftfahrzeugs (1) zum Schutz vor Beschädigungen der Karosserie (9) und/oder des Fahrwerks und/oder der Räder (10) des Kraftfahrzeugs (1) durch, insbesondere auch durch Objekte entstehende, Unebenheiten des Untergrunds (20), auf dem das Kraftfahrzeug (1) betrieben wird, wobei in Abhängigkeit einer die Höhe für wenigstens einen Teil des Untergrunds (20) angebenden Höheninformation bei Erfüllung wenigstens eines Gefährdungskriteriums, das die Höheninformation auswertet, eine kollisionsvermeidende und/oder kollisionsfolgenmindernde und/oder einen Fahrer warnende Aktion erfolgt, wobei zur Ermittlung der Höheninformation Radardaten wenigstens eines am Unterboden (4) des Kraftfahrzeugs (1) angeordneten Radarsensors (5) des Kraftfahrzeugs (1), der auf den Untergrund (20) unter dem Kraftfahrzeug (1) gerichtet ist, berücksichtigt werden.Method for operating a vehicle system (2) of a motor vehicle (1) for protection against damage to the body (9) and / or the chassis and / or the wheels (10) of the motor vehicle (1), in particular also by objects resulting, unevenness of the Underground (20) on which the motor vehicle (1) is operated, wherein depending on a height for at least a portion of the substrate (20) indicating height information on fulfillment of at least one risk criterion that evaluates the height information, a collision avoiding and / or Kollollfolgenmündde and or a driver warning action takes place, wherein to determine the height information radar data at least one of the underbody (4) of the motor vehicle (1) arranged radar sensor (5) of the motor vehicle (1) on the ground (20) under the motor vehicle (1) addressed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugsystems eines Kraftfahrzeugs zum Schutz vor Beschädigungen der Karosserie und/oder des Fahrwerks und/oder der Räder des Kraftfahrzeugs durch, insbesondere auch durch Objekte entstehende, Unebenheiten des Untergrunds, auf dem das Kraftfahrzeug betrieben wird, wobei in Abhängigkeit einer die Höhe für wenigstens einen Teil des Untergrunds angebenden Höheninformation bei Erfüllung wenigstens eines Gefährdungskriteriums, das die Höheninformation auswertet, eine kollisionsvermeidende und/oder kollionsfolgenmindernde und/oder einen Fahrer warnende Aktion erfolgt. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a vehicle system of a motor vehicle for protection against damage to the body and / or the chassis and / or the wheels of the motor vehicle, in particular by objects resulting, unevenness of the ground on which the motor vehicle is operated, wherein in Dependence of altitude information indicative of the altitude for at least a portion of the ground upon satisfaction of at least one hazard criterion evaluating the altitude information, performing a collision avoiding and / or collision sequence mitigation and / or a driver warning action. In addition, the invention relates to a motor vehicle.
Im Stand der Technik wurden für Kraftfahrzeuge bereits Fahrzeugsysteme, insbesondere Fahrwerksysteme, vorgeschlagen, die es ermöglichen, die Höhe der Karosserie und gegebenenfalls auch des Fahrwerks selber relativ zur Fahrbahn zu verändern, gegebenenfalls auch auf verschiedene Art und Weise über die horizontale Ausdehnung des Kraftfahrzeugs. Dabei können beispielsweise elektromechanische und/oder hydraulische Aktoren eingesetzt werden, um das Fahrwerk in der Höhe zu verstellen.In the prior art, vehicle systems, in particular suspension systems, have already been proposed for motor vehicles, which make it possible to change the height of the body and possibly also of the chassis itself relative to the road, possibly also in different ways over the horizontal extent of the motor vehicle. In this case, for example, electromechanical and / or hydraulic actuators can be used to adjust the chassis in height.
Eine derartige Aktorik kann im Rahmen eines Fahrzeugsystems zum Schutz vor Beschädigungen eingesetzt werden, die insbesondere auch durch Unebenheiten der Fahrbahn, insbesondere also auf der Straße, auftreten können. Dabei seien im Rahmen der vorliegenden Beschreibung von Unebenheiten der Fahrbahn auch auf der Fahrbahn angeordnete, mögliche Kollisionsobjekte umfasst. Bei Vorliegen derartiger Unebenheiten der Fahrbahn kann es vorkommen, dass das Fahrwerk und/oder die Karosserie in Kontakt mit der Fahrbahn kommen, so dass Beschädigungen auftreten können. Liegt beispielsweise ein massives, kleines Hindernis auf der Fahrbahn vor, kann es zu Kollisionen mit der Unterkante des Kraftfahrzeugs kommen, was zu eventuellen Beschädigungen des Fahrwerks führen kann. Ein Ausweichmanöver bei höheren Geschwindigkeiten kann für den Fahrer sehr kritisch werden und gegebenenfalls weitere Beschädigungsfolgen haben.Such an actuator can be used in the context of a vehicle system to protect against damage, which can also occur in particular by unevenness of the road, especially on the road. In the context of the present description of unevenness of the roadway, possible collision objects are also arranged on the roadway. In the presence of such unevenness of the road, it may happen that the chassis and / or the body come into contact with the road, so that damage may occur. For example, if there is a massive, small obstacle on the road, it can lead to collisions with the lower edge of the vehicle, which can lead to any damage to the chassis. An evasive maneuver at higher speeds can be very critical for the driver and possibly have further damage consequences.
Mithin wurden bereits Fahrzeugsysteme vorgeschlagen, die eine Höheninformation für wenigstens einen Teil des befahrenen Untergrunds, insbesondere der Fahrbahn, auswerten, beispielsweise anhand eines Gefährdungskriteriums, und bei Eintritt des Gefährdungskriteriums diverse Aktionen vornehmen können. Dabei kann vorgesehen sein, dass als Aktion eine Warninformation an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird und/oder ein Fahreingriff zur Vermeidung einer Kollision mit dem Untergrund erfolgt, bevorzugt ist es jedoch, wenn ohnehin Aktoren vorliegen, über die die Höhe des Fahrwerks und/oder der Karosserie verändert werden kann, wenn als Aktion über wenigstens einen Aktor die Höhe des Fahrwerks und/oder der Karosserie zur Vermeidung einer Kollision mit dem Untergrund angepasst wird.Consequently, vehicle systems have already been proposed which evaluate height information for at least part of the traveled subsoil, in particular the roadway, for example on the basis of a risk criterion, and can perform various actions when the risk criterion occurs. It can be provided that as an action warning information is output to a driver of the motor vehicle and / or a driving engagement to avoid a collision with the ground, it is preferred, however, if there are already actuators on the height of the chassis and / or the body can be changed if as an action on at least one actuator, the height of the chassis and / or the body is adapted to avoid collision with the ground.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der
Somit stehen einem Fahrzeugsystem zum Schutz vor Beschädigungen der Karosserie und/oder des Fahrwerks und/oder der Räder des Kraftfahrzeugs durch Unebenheiten des Untergrunds letztlich kaum nützliche Informationen über den Untergrund unterhalb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung, die aber wesentlich für Beschädigungen sein können. Dies liegt insbesondere darin begründet, dass über einen Laser-Entfernungssensor nur punktuell eine Höhe des Unterbodens des Kraftfahrzeugs über den Untergrund vermessen werden kann. Insbesondere bei verteilten Unebenheiten des Untergrunds ist eine derartige punktuelle Messung mithin nicht ausreichend.Thus, a vehicle system for protection against damage to the body and / or the chassis and / or the wheels of the motor vehicle by unevenness of the substrate ultimately hardly useful information about the ground below the motor vehicle available, but can be materially damaging. This is due, in particular, to the fact that a height of the underbody of the motor vehicle can only be measured over the ground at certain points via a laser distance sensor. In particular, in the case of distributed unevenness of the ground, such a punctual measurement is therefore not sufficient.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Erlangung von Höheninformationen des Untergrunds unterhalb des Kraftfahrzeugs anzugeben.The invention is therefore based on the object to provide an improved way to obtain altitude information of the ground below the motor vehicle.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Ermittlung der Höheninformation Radardaten wenigstens eines am Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordneten Radarsensors des Kraftfahrzeugs, der auf den Untergrund unter dem Kraftfahrzeug gerichtet ist, berücksichtigt werden.To solve this problem, it is provided according to the invention in a method of the type mentioned that radar data of at least one arranged on the underbody of the motor vehicle radar sensor of the motor vehicle, which is directed to the ground under the motor vehicle, are taken into account.
Die Erfindung schlägt mithin vor, im unteren Bereich des Kraftfahrzeugs wenigstens ein Radarsensor zu verbauen, der den Abstand zwischen dem Unterboden des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Unterkante der Karosserie, und dem Untergrund über einen größeren Bereich des Untergrunds ständig überwacht. Die Radarsensoren senden Radarsignale in Richtung des Untergrunds aus, der Boden unterhalb des Kraftfahrzeugs reflektiert die Radarsignale zurück zum Radarsensor und die gesendeten und reflektierten Radarsignale werden zusammen ausgewertet, um den Abstand zwischen dem Unterboden des Kraftfahrzeugs und dem Untergrund genau auszuwerten.The invention therefore proposes to install at least one radar sensor in the lower area of the motor vehicle, which constantly monitors the distance between the underbody of the motor vehicle, for example the lower edge of the body, and the ground over a larger area of the ground. Send the radar sensors Radar signals in the direction of the ground, the ground below the motor vehicle reflects the radar signals back to the radar sensor and the transmitted and reflected radar signals are evaluated together to accurately evaluate the distance between the underbody of the motor vehicle and the ground.
Möglich wird das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dadurch, dass mittlerweile hochauflösende, auch für kürzere Reichweiten geeignete Radarsensoren existieren, mit denen eine hervorragende Trennung einzelner Ziele, mithin einzelner Unebenheiten des Untergrunds, und somit auch insbesondere bestimmter Merkmale des Untergrunds möglich ist. Solche Radarsensoren können zudem, da sie meist auf einer Halbleitertechnik basieren, äußerst kleinbauend realisiert werden, was einen Verbau am Unterboden des Kraftfahrzeugs erst sinnvoll ermöglicht. Insofern nutzt das erfindungsgemäße Verfahren also die neuesten Entwicklungen für eine Anwendung eines Radarsensors aus, die bislang noch nicht in Betracht gezogen wurde.The method according to the invention is made possible, in particular, by the fact that in the meantime high-resolution radar sensors, which are also suitable for shorter ranges, exist with which excellent separation of individual targets, thus individual unevenness of the ground, and thus in particular certain characteristics of the ground, is possible. Such radar sensors can also, since they are usually based on a semiconductor technology, be realized extremely small construction, which makes a shoring on the underbody of the motor vehicle makes sense only. In this respect, the method according to the invention thus exploits the latest developments for the application of a radar sensor which has hitherto not been considered.
So wird insgesamt eine deutlich verbesserte, genauere, auf große Bereiche des Untergrunds unterhalb des Kraftfahrzeugs, bevorzugt den gesamten Untergrund unterhalb des Kraftfahrzeugs, bezogene Höheninformation ermittelt, insbesondere auch durch Einsatz mehrerer Radarsensoren, die als Weitwinkel-Radarsensoren ausgebildet sein können. Im Gegensatz zu den bekannten punktuellen Messungen wird eine faktisch komplette Abtastung des Untergrunds auch unterhalb des Kraftfahrzeugs ermöglicht, was eine hervorragende Ergänzung zu bereits bekannten Abtasttechniken für Bereiche im Umfeld des Kraftfahrzeugs darstellt. Hieraus wiederum folgt, dass auch unterhalb des Kraftfahrzeugs eine ständige Überwachung des Abstands zwischen dem Unterboden und dem Untergrund, insbesondere der Fahrbahn, vorliegt, so dass Beschädigungen des Kraftfahrzeugs noch weitgehender vermieden werden können, als dies bislang der Fall war. Unterschreitet beispielsweise ein Abstandswert zwischen dem Unterboden und dem Untergrund, wie er aus der Höheninformation abgeleitet werden kann, einen bestimmten Schwellwert, so kann wenigstens ein Aktor angesteuert werden, um das Fahrwerk und/oder die Karosserie anzuheben und somit Beschädigungen zu vermeiden.Thus, a significantly improved, more accurate, on a large areas of the ground below the motor vehicle, preferably the entire surface below the motor vehicle, related height information is determined, in particular by using multiple radar sensors that can be configured as wide-angle radar sensors. In contrast to the known punctual measurements a virtually complete scanning of the ground is also possible below the motor vehicle, which is an excellent complement to already known sampling techniques for areas around the motor vehicle. It follows, in turn, that even below the motor vehicle a constant monitoring of the distance between the subfloor and the substrate, in particular the road, is present, so that damage to the motor vehicle can be avoided even more than was previously the case. If, for example, a distance value between the underbody and the ground, as can be derived from the height information, falls below a certain threshold value, then at least one actuator can be actuated in order to lift the chassis and / or the body and thus avoid damage.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Radarsensor mit einer eine Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebene erlaubenden Antennenanordnung verwendet wird. Der Radarsensor kann also durch eine geschickte Anordnung von Antennenelementen der Antennenanordnung nicht nur in einer Ebene den Winkel, unter dem die Reflexion eintrifft, bestimmen, sondern auch in einer dazu senkrechten Ebene eine Winkelinformation ausgeben, so dass ein flächiger Erfassungsbereich bezüglich des Untergrunds gegeben ist, bei dem die Höheninformationen, die aus den gemessenen Abständen folgen, möglichst genau zugeordnet werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Radarsensor verwendet wird, der einen Öffnungswinkel des Erfassungsbereichs bezüglich beider Ebenen im Bereich von 80° bis 180° aufweist, beispielsweise in einer Ebene einen Öffnungswinkel von 160°, in der anderen Ebene einen Öffnungswinkel von 90°, wodurch bereits durch einen einzigen Radarsensor eine äußerst weitgehende Abtastung des Untergrunds unterhalb des Kraftfahrzeugs stattfinden kann. Reflexionsquellen können durch die dreidimensionale Vermessung beispielsweise in räumlichen Polarkoordinaten genau zugeordnet werden. So ist eine hervorragende Vermessung des gesamten Untergrunds unterhalb des Kraftfahrzeugs in drei Dimensionen möglich, so dass idealerweise für jede Position unterhalb des Kraftfahrzeugs ein Höhenwert als Höheninformation vorliegt.A particularly advantageous embodiment of the present invention provides that a radar sensor with an antenna arrangement permitting an angular resolution in at least two mutually perpendicular planes is used. The radar sensor can therefore not only determine in one plane the angle at which the reflection arrives by means of a clever arrangement of antenna elements of the antenna arrangement, but also output angle information in a plane perpendicular thereto, so that a planar detection area with respect to the ground is given. in which the height information, which follow from the measured distances, can be assigned as accurately as possible. For example, it can be provided that a radar sensor is used which has an opening angle of the detection area with respect to both planes in the range of 80 ° to 180 °, for example in one plane an opening angle of 160 °, in the other plane an opening angle of 90 ° Already by a single radar sensor an extremely extensive scanning of the ground below the motor vehicle can take place. Reflection sources can be accurately assigned by the three-dimensional measurement, for example, in spatial polar coordinates. Thus, an excellent measurement of the entire subsurface beneath the motor vehicle in three dimensions is possible, so that ideally for each position below the motor vehicle there is a height value as height information.
Eine hervorragende Auflösung des Radarsensors kann ferner dadurch begünstigt werden, dass der Radarsensor bei einer Frequenzbandbreite, die größer als 2 GHz ist, betrieben wird. Je größer die Bandbreite ist, die verwendet wird, desto größer ist auch die Abstands-Trennfähigkeit, so dass kleine Unebenheiten des Untergrunds besser unterschieden werden können, wenn eine höhere Frequenzbandbreite, beispielsweise von 4 GHz, gewählt wurde. Strukturen des Untergrunds können mithin besser unterschieden werden. Der Radarsensor kann dabei zweckmäßigerweise in einem Frequenzband betrieben werden, das im Bereich von 77 GHz bis 81 GHz liegt.Excellent resolution of the radar sensor may be further facilitated by operating the radar sensor at a frequency bandwidth greater than 2 GHz. The larger the bandwidth that is used, the larger the pitch-separation capability, so that small unevenness of the ground can be better distinguished when a higher frequency bandwidth, for example of 4 GHz, has been selected. The structures of the underground can therefore be better distinguished. The radar sensor can be suitably operated in a frequency band which is in the range of 77 GHz to 81 GHz.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Radarsensor so betrieben wird, dass eine kleine Zykluszeit gegeben ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Radarsensor mit einer Zykluszeit, die kleiner als 30 ms ist, betrieben wird. Derart schnelle Zykluszeiten, beispielsweise in einem konkreten Fall von 10 ms, können insbesondere dann trotz einer hohen Frequenzbandbreite erreicht werden, wenn in Halbleiter-Technologie, insbesondere CMOS-Technologie, gearbeitet wird, wobei derartige Radarsensoren in letzter Zeit auch kostengünstiger zur Verfügung stehen.It is also advantageous if the radar sensor is operated so that a small cycle time is given. For example, it may be provided that the radar sensor is operated with a cycle time that is less than 30 ms. Such fast cycle times, for example, in a specific case of 10 ms, can be achieved in particular despite a high frequency bandwidth when working in semiconductor technology, in particular CMOS technology, with such radar sensors being available more cheaply in recent times.
Wie bereits erwähnt wurde, nutzt das Verfahren die Verfügbarkeit von hochauflösenden, kleinbauenden Radarsensoren, wobei insbesondere ausgenutzt wird, dass inzwischen auch Komponenten in Halbleitertechniken hergestellt werden können.As has already been mentioned, the method makes use of the availability of high-resolution, small-scale radar sensors, whereby in particular it is exploited that components in semiconductor techniques can now also be produced.
Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von
Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.After it has also been proposed to realize the chip and the antenna in a common package, a very low cost small radar sensor is possible, which can meet the space requirements significantly better and due to the short signal paths also has a very low signal-to-noise ratio and for high frequencies and larger, variable frequency bandwidths is suitable. Therefore, such small-sized radar sensors can also be used for short-range applications, for example in the range of 30 cm to 10 m.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich.It has also been proposed to provide such a CMOS transceiver chip and / or a package with CMOS transceiver chip and antenna on a common circuit board with a digital signal processing processor (DSP processor) or the functions of the signal processing processor in the CMOS Integrate transceiver chip. Similar integration is possible for control functions.
Mithin ist die Nutzung solcher Radarsensoren bzw. Radar-Frontends auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht daher vor, dass ein Radarsensor mit einem als Halbleiterchip, insbesondere CMOS-Chip, realisierten Radar-Transceiver verwendet wird. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn durch den Halbleiterchip ferner eine digitale Signalverarbeitungskomponente und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert sind, so dass eine hochintegrierte Lösung gegeben ist. Besonders vorteilhaft ist es zudem, wenn eine Antennenanordnung des Radarsensors und der Halbleiterchip als ein Package realisiert sind, wie soeben beschrieben wurde. Durch eine solche Hochintegration und kontrollierte Signalwege im Halbleiterchip ist das Rauschlevel niedriger, so dass ein hohes Signal-Zu-Rauschverhältnis erreicht werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, auch kleinere Unebenheiten und schwächer reflektierende Strukturen des Untergrunds im Spektrum zu detektieren, da durch die Integration das Rauschlevel niedriger wird und somit die Detektionsempfindlichkeit gesteigert werden kann.Consequently, the use of such radar sensors or radar frontends is also particularly advantageous in the context of the present invention. A particularly preferred embodiment of the present invention therefore provides that a radar sensor with a radar transceiver realized as a semiconductor chip, in particular a CMOS chip, is used. It is particularly preferred if a digital signal processing component and / or a control unit of the radar sensor are further realized by the semiconductor chip, so that a highly integrated solution is given. Moreover, it is particularly advantageous if an antenna arrangement of the radar sensor and the semiconductor chip are realized as a package, as just described. Such a high integration and controlled signal paths in the semiconductor chip mean that the noise level is lower, so that a high signal-to-noise ratio can be achieved. In this way it is possible to detect even smaller unevenness and less reflective structures of the background in the spectrum, since the integration lowers the noise level and thus the detection sensitivity can be increased.
Insbesondere erlaubt es die Verwendung der genannten Halbleitertechnologien, insbesondere der CMOS-Technologien, auf die oben bereits beschriebene Weise die Abstandstrennfähigkeiten und Winkelauflösungen der Radarsensoren durch Verwendung größerer Frequenzbandbreiten, bestimmter Modulationstechniken und dergleichen bei weiterhin schnellen Zykluszeiten zu realisieren.In particular, the use of said semiconductor technologies, in particular CMOS technologies, in the manner already described above, allows the spacing capabilities and angular resolutions of the radar sensors to be realized by using larger frequency bandwidths, certain modulation techniques, and the like while still maintaining fast cycle times.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass es die Verwendung von Halbleitertechnologien, insbesondere CMOS-Technologien, nicht nur erlaubt, aufgrund der Detektionsempfindlichkeit für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Radarsensoren zur Verfügung zu stellen, sondern dass diese Radarsensoren, insbesondere bei Antennenanordnung und Halbleiterchip im Package, auch äußerst kleinbauend realisiert werden können und sich damit besonders für den Verbau am bzw. im Unterboden des Kraftfahrzeugs eignen. Beispielsweise wurden bereits CMOS-Chippackages vorgeschlagen, deren Ausdehnung entlang der langen Seiten kleiner als 15 mm × 15 mm ist.It should also be noted at this point that the use of semiconductor technologies, in particular CMOS technologies, not only makes it possible to provide suitable radar sensors due to the detection sensitivity for the method according to the invention, but that these radar sensors, in particular in the case of antenna arrangement and semiconductor chip in the package , can also be realized extremely compact and thus are particularly suitable for installation on or in the underbody of the motor vehicle. For example, CMOS chip packages have already been proposed whose extension along the long sides is smaller than 15 mm × 15 mm.
Wie bereits erwähnt wurde, kann es zweckmäßig sein, wenn mehr als ein am Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordneter Radarsensor verwendet wird. Insbesondere werden die Radarsensoren und ihre Erfassungsbereiche so gewählt, dass der komplette Untergrund unterhalb des Kraftfahrzeugs durch die Erfassungsbereiche der mehreren Radarsensoren abgedeckt wird, so dass insbesondere eine vollständige Beschreibung des Untergrunds unterhalb des Kraftfahrzeugs als Höheninformation abgeleitet werden kann.As already mentioned, it may be expedient if more than one radar sensor arranged on the underbody of the motor vehicle is used. In particular, the radar sensors and their detection ranges are selected so that the complete background underneath the motor vehicle is covered by the detection ranges of the plurality of radar sensors, so that in particular a complete description of the ground beneath the motor vehicle can be derived as height information.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung ist ferner gegeben, wenn aus den Radardaten des wenigstens einen am Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordneten Radarsensors eine Untergrundkarte als Höheninformation ermittelt wird. Durch die Vermessung durch den Radarsensor, der, wie bereits erwähnt, idealerweise dreidimensional Quellen von Reflexionen identifizieren und zuordnen kann, wird es mithin ermöglicht, den Untergrund unterhalb des Kraftfahrzeugs zu kartieren, um so eine hochqualitative Karte des Untergrunds, insbesondere der Fahrbahn, zu generieren. Diese Untergrundkarte erfasst alle relevanten Bereiche unterhalb des Kraftfahrzeugs, idealerweise den gesamten Untergrund des Kraftfahrzeugs. Sie kann in besonders vorteilhafter Ausgestaltung ein Umfeldmodell des Kraftfahrzeugs, wie es häufig durch Fusion der Sensordaten mehrerer Sensoren ohnehin in Kraftfahrzeugen vorliegt, ergänzen. Dann werden mithin einem Umfeldmodell Informationen hinzugefügt, die bislang nicht verfügbar waren.A particularly expedient embodiment is also provided if a background map is determined as height information from the radar data of the at least one radar sensor arranged on the underbody of the motor vehicle. By measuring by the radar sensor, which, as already mentioned, ideally three-dimensional sources of reflections can identify and assign, it is therefore possible to map the ground below the motor vehicle, so as to generate a high-quality map of the ground, in particular the road , This underground map covers all relevant areas below the motor vehicle, ideally the entire underground of the motor vehicle. In a particularly advantageous embodiment, it can supplement an environmental model of the motor vehicle, as is often the case in motor vehicles by fusion of the sensor data of a plurality of sensors. Then, then, an environment model Added information that was previously unavailable.
Vorzugsweise wird die Höheninformation auch für nicht unterhalb des Kraftfahrzeugs liegende Bereiche des Untergrunds in Abhängigkeit von Radardaten wenigstens eines auf das Umfeld des Kraftfahrzeugs gerichteten weiteren Radarsensors des Kraftfahrzeugs ermittelt und/oder die Radardaten des weiteren Radarsensors, insbesondere gemeinsam mit Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs (Odometriedaten), werden bei der Ermittlung der Höheninformation für den Untergrund unter dem Kraftfahrzeug berücksichtigt. Das Kraftfahrzeug kann mithin auch weitere Radarsensoren aufweisen, die auf das Umfeld des Kraftfahrzeugs gerichtet sind und dort gegebenenfalls auch Informationen über den Untergrund, der durch das Kraftfahrzeug befahren wird, sammeln können. Somit kann eine Untergrundkarte auch für Bereiche ergänzt werden, die den durch die am Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnete Radarsensoren erfassten Bereichen benachbart sind. Gleichzeitig kann selbstverständlich, wenn bekannt ist, dass das Kraftfahrzeug zu einem zunächst nur entfernt erfassten Ort gefahren ist, eine gespeicherte Höheninformation zu diesem Ort in die Auswertung der aktuellen Radardaten des am Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordneten Radarsensors eingeht.Preferably, the height information is also determined for areas of the subsoil not lying beneath the motor vehicle as a function of radar data of at least one further radar sensor of the motor vehicle directed towards the surroundings of the motor vehicle and / or the radar data of the further radar sensor, in particular together with movement data of the motor vehicle (odometry data), are taken into account when determining the height information for the ground under the motor vehicle. The motor vehicle can therefore also have other radar sensors, which are directed to the environment of the motor vehicle and where appropriate also information about the ground, which is traveled by the motor vehicle, collect. Thus, a background map can also be supplemented for areas adjacent to the areas covered by the radar sensors arranged on the underbody of the motor vehicle. At the same time, of course, if it is known that the motor vehicle has moved to a location that was initially only detected at a remote location, a stored altitude information about this location is included in the evaluation of the current radar data of the radar sensor arranged on the underbody of the motor vehicle.
Diese Erweiterung, die die Nutzung von insbesondere 360° um das Kraftfahrzeug erfassenden weiteren Radarsensoren betrifft, erlaubt es, auch vorausschauend Unebenheiten des Untergrunds, insbesondere kleinere Hindernisse, mittels Radar auf der Fahrbahn zu detektieren, so dass auch vorausschauend beispielsweise das Fahrwerk und/oder die Karosserie angehoben werden kann, um die Kollision mit dem Hindernis zu verhindern. Idealerweise wird das gesamte Umfeld abgetastet, so dass auch eine Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Hinblick auf Kollisionen des Dachs des Kraftfahrzeugs, beispielsweise bei niedrigen Brücken, möglich ist. Dann kann beispielsweise das Fahrwerk und/oder die Karosserie nach unten abgesenkt werden, um eine Kollision zu vermeiden und die Unfallschwere zu vermindern. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäßen Verfahren also zweckmäßig mit bisher bekannten Möglichkeiten zur Abtastung des Umfelds hinsichtlich von Unebenheiten der Straße oder sonstigen Kollisionsgefahren, die über eine Höhenverstellung des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden können, verbindbar.This extension, which relates to the use of further radar sensors, in particular 360 ° around the motor vehicle, also makes it possible to detect unevenness of the ground, in particular smaller obstacles, by means of radar on the road, so that, for example, the chassis and / or the vehicles can also be anticipated Body can be raised to prevent collision with the obstacle. Ideally, the entire environment is scanned, so that an extension of the method according to the invention with regard to collisions of the roof of the motor vehicle, for example at low bridges, is possible. Then, for example, the chassis and / or the body can be lowered down to avoid a collision and to reduce the severity of the accident. In other words, the method according to the invention is thus useful with previously known possibilities for scanning the environment in terms of unevenness of the road or other collision hazards that can be influenced by a height adjustment of the motor vehicle connectable.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugsystem zum Schutz vor Beschädigungen der Karosserie und/oder des Fahrwerks und/oder der Räder des Kraftfahrzeugs durch, insbesondere auch durch Objekte entstehende, Unebenheiten des Untergrunds, auf dem das Kraftfahrzeug betrieben wird, wobei ein Steuergerät des Fahrzeugsystems ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer die Höhe für wenigstens einen Teil des Untergrunds angebenden Höheninformation bei Erfüllung wenigstens eines Gefährdungskriteriums, das die Höheninformation auswertet, eine kollisionsvermeidende und/oder kollisionsfolgemindernde und/oder einen Fahrer warnende Aktion durchzuführen, welches sich dadurch auszeichnet, dass zur Ermittlung der Höheninformation wenigstens ein am Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordneter Radarsensor, der auf den Untergrund unter dem Kraftfahrzeug gerichtet ist, vorgesehen ist. Insbesondere kann das Steuergerät mithin zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin auch die bereits genannten Vorteile erhalten werden können. Insbesondere können auch wenigstens zwei Radarsensoren am Unterboden des Kraftfahrzeugs, auf den Untergrund gerichtet, vorgesehen sein, so dass deren Erfassungsbereiche den gesamten Untergrund unterhalb des Kraftfahrzeugs abdecken.In addition to the method, the present invention also relates to a motor vehicle with a vehicle system for protection against damage to the body and / or the chassis and / or the wheels of the motor vehicle, in particular by objects resulting, unevenness of the ground on which the motor vehicle is operated, wherein a control unit of the vehicle system is designed to perform a collision avoiding and / or collision tracking and / or a driver warning action in response to at least one hazard criterion evaluating the height information for at least a portion of the ground indicating altitude information characterized in that for determining the height information at least one arranged on the underbody of the motor vehicle radar sensor which is directed to the ground under the motor vehicle, is provided. In particular, the control unit can therefore be designed to carry out the method according to the invention. All statements relating to the method according to the invention can be analogously transferred to the motor vehicle according to the invention, with which therefore also the already mentioned advantages can be obtained. In particular, at least two radar sensors may also be provided on the underbody of the motor vehicle, directed at the ground, so that their detection areas cover the entire underground beneath the motor vehicle.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages and details of the present invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawing. Showing:
In anderen Ausgestaltungen können auch andere Aktionen vorgesehen sein, die durch das Steuergerät
Es sei darauf hingewiesen, dass es im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt ist, wenn die weiteren Radarsensoren
Im Folgenden sind die Unterboden-Radarsensoren
Die Struktur der Antennenanordnung
Die Hochintegration in CMOS-Technologie, die bei dem Radarsensor
Diese werden, wie bereits beschrieben wurde, durch eine Untergrundkarte zusammengefasst.These are, as already described, summarized by a background map.
Die durch die Unterboden-Radarsensoren
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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