DE102017105207A1

DE102017105207A1 - Verfahren zum Bestimmen einer Luftschalldämpfung für ein Ultraschallsignal eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, Vorrichtung, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017105207A1
Application number: DE102017105207.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Hallek
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2018-09-13

Abstract

Verfahren zum Bestimmen einer Luftschalldämpfung für ein Ultraschallsignal (8) eines Ultraschallsensors (5a, 5a') eines Kraftfahrzeugs (1) mit den Schritten:
- Senden von zumindest einem ersten und einem zweiten Ultraschallsignal (8) mit einer ersten und einer zweiten Sendeleistung in eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) mittels einer Sendeeinrichtung (6, 6') eines Ultraschallsensors (5a, 5a') des Kraftfahrzeugs (1);
- Empfangen eines ersten und eines zweiten Echos (9) mit einer ersten und einer zweiten Empfangsleistung des an einem in der Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) befindlichen Objekts (3) reflektierten ersten und zweiten Ultraschallsignals mittels einer Empfangseinrichtung (7) des Ultraschallsensors (5a, 5a');
- Bestimmen einer Entfernung (F) des Objekts (3) zum Kraftfahrzeug (1) mittels einer Erfassungseinrichtung (5b, 5b') des Kraftfahrzeugs (1); und
- Bestimmen der Luftschalldämpfung in Abhängigkeit von den beiden Sendeleistungen der Ultraschallsignale (8), von den beiden Empfangsleistungen der empfangenen Echos (9) und von der bestimmten Entfernung (F) des Objekts (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Luftschalldämpfung für ein Ultraschallsignal eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem und ein Kraftfahrzeug.
Heutige Parkassistenzsysteme, welche auf Ultraschalltechnologie basieren, werden immer mehr in Funktionen eingebunden, welche sich vom klassischen Einparkvorgang des Kraftfahrzeugs abheben. Neben der funktionsübergreifenden Verwendung von Ultraschallsensoren, wie zum Beispiel für automatische Bremsvorgänge, spielt insbesondere die Objektklassifizierung eine immer wichtigere Rolle. Dabei müssen nicht nur Objekte an sich erkannt werden, sondern es ist auch wichtig, dass der erfasste Objektabstand eine sehr hohe Genauigkeit aufweist und die daraus ermittelte Objektposition korrekt bestimmt wird. Die Bestimmung des Objektabstands wird neben der Objekteigenschaft selbst und der Sensorverbauposition vor allem durch Laufzeitunterschiede bei unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten beeinflusst. Die Korrektur dieser Unterschiede erfolgt in der Regel standardmäßig mittels festgelegten Referenzwerten in der dazugehörigen Steuereinrichtung
Die DE 10 2012 002 979 A1 offenbart eine Fahrerassistenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Ultraschallsensor, welche eine Membran zum Aussenden von Ultraschallwellen und einen Oszillator zum Erzeugen eines Oszillatorsignals zum Anregen der Membran aufweist. Des Weiteren weist das Fahrerassistenzsystem eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Ultraschallsensors auf, wobei der Oszillator ein temperaturabhängiger Oszillator ist, sodass die Frequenz des Oszillatorsignals abhängig von der Umgebungstemperatur des Ultraschallsensors ist. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, anhand eines auf der Basis des Oszillatorsignals erzeugten Sensorsignals des Ultraschallsensors die Umgebungstemperatur zu bestimmen.
Des Weiteren offenbart die EP 2 290 343 A2 ein Verfahren zur Bestimmung der Umgebungstemperatur eines Ultraschallsensors. Zur Bestimmung der Umgebungstemperatur wird das Schwingungsverhalten eines Ultraschallvibrators des Ultraschallsensors beobachtet und mit einem Referenzführungsverhalten verglichen. Die Umgebungstemperatur wird bestimmt, indem ausgehend von einer Referenztemperatur die Abweichung des Schwingungsverhaltens von dem Referenzschwingungsverhalten als ein Maß für die Abweichung der Umgebungstemperatur von der Referenztemperatur verwendet wird.
In der DE 10 2005 027 643 A1 wird eine Vorrichtung offenbart, die zur Bestimmung des Abstands eines Fahrzeuges zu einem Objekt mindestens zwei Sende- und Empfangsmittel zum Aussenden eines Signals und Empfangen von dem Objekt zurückgeworfene Echos sowie eine Elektronikeinheit aufweist. Die Vorrichtung ist dazu ausgestaltet, anhand des Empfangssignals von zumindest einem zurückgeworfenen Echo einen Abstand zu ermitteln. Die Elektronikeinheit ist dazu ausgestaltet, für insbesondere die Berechnung des Abstands von Sende- und Empfangsmitteln zueinander, Empfangssignale zurückgeworfener Echos bei verschiedenen Empfindlichkeiten der Sende- und Empfangsmittel sowie einem konstanten Abstand zum Objekt zu erfassen und die bei den verschiedenen Empfindlichkeiten aufgenommenen Empfangssignale einer Mittelwertbildung zu unterziehen.
Im Stand der Technik findet eine Anpassung des Ultraschallsensors lediglich hinsichtlich der Umgebungstemperatur statt. Da die Ultraschallsignale des Ultraschallsensors insbesondere auch durch die Luftfeuchtigkeit beeinflusst werden ist die Anpassung aus dem Stand der Technik ungenau, da eine Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit im Stand der Technik nicht mit berücksichtigt wird.
Es ist Aufgabe der folgenden Erfindung, ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches bzw. welche es ermöglicht, dass mittels eines Ultraschallsensors des Kraftfahrzeugs auch bei unterschiedlichen Bedingungen eine genauere Abstandsbestimmung von zumindest einem Objekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer momentanen beziehungsweise aktuellen Luftschalldämpfung für ein Ultraschallsignal eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs. Es wird mittels einer Sendeeinrichtung eines Ultraschallsensors des Kraftfahrzeugs zumindest ein erstes Ultraschallsignal mit einer ersten Sendeleistung in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs gesendet. Ein erstes Echo wird mit einer ersten Empfangsleistung des an einem in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts reflektierten ersten Ultraschallsignals mittels einer Empfangseinrichtung des Ultraschallsensors empfangen. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Echo um die ersten reflektierten Ultraschallsignale des in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts. Mittels einer Erfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs wird eine Entfernung des Objekts zum Kraftfahrzeug bestimmt. Mittels der Sendeeinrichtung des Ultraschallsensors wird ein zweites Ultraschallsignal mit einer zweiten, zur ersten unterschiedlichen, Sendeleistung in die Umgebung des Kraftfahrzeugs gesendet. Mittels der Empfangseinrichtung des Ultraschallsensors wird ein zweites Echo mit einer zweiten Empfangsleistung des an in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts reflektierten zweiten Ultraschallsignals empfangen. Insbesondere wird das zweite Echo des an in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts reflektierten zweiten Ultraschallsignals empfangen. In Abhängigkeit von den beiden Sendeleistungen der Ultraschallsignale und in Abhängigkeit von den beiden Empfangsleistungen der empfangenen Echos und in Abhängigkeit von der bestimmten Entfernung des Objekts wird die Luftschalldämpfung bestimmt.
Dadurch kann die Messgenauigkeit von Ultraschallsensoren auch bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen erhöht werden.
Insbesondere ist die Reihenfolge der genannten Schritte nicht als zwingende zeitliche Abfolge zu verstehen. Die Schritte können in ihrer Abfolge auch anderweitig durchgeführt werden.
Bei der Erfassungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Radareinrichtung oder eine Lasereinrichtung des Kraftfahrzeugs handeln, welche die Entfernung des Objekts bestimmen können. Ebenfalls möglich ist das der Ultraschallsensor zur Entfernungsbestimmung eingesetzt wird. Dabei kann beispielsweise ein erster Schätzwert der Luftschalldämpfung genutzt werden, um die Entfernung des Objekts zumindest im Wesentlichen einzuschätzen.
Mit anderen Worten wird die Sendeleistung beziehungsweise kann auch die Empfangsverstärkung variiert werden. Ein daraus erhaltener Delta-Wert der Signalamplitude wird in das Verhältnis zur Veränderung der Sendeleistung/Empfangsverstärkung gesetzt. Mittels des Verfahrens kann also die Luftschalldämpfung bestimmt werden, so dass eine Abstandsbestimmung mittels des Ultraschallsensors verbessert werden kann. Insbesondere kann somit bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, insbesondere bei variablen Temperaturen und/oder variablen Luftfeuchtigkeiten, die Entfernung des Objekts besser bestimmt werden, sodass die Messgenauigkeit des Ultraschallsensors bei der Abstandsmessung eines Objekts in der Umgebung des Kraftfahrzeugs verbessert ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann eine Differenz der Sendeleistungen und eine Differenz der Empfangsleistungen bestimmt werden und die Luftschalldämpfung in Abhängigkeit der Differenzen und in Abhängigkeit der Entfernung des Objekts bestimmt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Differenz zwischen der Differenz der Sendeleistungen und einer Differenz der Empfangsleistungen ins Verhältnis zur Entfernung des Objekts gesetzt wird und somit die Luftschalldämpfung, welche in Dezibel/Meter [dB/m] angegeben wird, bestimmt wird. Dadurch kann sehr einfach ohne großen Rechenaufwand die Luftschalldämpfung bestimmt werden. Insbesondere kann eine lineare Abhängigkeit der Luftschalldämpfung von der Differenz der Sendeleistungen, der Differenz der Empfangsleistungen und der Entfernung auftreten. Insbesondere kann die Luftschalldämpfung von der Differenz der Sendeleistungen linear abhängig sein, von der Differenz der Empfangsleistung linear abhängig sein und von der Entfernung des Objekts linear abhängig sein. Insbesondere kann die Luftschalldämpfung LD mit der Formel: $L D = \frac{Δ S L - Δ E L}{F}$
wobei Δ für eine Differenz, SL für die Sendeleistungen, EL für die Empfangsleistungen und F für die Entfernung zum Objekt stehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Bestimmung der Luftschalldämpfung während zumindest eines Stillstands des Kraftfahrzeugs in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Insbesondere kann somit beispielsweise bei gestartetem Motor und im Stillstand des Kraftfahrzeugs das Verfahren durchgeführt werden, sodass der Ultraschallsensor aktuelle Werte erhält, um den Abstand zu einem Objekt noch umgebungsspezifischer und aktuell bestimmen zu können.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Luftschalldämpfung beim stillstehenden Kraftfahrzeug als auch einem stillstehenden Objekt bestimmt wird. Insbesondere kann bei Stillstand des Kraftfahrzeugs ein mehrmaliges Messen und Bestätigen des zu bestimmenden Abstands zwischen Kraftfahrzeug und dem Objekt durchgeführt werden. Somit kann das Ergebnis der Bestimmung der Luftschalldämpfung verifiziert werden, so dass die Bestimmung der Luftschalldämpfung noch genauer und zuverlässiger erfolgen kann, da sich durch das sich nicht bewegende Kraftfahrzeug und das sich nicht bewegende Objekt keine Abstandsveränderung während der Messung ergibt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das zweite Ultraschallsignal mit einer höheren zweiten Sendeleistung als das erste Ultraschallsignal mit der ersten Sendeleistung erzeugt werden oder das erste Ultraschallsignal mit einer höheren ersten Sendeleistung als das zweite Ultraschallsignal mit der zweiten Sendeleistung erzeugt werden. Insbesondere, wenn die zweite Sendeleistung höher als die erste Sendeleistung ist, kann auch bei dem entsprechenden Echo eine größere Differenz bei der Empfangsleistung mit einer höheren Auflösung festgestellt werden, sodass das Verfahren sehr genau und zuverlässig durchgeführt werden kann. Sollte beispielsweise die Sendeleistung des Ultraschallsensors beim Maximum angekommen sein, jedoch noch keine signifikante, d.h. noch keine für das Verfahren messbare Größenänderung bei der Empfangsleistung zu erkennen sein, so kann auch die zweite Sendeleistung niedriger als die erste Sendeleistung erzeugt werden, sodass es ermöglicht ist, das Verfahren auch unter verschiedensten Bedingungen, insbesondere Umgebungsbedingungen, durchführen zu können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann als Objekt ein außerhalb einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildetes und an dem Kraftfahrzeug ortsfest angeordnetes Kraftfahrzeugbauteil zur Bestimmung der Entfernung genutzt werden. Beispielweise kann es sich dabei um ein Anbauteil des Kraftfahrzeugs handeln, welches beispielsweise als Fahrradträger oder Anhängerkupplung ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise das Verfahren nicht nur bei Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann, sondern auch beim Fortbewegen des Kraftfahrzeugs, sprich wenn das Fahrzeug sich bewegt, erfolgen kann, da ein fester Abstand zu dem Kraftfahrzeugbauteil auch bei Bewegung des Kraftfahrzeugs gegeben ist. Somit kann eine aktuelle Bestimmung der Luftschalldämpfung nicht nur bei Stillstand des Kraftfahrzeugs sondern auch bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, so dass die Aktualität der Bestimmung der Luftschalldämpfung verbessert ist.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn als Objekt eine Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, zur Bestimmung der Luftschalldämpfung genutzt wird.
Somit kann, sollte sich kein anderes Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befinden, auch die Fahrbahn als Objekt genutzt werden, sodass die Bestimmung der Luftschalldämpfung in vielen Fahrsituationen möglich ist. Beispielsweise können dann die Schwellwerte, ab wann ein Objekt als Objekt erkannt wird (bezüglich der Empfangsleistungen), gesenkt werden, sodass auch über die Bodenreflexion die Bestimmung der Luftschalldämpfung ermöglicht ist.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Temperatur des Ultraschallsensors bei der Bestimmung der Luftschalldämpfung mit berücksichtigt wird. Durch die Berücksichtigung der Temperatur des Ultraschallsensors kann ein Anhaltspunkt für die Außentemperatur geliefert werden, sodass diese insbesondere als erster Schätzwert für die tatsächliche Außentemperatur verwendet werden kann, bis die tatsächliche Luftschalldämpfung bestimmt ist. Es können auch weitere Temperaturen von weiteren Ultraschallsensoren, die beispielsweise an anderen Bereichen des Kraftfahrzeugs angeordnet sein können mit berücksichtigt werden und es kann dann beispielsweise ein Mittelwert dieser Temperaturen gebildet werden. Dadurch kann das Verfahren noch genauer durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann eine Temperatur eines Temperatursensors eines zum Ultraschallsensor extern, insbesondere beabstandet, angeordneten Temperatursensors des Kraftfahrzeugs bei der Bestimmung der Luftschalldämpfung mit berücksichtigt werden. Durch die Anbringung der Ultraschallsensoren an verschiedenen Bereichen, beispielsweise Frontbereich oder Heckbereich des Kraftfahrzeugs, können bei den jeweiligen Ultraschallsensoren unterschiedlichen Temperaturen auftreten. Beispielsweise kann der Ultraschallsensor im Heckbereich verschattet sein, während der Ultraschallsensor im Frontbereich in der prallen Sonne ist. Mittels des Temperatursensors des Kraftfahrzeugs kann ein zu den Temperaturwerten der Ultraschallsensoren zusätzlicher Wert mit berücksichtigt werden, um die Luftschalldämpfung noch zuverlässiger bestimmen zu können.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn eine Feuchtigkeit eines Feuchtigkeitssensors des Kraftfahrzeugs oder eine Feuchtigkeit des Ultraschallsensors bei der Bestimmung der Luftschalldämpfung mit berücksichtigt wird. Da insbesondere die Luftschalldämpfung neben der Temperatur auch abhängig von der Feuchtigkeit ist, kann somit zur Bestimmung der Luftschalldämpfung ein weiterer Wert hinzugefügt werden, um die Luftschalldämpfung noch zuverlässiger bestimmen zu können.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Bestimmung der Luftschalldämpfung durch ein Signal einer Funktionseinheit des Kraftfahrzeugs gestartet wird. Bei der Funktionseinheit kann es sich beispielsweise um einen Parkhebel des Kraftfahrzeugs handeln. So kann beispielsweise, sollte der Parkhebel in Parkstellung gebracht werden, das Verfahren durchgeführt werden. Da das Kraftfahrzeug in der Parkstellung sich in einem Stillstand befindet, kann somit ein Startsignal erzeugt werden, um das Verfahren durchzuführen. Ebenfalls möglich ist, dass beispielsweise durch ein Schlüsselelement, welches das Kraftfahrzeug vor einem Fahrtantritt aufschließt als Funktionseinheit angesehen werden kann. Somit kann vor Fahrtantritt nach Betätigung des Schlüssels (sprich der Funktionseinheit) die Luftschalldämpfung bestimmt werden, sodass der Fahrer bereits mit aktualisierten Werten der Luftschalldämpfung den Ultraschallsensor nutzen kann. Somit kann die Genauigkeit des Ultraschallsensors bereits vor Fahrtantritt erhöht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Luftschalldämpfung abhängig von einem Mittelwert aus einer mit dem ersten Ultraschallsensor bestimmten Luftschalldämpfung und aus einer mit einem zweiten Ultraschallsensor bestimmten Luftschalldämpfung bestimmt werden. Beispielsweise können die Ultraschallsensoren nebeneinander in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Es ist ebenfalls möglich, dass ein Ultraschallsensor an einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und ein Ultraschallsensor an einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und der Mittelwert aus den Luftschalldämpfungen dieser beiden Ultraschallsensoren gebildet wird. Insbesondere können somit Umgebungsunterschiede, welche beispielsweise durch eine unterschiedliche Umgebungstemperatur und/oder Umgebungsluftfeuchtigkeit entstehen, ausgeglichen werden. Insbesondere kann somit durch die Mittelwertbildung die Luftschalldämpfung noch genauer bestimmt werden, was zu einer Erhöhung der Genauigkeit der Abstandsmessung führt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Luftschalldämpfung für ein Ultraschallsignal eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Ultraschallsensor und einer Erfassungseinrichtung, wobei die Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens, wie oben erläutert, ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest einer Vorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftfahrzeug ausgebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems sowie des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen, wobei die Vorrichtung, das Fahrerassistenzsystem bzw. das Kraftfahrzeug dazu gegenständliche Merkmale, wie Sensoren und/oder Auswerteeinheit und/oder Steuereinheit, aufweist, die die Durchführung der Verfahrensschritte ermöglichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die 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 der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch aus den separierten Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
2 ein schematisches Weg-Leistungs-Diagramm zur Bestimmung der Luftschalldämpfung.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in der Umgebung 4 des Kraftahrzeugs 1 befindet erfasst werden. Insbesondere kann mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Abstand zwischen dem Kraftahrzeug 1 und dem Objekt 3 bestimmt werden.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest eine Vorrichtung 5. Die Vorrichtung 5 wiederum weist zumindest einen Ultraschallsensor 5a und eine Erfassungseinrichtung 5b auf. Die Erfassungseinrichtung 5b kann beispielsweise durch den Ultraschallsensor 5a selbst gebildet sein. Ebenfalls möglich ist, dass die Erfassungsrichtung 5b als ein Radarsensor bzw. als ein Lidarsensor ausgebildet ist oder diesen aufweist. Der Ultraschallsensor 5a umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mittels welcher zumindest ein Ultraschallsignal 8, insbesondere mehrere Ultraschallsignale 8, ausgesendet werden kann. Die Vorrichtung 5 ist vorliegend an einem Frontbereich des Kraftahrzeugs 1 angeordnet. Die Vorrichtung 5 kann auch an anderen Bereichen, beispielsweise an einem Heckbereich oder einem Seitenbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet werden. Das folgende Beispiel ist also nicht abschließend zu betrachten, sondern dient lediglich zur Veranschaulichung.
Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Ultraschallsignale 8 innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs E bzw. eines vorbestimmten Winkelbereichs ausgesendet werden.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 5 eine Empfangseinrichtung 7, mittels welcher reflektierte Ultraschallsignale als Echos 9, welche vom Objekt 3 reflektiert wurden, empfangen werden können. Mit der Empfangseinrichtung 7 können also von dem Objekt 3 reflektierte Ultraschallsignale 9 als Empfangssignal empfangen werden. Ferner kann die Vorrichtung 5 eine Steuerungseinrichtung, die beispielsweise durch ein Mikrocontroller und/oder ein digitalen Signalprozessor gebildet sein kann, aufweisen. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 10, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU-electronic control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Steuerungseinrichtung 10 ist zur Datenübertragung mit der Vorrichtung 5 verbunden. Die Datenübertragung kann beispielsweise über den Datenbus des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.
Des Weiteren ist in 1 gezeigt, dass das Kraftfahrzeug 1 eine zweite Vorrichtung 5' aufweisen kann, welche in einem Heckbereich des Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist. Die zweite Vorrichtung 5' kann ebenfalls, wie die Vorrichtung 5, einen Ultraschallsensor 5a', eine Erfassungseinrichtung 5b', eine Sendeeinrichtung 6' und eine Empfangseinrichtung 7' aufweisen.
Um nun die Luftschalldämpfung für die Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 zu bestimmen, wird zumindest ein erstes Ultraschallsignal 8 mit einer ersten Sendeleistung mittels der Sendeeinrichtung 6 ausgesendet. Das Objekt 3 reflektiert das ausgesendete Ultraschallsignal 8. Mittels der Empfangseinrichtung 7 kann dann das reflektierte Echo 9 empfangen werden. Das erste empfangene Echo 9 wird mit einer ersten Empfangsleistung empfangen. Mittels der Sendeeinrichtung 6 wird dann ein zweites Ultraschallsignal 8 mit einer zweiten Sendeleistung ausgesendet, welche zur ersten Sendeleistung unterschiedlich ist. Das Objekt 3 reflektiert auch das zweite Ultraschallsignal 8. Das zweite reflektierte Echo 9 wird dann wiederum mittels der Empfangseinrichtung 7 mit einer zweiten Empfangsleistung empfangen. Mittels der Erfassungseinrichtung 5b kann beispielsweise eine Entfernung F (2) zwischen dem Objekt 3 und dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden. Ebenfalls möglich ist, dass mittels des Ultraschallsensors 5a die Entfernung F zum Objekt 3 bestimmt wird, wobei insbesondere dann die Entfernung F zum Objekt 3 vorerst abgeschätzt wird. Die Luftschalldämpfung wird dann in Abhängigkeit der beiden Sendeleistungen der Ultraschallsignale 8 und in Abhängigkeit der beiden Empfangsleistungen der empfangenen Echos 9 und in Abhängigkeit der bestimmten Entfernung F des Objekts 3 bestimmt.
Die Bestimmung der Luftschalldämpfung kann insbesondere im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführt werden. Insbesondere kann sich dabei das Kraftfahrzeug 1 in einem Stillstand befinden, mit anderen Worten sich nicht bewegen. Dadurch kann sehr genau die Entfernung F zum Objekt 3 anhand des erläuterten Verfahrens bestimmt werden. Insbesondere ist das Objekt 3 ebenfalls im Stillstand. Sollte sich kein Objekt 3 in der Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 befinden, so kann auch eine Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 befindet, zur Bestimmung der Luftschalldämpfung genutzt werden. Hierzu können dann beispielsweise die Schwellwerte für die Empfangsleistungen gesenkt werden, bei welchem das Objekt 3 normalerweise erst erkannt werden würde.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung der Luftschalldämpfung dann durchgeführt wird, wenn eine Funktionseinheit 14 des Kraftfahrzeugs 1 ein Signal an die Steuerungseinrichtung 10 zum Starten der Bestimmung der Luftschalldämpfung sendet. Beispielsweise kann es sich bei der Funktionseinheit 14 um einen Parkhebel des Kraftfahrzeugs 1 oder um ein Schlüsselelement des Kraftfahrzeugs 1 handeln. Beispielsweise kann dann vorgesehen sein, dass die Bestimmung der Luftschalldämpfung durchgeführt wird, wenn der Parkhebel in einer Parkposition ist, weil sich dann das Kraftfahrzeug 1 nicht fortbewegt aber insbesondere schon gestartet ist. Ebenfalls möglich ist, dass beispielsweise das Schlüsselelement als Funktionseinheit 14 angesehen wird, wobei dann bei einem Aufschließen des Kraftfahrzeugs 1 mittels des Schlüsselelements die Bestimmung der Luftschalldämpfung gestartet wird. Somit kann vor Fahrtantritt die aktuelle Luftschalldämpfung der Umgebung 4 bestimmt werden. Dadurch kann aktuell und an die spezifischen Umgebung 4 angepasst die Luftschalldämpfung bestimmt werden, wodurch eine verbesserte Abstandsmessung zum Objekt 3 durchgeführt werden kann.
Ebenfalls möglich ist, dass, sollte sich kein Objekt 3 in der Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 befinden, beispielsweise ein Kraftfahrzeugbauteil 11, welches beispielsweise vorliegend als Anhängerkupplung ausgebildet ist, für die Bestimmung der Luftschalldämpfung herangezogen werden kann. Insbesondere kann dann, wie in 1 gezeigt, mittels der zweiten Vorrichtung 5' das erfindungsgemäße Verfahren mittels des Kraftfahrzeugbauteils 11 durchgeführt werden.
Das Kraftfahrzeug 1 kann ferner einen Temperatursensor 12 und/oder einen Feuchtigkeitssensor 13 aufweisen. Ebenfalls möglich ist, dass der Ultraschallsensor 5a einen ultraschallsensorinternen Temperatursensor 15 aufweist. Die Temperaturdaten des Temperatursensors 12 und/oder des Temperatursensors 15 und/oder Feuchtigkeitsdaten des Feuchtigkeitssensors 13 können bei der Bestimmung der Luftschalldämpfung mit berücksichtigt werden, sodass die Bestimmung der Luftschalldämpfung, welche insbesondere abhängig von einer Temperatur und einer Luftfeuchtigkeit der Umgebung 4 ist, noch zuverlässiger durchgeführt werden kann.
2 zeigt ein schematisches Weg-Leistungs-Diagramm. Bei dem Diagramm 16 ist insbesondere auf einer Abszisse A ein Abstand in Metern [m] aufgetragen, während auf einer Ordinate O eine Leistung in Dezibel [dB] aufgetragen ist. Das Diagramm 16 zeigt im Punkt A die erste Sendeleistung, mittels welchem das erste Ultraschallsignal 8 des Ultraschallsensors 5a in die Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 gesendet wird. In der Entfernung F, zwischen Ultraschallsensor 5a und Objekt 3, trifft das Ultraschallsignal 8 auf das Objekt 3 und reflektiert das gesendete Ultraschallsignal 8, welches durch die Empfangseinrichtung 7 mit einer ersten Empfangsleistung als Echo 9 empfangen werden kann (durch den Punkt C dargestellt). Mit anderen Worten verliert das ausgesendete Ultraschallsignal 8 durch die Entfernung F des Objekts 3 Energie. Dieser Verlust ist durch den Leistungsverlust 17 (Differenz zwischen der Leistung im Punkt A und dem Punkt C) dargestellt.
Um das Verfahren durchzuführen, wird nun mittels der Sendeeinrichtung 6 des Ultraschallsensors 5a ein zweites Ultraschallsignal 8 mit einer zweiten Sendeleistung, welche insbesondere höher ist als die erste Sendeleistung ausgesendet. Dies wird durch den Punkt B dargestellt. Bei der Entfernung F trifft das mit der zweiten Sendeleistung ausgesendete Ultraschallsignal 8 auf das Objekt 3 und reflektiert das zweite Ultraschallsignal 8. Mittels der Empfangseinrichtung 7 kann dann eine zweite Empfangsleistung eines Echos 9 erfasst werden. Dies ist durch den Punkt D dargestellt. Die Differenz zwischen der ersten Sendeleistung und der zweiten Sendeleistung ist durch die Differenz 18 (Differenz der Leistung zwischen Punkt A und Punkt B) im Diagramm 16 dargestellt. Die Differenz der Empfangsleistungen der Echos 9 ist durch die Differenz 19 (Differenz zwischen den Leistungen im Punkt C und D) dargestellt.
Die Luftschalldämpfung kann in Abhängigkeit der Differenz 18 der Sendeleistungen und die Differenz 19 der Empfangsleistungen sowie der Entfernung F bestimmt werden.
Sollte es beispielsweise nicht möglich sein, dass die zweite Sendeleistung höher gesetzt wird, als die erste Sendeleistung, weil beispielsweise das Maximum der Sendeleistung der Sendeeinrichtung 6 erreicht ist, ohne dass sich eine messbare bzw. signifikante Differenz 19 der Empfangsleistungen gebildet hat, so kann auch die zweite Sendeleistung niedriger als die erste Sendeleistung sein.
Ebenfalls möglich ist, dass die Luftschalldämpfung abhängig von einem Mittelwert aus der durch den ersten Ultraschallsensor 5a bestimmten Luftschalldämpfung und aus einer mit dem zweiten Ultraschallsensor 5a' bestimmten Luftschalldämpfung bestimmt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012002979 A1 [0003]
EP 2290343 A2 [0004]
DE 102005027643 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Luftschalldämpfung für ein Ultraschallsignal (8) eines Ultraschallsensors (5a, 5a') eines Kraftfahrzeugs (1) mit den Schritten: - Senden von zumindest einem ersten Ultraschallsignal (8) mit einer ersten Sendeleistung in eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) mittels einer Sendeeinrichtung (6, 6') eines Ultraschallsensors (5a, 5a') des Kraftfahrzeugs (1); - Empfangen eines ersten Echos (9)mit einer ersten Empfangsleistung des an einem in der Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) befindlichen Objekts (3) reflektierten ersten Ultraschallsignals mittels einer Empfangseinrichtung (7) des Ultraschallsensors (5a, 5a'); - Bestimmen einer Entfernung (F) des Objekts (3) zum Kraftfahrzeug (1) mittels einer Erfassungseinrichtung (5b, 5b') des Kraftfahrzeugs (1); - Senden von zumindest einem zweiten Ultraschallsignal (8) mit einer zweiten, zur ersten unterschiedlichen Sendeleistung in die Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) mittels der Sendeeinrichtung (6, 6') des Ultraschallsensors (5a, 5a'); - Empfangen eines zweiten Echos (9) mit einer zweiten Empfangsleistung des an in der Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) befindlichen Objekts (3) reflektierten zweiten Ultraschallsignals mittels der Empfangseinrichtung (7, 7') des Ultraschallsensors (5a, 5a'); und - Bestimmen der Luftschalldämpfung in Abhängigkeit von den beiden Sendeleistungen der Ultraschallsignale (8) und in Abhängigkeit von den beiden Empfangsleistungen der empfangenen Echos (9) und in Abhängigkeit von der bestimmten Entfernung (F) des Objekts (3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz (18) der Sendeleistungen und eine Differenz (19) der Empfangsleistungen bestimmt wird und die Luftschalldämpfung in Abhängigkeit der Differenzen (18, 19) und in Abhängigkeit der Entfernung (F) des Objekts (3) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Luftschalldämpfung während zumindest eines Stillstands des Kraftfahrzeugs (1) in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (1) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftschalldämpfung bei einem stillstehenden Kraftfahrzeug (1) und bei einem stillstehenden Objekt (3) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ultraschallsignal (8) mit einer höheren zweiten Sendeleistung als das erste Ultraschallsignal (8) mit der ersten Sendeleistung erzeugt wird oder das erste Ultraschallsignal (8) mit einer höheren ersten Sendeleistung als das zweite Ultraschallsignal (8) mit der zweiten Sendeleistung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Objekt (3) ein außerhalb einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (1) ausgebildetes und an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnetes Kraftfahrzeugbauteil (11) zur Bestimmung der Entfernung (F) genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Objekt (3) eine Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug (1) befindet, zur Bestimmung der Luftschalldämpfung genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Ultraschallsensors (5a, 5a') bei der Bestimmung der Luftschalldämpfung mit berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur eines Temperatursensors (12) eines zum Ultraschallsensor (5a, 5a') extern angeordneten Temperatursensors (12) des Kraftfahrzeugs (1) bei der Bestimmung der Luftschalldämpfung mit berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feuchtigkeit eines Feuchtigkeitssensors (13) des Kraftfahrzeugs (1) oder eine Feuchtigkeit des Ultraschallsensors (5a, 5a') bei der Bestimmung der Luftschalldämpfung mit berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Luftschalldämpfung durch ein Signal einer Funktionseinheit (14) des Kraftfahrzeugs (1) gestartet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftschalldämpfung abhängig von einem Mittelwert aus einer mit dem ersten Ultraschallsensor (5a) bestimmten Luftschalldämpfung und aus einer mit einem zweiten Ultraschallsensor (5a') bestimmten Luftschalldämpfung bestimmt wird.
Vorrichtung (5) zum Bestimmen einer Luftschalldämpfung für ein Ultraschallsignal (8) eines Ultraschallsensors (5a, 5a') eines Kraftfahrzeugs (1), mit zumindest einem Ultraschallsensor (5a, 5a') und einer Erfassungseinrichtung (5b), wobei die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Fahrerassistenzsystem (2) mit zumindest einer Vorrichtung (5) nach Anspruch 13.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 14.