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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine beweglich gelagerte Scheibenwischeinrichtung mit einem Scheibenwischer für eine Scheibe des Kraftfahrzeugs und einen Radarsensor zur Umfelderfassung.
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Die Verwendung von Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. Radarsensoren werden heutzutage meist als Umfeldsensoren für einen mittleren und größeren Distanzbereich eingesetzt, um andere Verkehrsteilnehmer oder größere Objekte in Distanz, Winkel und Relativgeschwindigkeit bestimmen zu können. Derartige Radardaten können in Umfeldmodelle eingehen oder auch unmittelbar Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden. Nutzen aus Radardaten ziehen im bekannten Stand der Technik beispielsweise Längsführungssysteme, wie ACC, oder auch Sicherheitssysteme. Auch die Nutzung von Radarsensoren im Innenraum des Kraftfahrzeugs wurde bereits vorgeschlagen.
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Radarsensoren herkömmlicher Bauart weisen meist eine größere Ausdehnung auf und sind eher klobig, nachdem die Antennen sowie die unmittelbar an der Antenne benötigten Elektronikkomponenten, also das Radar-Frontend, in einem Gehäuse integriert sind. Hauptsächlich bilden die Elektronikkomponenten dabei den Radar-Transceiver, der eine Frequenzsteuerung (üblicherweise umfassend eine Phasenregelschleife – PLL), Mischeinrichtungen, einem Low Noise Amplifier (LNA) und dergleichen enthält, oft werden jedoch auch Steuermodule und digitale Signalverarbeitungskomponenten antennennah realisiert, beispielweise um bereits aufbereitete Sensordaten, beispielsweise Objektlisten, auf einen angeschlossenen Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, geben zu können.
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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 Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology“, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746–2755, beschrieben.
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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.
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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.
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In heutigen Fahrerassistenzsystemen spielt die Erfassung von dynamischen und statischen Zielen im Umfeld des eigenen Kraftfahrzeugs eine wichtige Rolle. Abhängig von den erkannten Umfeldobjekten wird eine Bewertung der Verkehrssituation durchgeführt und notfalls eine Maßnahme, beispielsweise eine Warnung an den Fahrer, ausgelöst. Um Falsch- oder Fehlwarnungen in komplexeren Verkehrssituationen zu vermeiden, wird in einer Vorstufe eine Situationsanalyse (SITA) des aktuellen Verkehrsszenarios durchgeführt. Bei der SITA werden eine Vielzahl von Parametern herangezogen, um eine gute Bewertung an die entsprechenden Algorithmen zur Auslösung von Maßnahmen zu geben.
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Viele solcher Fahrerassistenzsysteme nutzen auch Radarsensoren im Kraftfahrzeug, wie bereits angedeutet wurde. Beispiele für derartige Fahrerassistenzsysteme sind Einparkhilfen, Totwinkelüberwachungsassistenzsysteme, Pre-Crash-Systeme und Stop-and-Go-Systeme. Mit dem Aufkommen der eingangs diskutierten, auf Halbleitertechnologie basierenden Radarsensoren wird häufig ein verdeckter Verbau der Radarsensoren in Stoßfängern des Kraftfahrzeugs, insbesondere hinter einer Kunststoffabdeckung, vorgenommen. Die Radarsensoren werden hierbei in separaten Gehäusen an dem Stoßfänger befestigt.
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In vielen Anwendungen werden besonders große Erfassungsbereiche der Radarsensoren und/oder eine Winkelmessfähigkeit in zueinander senkrechten Ebenen benötigt bzw. als nützlich angesehen. Insbesondere eine Kombination von einer (guten) Winkelmessfähigkeit im Azimut und in der Elevation ist in einem Sensor nur schwer und mit großem Kostenaufwand realisierbar. Ferner werden oft unterschiedliche Polarisationen gewünscht, wobei es bei Radarsensoren jedoch üblich ist, eine Polarisation für einen Radarsensor festzulegen, beispielsweise horizontal oder vertikal. Eine Kombination von beiden Polarisationen (horizontal und vertikal) erschwert die technische Umsetzung und ist außerdem kostenaufwändig. Die Veränderlichkeit der Polarisation, die Vergrößerung der Erfassungsbereiche und die gleichzeitige Verbesserung der Azimut- und Elevationsmessfähigkeit mit einem einheitlichen kostengünstigen Radarsensor ist daher nur äußerst schwer zu realisieren.
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Eine Möglichkeit zur Anbringung von Radarsensoren an Glasscheiben wird durch
DE 102 11 444 A1 offenbart. Dort treten allerdings auch die hier bereits beschriebenen Probleme auf, da lediglich ein anderer Anbringungsort für den Radarsensor gegeben ist.
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WO 98/35401 A1 betrifft eine Kraftfahrzeugantenne zum Empfang von Radio- und Fernsehprogrammen bzw. zur Kommunikation in einem Mobilfunknetz, die in einem Scheibenwischer integriert vorgesehen sein kann, beispielsweise, indem ein leitfähiges Scheibenwischergehäuse und/oder eine leitfähige Feder eingesetzt wird. So sollen aus dem Kraftfahrzeug anderenorts herausstehende Antenneneinrichtungen vermieden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technisch einfach zu realisierende, kostengünstige Möglichkeit zur Verbesserung von Erfassungseigenschaften eines Radarsensors in einem Kraftfahrzeug anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Antennenanordnung des Radarsensors in der Scheibenwischeinrichtung derart integriert ist, dass in unterschiedlichen Stellungen der Scheibenwischeinrichtung unterschiedliche Erfassungsbereiche und/oder unterschiedliche richtungsbezogene Erfassungseigenschaften für den Radarsensor gegeben sind.
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Es wird mithin vorgeschlagen, wenigstens die Antennenanordnung eines Radarsensors, gegebenenfalls auch weitere Teile des Radarsensors oder den Radarsensor insgesamt, in eine Scheibenwischeinrichtung als bewegliches Fahrzeugteil zu integrieren, um eine bessere Performance des Radarsensors zu erzielen. Scheibenwischeinrichtungen sind bewegbar in dem Sinne, dass ihr Scheibenwischer in einer drehenden Bewegung über eine Scheibe des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Windschutzscheibe (Frontscheibe) und/oder die Heckscheibe, bewegt wird, um diese insbesondere von Regenwasser zu reinigen. Durch diese Bewegung der Scheibenwischeinrichtung, die eine Rotation umfasst, wird der Radarsensor mithin nicht nur an eine andere Position verbracht, so dass sich der Erfassungsbereich verändert, sondern es wird mit besonderem Vorteil auch die Orientierung der Antennenanordnung verändert, so dass unter Nutzung der ohnehin vorhandenen Bewegbarkeit der Scheibenwischeinrichtung unterschiedliche Polarisationen und/oder Ausrichtungen der Antennenanordnung, was unterschiedliche Winkelmessfähigkeiten in unterschiedlichen Richtungen zur Folge haben kann, möglich sind. Es wird also ein bewegbares Fahrzeugteil genutzt, um ohne eine notwendige Modifikation des Radarsensors selber diesem nicht nur unterschiedliche Erfassungsbereiche zu ermöglichen, sondern durch die Rotationskomponente der Bewegung auch unterschiedliche Polarisationen und/oder Winkelauflösungen in unterschiedlichen Richtungen zu erlauben.
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In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die zur Ansteuerung eines die Scheibenwischeinrichtung bewegenden Aktors zur Einnahme einer Messposition für den Radarsensor und/oder zur Ansteuerung des Radarsensors zur Aufnahme von Radardaten bei Einnahme einer Messposition bei bewegter Scheibenwischeinrichtung ausgebildet ist. Idealerweise wird die Scheibenwischeinrichtung also, wie grundsätzlich bekannt, durch einen ansteuerbaren Aktor betrieben, der vorliegend insbesondere auch derart ansteuerbar ist, dass die Scheibenwischeinrichtung gezielt bestimmte Stellungen einnehmen kann, die einer bestimmten Pose wenigstens der Antennenanordnung, insbesondere des gesamten Radarsensors, entspricht. Ferner ist es äußerst zweckmäßig, wenn seitens des Aktors, beispielsweise durch eine entsprechende Sensorik, festgestellt werden kann, welche Stellung die Scheibenwischeinrichtung gerade einnimmt, so dass abhängig von einer derartigen vom Aktor gelieferten Positionsinformation entschieden werden kann, ob eine Pose des Radarsensors vorliegt, in der Radardaten aufgenommen werden sollen.
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Konkret kann dabei vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Auswahl wenigstens einer Messposition in Abhängigkeit eines angeforderten Erfassungsbereichs und/oder einer zu nutzenden Polarisation und/oder einer Anforderung an die richtungsbezogene Winkelauflösung ausgebildet ist. Derartige Anforderungen können insbesondere von einem die Radardaten nutzenden Fahrzeugsystem, beispielsweise einem Fahrerassistenzsystem, stammen. Eine Quelle für derartige Anforderungen kann auch ein Steuergerät sein, in dem ein Umfeldmodell des Kraftfahrzeugs durch Fusionierung von Sensordaten verschiedener Sensoren, insbesondere auch der Radardaten, erstellt und/oder aktualisiert wird. Zeigt sich dort, dass bestimmte Bereiche bzw. Objekte mit einer anderen Polarisation und/oder einer veränderten Winkelmessfähigkeit und/oder einem veränderten Erfassungsbereich besser erfassbar sind, kann eine entsprechende Positionierung wenigstens der Antennenanordnung des Radarsensors und eine Datenaufnahme in dieser Position und Orientierung, mithin Pose, vorgesehen sein. Selbstverständlich können auch ganze Betriebsmodi des Radarsensors definiert werden, bei denen die Scheibenwischeinrichtung und mithin die Antennenanordnung nach Art eines „sweep“ durch verschiedene Messpositionen bzw. Posen bewegt wird, in denen jeweils Datenaufnahmen erfolgen, um eine besonders genaue und umfassende Abtastung in einem Gesamterfassungsbereich, den der Radarsensor durch die unterschiedlichen Stellungen der Scheibenwischeinrichtung bietet, zu erhalten.
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So kann in einer zweckmäßigen Ausbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Aufnahme und Auswertung von Radardaten des Radarsensors entlang eines vollständigen Bewegungsablaufs von zwei Endpositionen des Bewegungsweges der Scheibenwischeinrichtung, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen, ausgebildet ist. Denkbar ist mithin eine Art von „sweep“. Dabei wird die Scheibenwischeinrichtung zwischen zwei Endpositionen bewegt, wodurch sich die Antennenanordnung mitdreht und ein performantes Scanning des Umfelds ermöglicht. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in bestimmten Zeitabständen und/oder bestimmten Stellungsabständen, beispielsweise bestimmten Winkelabständen, jeweils neue Radardaten im entsprechenden Erfassungsbereich aufgenommen werden, wobei die mechanische Rotation der Scheibenwischeinrichtung genutzt wird. Beispielsweise ist es denkbar, alle 40 ms ein neues Radarbild aufzunehmen. Auf diese Weise ist eine besonders hohe Steigerung der Radarperformance in der Umfelderfassung möglich.
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Vorzugsweise kann dabei wenigstens die Antennenanordnung des Radarsensors in einen Scheibenwischerarm und/oder einer nicht zum Austausch vorgesehenen Haltevorrichtung für den Scheibenwischer integriert verbaut sein. Die Antennenanordnung und gegebenenfalls weitere Bestandteile des Radarsensors, beispielsweise kleinbauend in Halbleiter-Technologie, insbesondere CMOS-Technologie, realisiert, werden dabei besonders bevorzugt in einem drehbaren Scheibenwischerhalter, also einer Haltevorrichtung für den Scheibenwischer, integriert bzw. darin verbaut, insbesondere verdeckt hinter einem Außenmaterial, bevorzugt Kunststoff. Die Haltevorrichtung, in die neue Scheibenwischer mit entsprechenden Wischblättern austauschbar eingesetzt werden können, ist selbst nicht zum Austausch vorgesehen, so dass auch bei Austausch der Scheibenwischer der Radarsensor entsprechend definiert verbaut erhalten bleibt. Theoretisch denkbar, aber deutlich weniger bevorzugt, ist es, den Radarsensor in den Scheibenwischer selbst, beispielsweise in einer Halterung für das Wischerblatt, zu integrieren, da dann mit jedem Austausch des Scheibenwischers auch der Radarsensor ausgetauscht werden müsste und eine komplexe Verbindungsarchitektur nötig wäre.
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Wie bereits angedeutet wurde, sieht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass wenigstens die Antennenanordnung des Radarsensors in der Scheibenwischeinrichtung verdeckt, insbesondere hinter Kunststoff, integriert ist. Auf diese Art und Weise ist der Radarsensor von außen nicht sichtbar, während ein durch Radar durchstrahlbares Material wie Kunststoff die Leistungsfähigkeit des Radarsensors kaum einschränkt. Dies bietet deutlich mehr Designoptionen und wirkt sich nicht störend auf die Optik der Scheibenwischeinrichtung bzw. des Kraftfahrzeugs insgesamt aus.
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Es ist ferner bevorzugt, wenn die Antennenanordnung mehrere in einer Längsrichtung des Scheibenwischers aufeinanderfolgend angeordnete Antennenelemente aufweist, insbesondere in einer Längsrichtung des Scheibenwischers mehr aufeinanderfolgend angeordnete Antennenelemente aufweist als in einer hierzu senkrechten Querrichtung. Die Nutzung mehrerer aufeinanderfolgend angeordneter Antennenelemente der Antennenanordnung definiert letztlich die Winkelmessfähigkeit und Winkelauflösung in der entsprechenden Richtung, so dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer vertikalen, mithin aufgestellten, Lage der Scheibenwischeinrichtung auch die Antennenanordnung in einer vertikalen Lage befindlich ist, so dass die Winkelmessung in der Elevation durch mehrere vertikale Antennenelemente sehr performant ist, mithin die Elevations-Winkelauflösung dementsprechend sehr hoch ist. Dreht sich die Scheibenwischeinrichtung, insbesondere die Haltevorrichtung, in ihre initiale horizontale Position (Ruheposition) zurück, folgen mehr Antennenelemente in der horizontalen Richtung aufeinander, so dass die Winkelauflösung im Azimut in dieser Lage performanter ist. Entsprechendes zu diesen Ausführungen gilt selbstverständlich auch für die Polarisation. Wird die Radarstrahlung in der horizontalen Ruheposition der Scheibenwischeinrichtung vertikal gewählt, führt das Verbringen in die Vertikalstellung dazu, dass nun eine horizontale Polarisation der Radarstrahlung vorliegt.
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Selbstverständlich sind auch Zwischenstellungen denkbar, in denen sich Anteile der vertikalen und horizontalen Winkelmessfähigkeit je nach der Winkeleinstellung der Scheibenwischeinrichtung ergeben, so dass, insbesondere im Rahmen eines Scannings, eine weitere Steigerung der Performance gegeben ist und weitere Optionen existieren, die Pose des Radarsensors, in der Radardaten mittels der Antennenanordnung aufgenommen werden sollen, optimal für eine aktuelle Anforderung zu wählen.
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So ist es möglich, trotz einer radarsensorseitigen Voreinstellung für die Polarisation und/oder einer radarsensorseitig vorgegebenen besseren Winkelauflösung in einer Richtung durch die Bewegung der Scheibenwischeinrichtung die Polarisation in beliebige andere Richtungen, insbesondere auch Mischformen, zu bringen und/oder die Richtung größter Winkelauflösung im Rahmen der Bewegungsfreiheitsgrade der Scheibenwischeinrichtung frei zu wählen.
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Nichtsdestotrotz sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass die Drehung der Radarantenne, also oder Antennenanordnung, gemeinsam mit dem Scheibenwischer außerdem eine Vergrößerung der Winkelabdeckung des Erfassungsbereichs ermöglicht, so dass ein Teil des Umfelds des Kraftfahrzeugs dreidimensional erfasst werden kann, ohne dass ein kompliziertes Antennenkonzept im Radarsensor benötigt wird.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass in unterschiedlichen Scheibenwischeinrichtungen jeweils wenigstens Antennenanordnungen unterschiedlicher Radarsensoren integriert sind, insbesondere in wenigstens einer einer Heckscheibe zugeordneten Scheibenwischeinrichtung und in wenigstens einer einer Frontscheibe zugeordneten Scheibenwischeinrichtung. An vielen Kraftfahrzeugen sind Scheibenwischeinrichtungen sowohl an der Frontscheibe, also der Windschutzscheibe, und an der Heckscheibe vorgesehen, so dass mithin ins Vorfeld des Kraftfahrzeugs gerichtete Radarsensoren genau wie auf den Rückraum des Kraftfahrzeugs gerichtete Radarsensoren entsprechend, insbesondere wenigstens hinsichtlich ihrer Antennenanordnungen, in Scheibenwischeinrichtungen integriert werden können, um die sich ergebenden Vorteile sowohl zur Front als auch in den Rückraum des Kraftfahrzeugs nutzen zu können. Mithin kann sowohl wenigstens eine Scheibenwischeinrichtung der Frontscheibe als auch wenigstens eine Scheibenwischeinrichtung der Heckscheibe eine integrierte Antennenanordnung (und gegebenenfalls weitere integrierte Anteile des Radarsensors) aufweisen.
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Bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung kleinbauend realisierbare und ein gutes Signal-zu-Rauschverhältnis aufweisende Radarsensoren in Halbleiter-Technologie, also CMOS-Technologie, verwendet, nachdem sich diese besonders einfach bei begrenztem Bauraum in Scheibenwischeinrichtungen, insbesondere Haltevorrichtungen, integrieren lassen. Derartige Radarsensoren wurden eingangs bereits angesprochen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht mithin vor, dass der Radarsensor einen einen Radartransceiver realisierenden Halbleiterchip, insbesondere CMOS-Chip, aufweist, der wie die Antennenanordnung in die Scheibenwischeinrichtung integriert ist. Kleinbauende Halbleiterchips lassen sich mithin auch bei begrenztem Bauraum ebenso mit in die Scheibenwischeinrichtung, insbesondere eine Haltevorrichtung, integrieren, so dass ein kurzer Signalweg von der Antennenanordnung zu dem Radartransceiver bzw. allgemein dem Radar-Frontend gegeben ist, was es ermöglicht, Radardaten unmittelbar vor Ort zu prozessieren und das Signal-zu-Rauschverhältnis hoch zu halten. Vorzugsweise können durch den Halbleiterchip auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente des Radarsensors und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert sein und/oder der Halbleiterchip und die Antennenanordnung können als ein Package realisiert sein und/oder auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sein. Dabei sei darauf hingewiesen, dass trotz der aufgrund der Halbleitertechnologie gesteigert möglichen Hochintegration zumindest ein Teil der Aufbereitung und/oder Auswertung der Radardaten auch außerhalb der Scheibenwischeinrichtung durch einen entsprechenden Anteil einer Steuereinrichtung realisiert werden kann, beispielsweise eine separate ECU. Besonders bevorzugt ist es im Übrigen, wenn, um bezüglich der Antennenanordnung nicht durch die Größe des Halbleiterchips beschränkt zu sein, der Halbleiterchip und die Antennenanordnung benachbart auf einer kleinen Leiterplatte vorgesehen sind, die länglich ausgebildet ist und derart leicht in die Scheibenwischeinrichtung, insbesondere eine nicht austauschbare Haltevorrichtung, integriert werden können.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass es grundsätzlich auch denkbar ist, Radarsensoren bzw. wenigstens deren Antennenanordnungen auch in andere bewegliche, insbesondere drehbar gelagerte Bauteile eines Kraftfahrzeugs zu integrieren. Ein Beispiel hierfür ist ein bewegbar gelagerter Außenspiegel des Kraftfahrzeugs, der auch in verschiedene Stellungen verdreht werden kann, um unterschiedliche Erfassungsbereiche, unterschiedliche Polarisationen und/oder unterschiedliche Winkelauflösungen bezüglich unterschiedlicher Richtungen zu realisieren.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
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2 eine Ausgestaltung von in eine Scheibenwischeinrichtung zu integrierenden Komponenten eines Radarsensors,
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3 eine Scheibenwischeinrichtung in verschiedenen Stellungen, und
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4 eine Andeutung unterschiedlicher Erfassungsbereiche in unterschiedlichen Stellungen der Scheibenwischeinrichtung.
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1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist, wie grundsätzlich bekannt, eine Frontscheibe 2 und eine Heckscheibe 3 auf, denen jeweils Scheibenwischeinrichtungen 4a, 4b und 4c zugeordnet sind, die vorliegend nur schematisch angedeutet sind. Ein Aktor 5 erlaubt jeweils eine Rotationsbewegung der Scheibenwischeinrichtungen 4a–4c, um die entsprechende Scheibe 2, 3 zu reinigen. Vorliegend sind in die Scheibenwischeinrichtungen 4a, 4b und 4c jeweils Radarsensoren 6, insbesondere wenigstens deren Antennenanordnungen, integriert, um die Bewegung der Scheibenwischeinrichtungen 4a–4c zur Veränderung der Erfassungseigenschaften der Radarsensoren 6 zu nutzen. Zur weiteren Auswertung von Radardaten der Radarsensoren 6, aber auch zur Steuerung des Betriebs der Radarsensoren 6, ist eine Steuereinrichtung 7 vorgesehen, welche zum einen dazu ausgebildet ist, die Aktoren 5 anzusteuern, um die Scheibenwischeinrichtung 4a, 4b bzw. 4c und somit die Radarsensoren in bestimmte Messpositionen für den Radarsensor zu bewegen, zum anderen aber auch, den jeweiligen Radarsensor 6 zur Aufnahme von Radardaten bei Einnahme bestimmter Messpositionen anzusteuern. Die Auswahl, wann bzw. in welchen Messpositionen, mithin Stellungen der Scheibenwischeinrichtungen 4a, 4b und 4c, Radardaten aufgenommen werden, können dabei von hier nur schematisch angedeuteten weiteren Fahrzeugsystemen 8 stammen, die Radardaten der Radarsensoren 6 nutzen.
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2 zeigt einen der in Halbleitertechnologie, hier CMOS-Technologie, gefertigten Radarsensoren 6 genauer. Auf einer Leiterplatte 9 ist zunächst ein Halbleiterchip 10, hier ein CMOS-Chip, vorgesehen, der neben dem Radartransceiver des Radarsensors 6 auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente (DSP) des Radarsensors und eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert. Unmittelbar benachbart zum Halbleiterchip 10 beginnt die Antennenanordnung 11 des Radarsensors 6, welche vorliegend als Mikrostrip-Patches realisierte einzelne Antennenelemente 12 aufweist, die in verschiedenen Richtungen matrixartig aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei vorliegend in Längsrichtung 13 der Leiterplatte 9 mehr Antennenelemente 12 aufeinanderfolgen als in Querrichtung 14 der Leiterplatte 9. Das bedeutet, in Längsrichtung 13 der Leiterplatte 9 liegen mehr Empfangskanäle vor als in Querrichtung 14, so dass die Winkelauflösung bezüglich der Längsrichtung 13 höher ist als die bezüglich der Querrichtung 14. Ferner ist anzumerken, dass in der dargestellten horizontalen Stellung der Leiterplatte 9, in der die Längsrichtung 13 mithin der horizontalen entspricht, eine vertikale Polarisierung der Radarstrahlung, die von der Antennenanordnung 11 ausgesendet wird, vorgesehen ist.
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3 zeigt nun die Integration des Radarsensors 6 in die Scheibenwischeinrichtungen 4a, 4b und 4c genauer, wobei zur Verdeutlichung zwei Stellungen einer der Scheibenwischeinrichtungen 4 gezeigt sind, nämlich eine horizontale Stellung I und eine vertikale Stellung II. Ersichtlich umfasst jede Scheibenwischeinrichtung 4 eine Haltevorrichtung 15, an der austauschbar der eigentliche Scheibenwischer 16 mit einem entsprechenden Wischerblatt befestigt ist. Die Haltevorrichtung 15 selbst ist nicht austauschbar gestaltet. Der Radarsensor 6 in Form der Leiterplatte 9 ist in die Haltevorrichtung 15 integriert, und zwar derart, dass die Längsrichtung 13 der Leiterplatte 9 der Längsrichtung 17 der Scheibenwischeinrichtung 4 entspricht.
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Die Bewegung der Scheibenwischeinrichtung 4 zwischen den hier gezeigten Stellungen I und II ist durch den Pfeil 18 näher dargestellt.
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Aus 3 in Zusammenhang mit 2 kann leicht ersehen werden, dass in der vertikalen Stellung II der Scheibenwischeinrichtung 4 auch die Leiterplatte 9 in eine vertikale Stellung verbracht wurde, so dass die Antennenanordnung 11 vertikal liegt und die Elevations-Winkelmessung durch die größere Anzahl vertikaler Antennenkanäle sehr performant ist. Die Elevations-Winkelauflösung ist entsprechend hoch; die Polarisation ist aufgrund der erfolgten Drehung horizontal. Dreht sich die Scheibenwischeinrichtung 4 und mithin die Haltevorrichtung 15 in die horizontale Stellung I zurück, liegt auch die Leiterplatte 9 horizontal. Mithin ist die bezüglich 2 bereits erwähnte vertikale Polarisierung gegeben, zum anderen ist die Winkelauflösung im Azimut in dieser Stellung größer. Selbstverständlich ergeben sich dazwischen Anteile der vertikalen und horizontalen Winkelauflösung je nach der Winkelstellung der Scheibenwischeinrichtung 4, so dass sich diesbezüglich wie auch bezüglich der Polarisation eine Vielzahl möglicher, unterschiedlicher Anforderungen erfüllender Messpositionen des Radarsensors 6 einstellen lassen. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass es auch denkbar ist, in einer Art „sweep“ während der Bewegung der Scheibenwischeinrichtung 4 zwischen Endpositionen regelmäßig Radardaten aufzunehmen, um eine hervorragende Abdeckung des maximal möglichen Gesamterfassungsbereichs des Radarsensors 6 aufgrund der Bewegung zu erreichen und unterschiedliche Winkelauflösungen sowie unterschiedliche Polarisationen zu erhalten.
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Dabei sei noch darauf hingewiesen, dass sich in den unterschiedlichen Stellungen der Scheibenwischeinrichtungen 4 auch unterschiedliche Erfassungsbereiche 19 ergeben, wie die schematische Seitenansicht der 4 erläutert.
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So lässt sich trotz unverändertem, recht einfach ausgestaltetem Radarsensor 6 eine Vielzahl von Anforderungen an die Erfassungseigenschaften des Radarsensors 6 erfüllen, in dem unterschiedliche Stellungen der Scheibenwischeinrichtungen 4a, 4b und 4c und somit unterschiedliche Messpositionen des Radarsensors 6 genutzt werden, insbesondere hinsichtlich der Erfassungsbereiche 19, der Polarisation der Radarstrahlung und der Winkelauflösungen in Azimut und Elevation.
