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Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Schutz einer Fahrzeugscheibe vor einem sich in Richtung der Fahrzeugscheibe bewegenden Objekt. Sie betrifft auch einen Datenträger mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei Fahrzeugscheiben, beispielsweise von Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugen, kommt es vor, dass Objekte darauf auftreffen. Dies können beispielsweise aufgewirbelte Steine, unaufmerksame Vögel oder herabfallende Pflanzenteile sein. Solche Objekte können die Fahrzeugscheiben beschädigen oder sogar zerstören.
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Aus der
DE 10 2005 051 218 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Scheibenwisch- und Scheibenwaschanlage eines Fahrzeugs bekannt. Ziel davon ist es, die Sicht eines Fahrers zu verbessern, wenn eine Materialmenge auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs geschleudert wird. Hierzu ermittelt ein Sensor einen Abstand und/oder eine Näherungsgeschwindigkeit der sich dem Fahrzeug nähernden Materialmenge und löst erforderlichenfalls einen Wischvorgang und/oder einen Waschvorgang aus.
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Diese Lösung sorgt zwar für eine saubere Fahrzeugscheibe, schützt die Fahrzeugscheibe jedoch nicht vor einer Beschädigung durch den Aufschlag der Materialmenge.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Stand der Technik zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen angegebenen Gegenstände gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen hiervon sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Demnach werden ein System und ein Verfahren zum Schutz einer Fahrzeugscheibe vor einem sich in Richtung der Fahrzeugscheibe bewegenden Objektes vorgeschlagen, sowie ein Datenträger mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei der Fahrzeugscheibe handelt es sich insbesondere um eine Windschutzscheibe bzw. Frontscheibe des Fahrzeugs. Das System bzw. das Verfahren bzw. der Datenträger kann zum Schutz der Fahrzeugscheibe eines beliebigen Fahrzeugs eingesetzt werden, insbesondere eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs. Die Erfindung kann sich daher auch auf ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug beziehen, das über dieses System bzw. diesen Datenträger verfügt bzw. bei dem das Verfahren angewandt wird. Bevorzugt wird das System bzw. das Verfahren bzw. der Datenträger bei einem Kraftfahrzeug, wie einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, zum Schutz einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs eingesetzt.
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Es ist eine Sensorik zur Erfassung des sich in Richtung der Fahrzeugscheibe bewegenden Objektes vorgesehen. Wie Eingangs erläutert, kann es sich bei dem Objekt beispielsweise um einen Stein, einen Vogel, einen Ast etc. handeln. Die Sensorik ist entsprechend dazu geeignet, solche Objekte zu erfassen. Des Weiteren ist eine Scheibenwischeinrichtung zur Reinigung der Fahrzeugscheibe vorgesehen. Hierbei kann es sich insbesondere um einen an sich bekannten Scheibenwischer handeln.
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Es ist nun außerdem vorgesehen, dass die Scheibenwischeinrichtung so bewegt wird, dass das Objekt auf die Scheibenwischeinrichtung auftrifft. Damit schlägt das Objekt nicht mehr unmittelbar auf die Fahrzeugscheibe auf, sondern stattdessen auf die Scheibenwischeinrichtung.
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Das System zum Schutz der Fahrzeugscheibe ist also dazu ausgeführt, die Scheibenwischeinrichtung so zu bewegen, dass das Objekt auf die Scheibenwischeinrichtung auftrifft. Das System verfügt also über entsprechende Mittel, insbesondere Steuerungs- und/oder Regelungsmittel, um die Scheibenwischeinrichtung dementsprechend zwischen die Fahrzeugscheibe und das Objekt zu bewegen.
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Die Scheibenwischeinrichtung verfügt über eine im Vergleich zur Fahrzeugscheibe erhöhte Flexibilität bzw. Nachgiebigkeit. Sie nimmt somit zumindest einen Teil der Aufschlagsenergie des Objekts auf und verhindert dadurch die Beschädigung oder Zerstörung der Fahrzeugscheibe. Eine Beschädigung oder Zerstörung der Scheibenwischeinrichtung kann häufig in Kauf genommen werden, da dies regelmäßig ein geringerer wirtschaftlicher Schaden ist, als eine Beschädigung oder Zerstörung der Fahrzeugscheibe. Außerdem ist eine Scheibenwischeinrichtung im Gegensatz zu einer Fahrzeugscheibe normalerweise einfach und vielerorts zu ersetzen.
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Bevorzugt weist die Sensorik zumindest einen von LIDAR-System (LIDAR = Light detection and ranging), RADAR-System (RADAR = radio detection and ranging) Ultraschallsensorsystem und Kamerasystem auf, um das Objekt zu erfassen. Es könnten allerdings auch andere geeignete Sensorsysteme eingesetzt werden. Ein bevorzugt eingesetztes Kamerasystem weist zumindest zwei Videokameras auf, um eine dreidimensionale Erfassung des Objekts zu ermöglichen. Bevorzugt sind mehrere Sensorsysteme in der Sensorik vereint. Somit können die jeweiligen Stärken der Sensorsysteme ausgenutzt und die jeweiligen Schwächen minimiert werden.
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Das oder die zum Schutz der Fahrzeugscheibe eingesetzten Sensorsysteme können in dem Fahrzeug bereits zu anderen Zwecken vorgesehen sein, beispielsweise für einen Notbremsassistenten und/oder zum (teil-)autonomen Führen des Fahrzeugs und/oder zur Warnung eines Insassen des Fahrzeugs. Bei der Sensorik kann es sich also um eine ohnehin vorhandene Umfeldsensorik des Fahrzeugs handeln. Auch die erforderlichen Berechnungsmittel können in Form eines oder mehreren Steuergeräten bereits im Fahrzeug vorhanden sein, beispielsweise zur Ansteuerung oder Auswertung bestimmter ohnehin vorhandener Fahrzeugsysteme.
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Besonders bevorzugt ist das Schutzsystem dazu ausgeführt, eine voraussichtliche Trajektorie des Objekts zu ermitteln. Das System ermittelt also anhand der vorliegenden Informationen der Sensorik, wie insbesondere eine Position und einen Bewegungsvektor des Objekts (Bewegungsrichtung im Raum und Bewegungsgeschwindigkeit), einen voraussichtlichen Bewegungspfad des Objekts in Richtung der Fahrzeugscheibe. Außerdem ist das Schutzsystem dann dazu ausgeführt, anhand der Trajektorie einen voraussichtlichen Aufschlagspunkt des Objekts auf der Fahrzeugscheibe zu ermitteln. Hierbei wird insbesondere auch eine Eigenbewegung des Fahrzeugs mitberücksichtigt.
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Somit kann die Scheibenwischeinrichtung an genau diesen Aufschlagspunkt bewegt werden. Bevorzugt ist das System also dazu ausgeführt, die Scheibenwischeinrichtung an den mittels der Trajektorie ermittelten voraussichtlichen Aufschlagspunkt zu bewegen.
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Das System kann dazu ausgeführt sein, einen Wischvorgang der Scheibenwischeinrichtung zum richtigen Zeitpunkt und mit der passenden Geschwindigkeit auszulösen, sodass sich diese zum voraussichtlichen Aufschlagszeitpunkt am Aufschlagspunkt befindet. Die Scheibenwischeinrichtung wird dann also dazu veranlasst, einen an sich gewöhnlichen Wischvorgang auszuführen. Das System wählt die Geschwindigkeit und den Startzeitpunkt des Wischvorgangs so, dass sich die Scheibenwischeinrichtung zum Aufschlagszeitpunkt am Aufschlagspunkt einfindet.
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Alternativ dazu kann das System dazu ausgeführt sein, die Scheibenwischeinrichtung, beispielsweise durch eine Regelung oder Steuerung eines Antriebs der Scheibenwischeinrichtung, an dem voraussichtlichen Aufschlagspunkt zu positionieren. In diesem Fall führt die Scheibenwischeinrichtung also keinen gewöhnlichen Wischvorgang durch, sondern wird von dem vorgeschlagenen Schutzsystem gezielt an den Aufschlagspunkt hinbewegt, um dort gegebenenfalls so lange zu verharren, bis das Objekt dort aufschlägt.
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Mit fortschreitender Zeit ändert das Objekt seine Position bezüglich der Fahrzeugscheibe und gegebenenfalls seinen Bewegungsvektor. Die von der Sensorik entsprechend erfassten, veränderten Informationen können genutzt werden, um die Trajektorie und damit den Aufschlagspunkt (insbesondere laufend) neu zu ermitteln. Der voraussichtliche Aufschlagspunkt wird dadurch mit zunehmender Genauigkeit an den tatsächlichen Aufschlagspunkt angenähert. Entsprechend kann die Scheibenwischeinrichtung immer genauer zu dem tatsächlichen Aufschlagspunkt bewegt werden. Somit erhöht sich die Chance, dass das Objekt die Scheibenwischeinrichtung anstatt der Scheibe trifft.
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Bevorzugt weist die Scheibenwischeinrichtung einen Abweisschild für eintreffende Objekte auf. Ein solches Abweisschild kann beispielsweise eine extra Verbreiterung der Scheibenwischeinrichtung sein. Das Abweisschild dient also dazu, um die Trefferfläche für eintreffende Objekte zu vergrößern. Ein solches Abweisschild kann aerodynamisch vorteilhaft geformt sein. Durch das Abweisschild vergrößert sich die Chance, dass die Scheibenwischeinrichtung anstatt der Scheibe getroffen wird.
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Insbesondere besteht das Abweisschild aus besonders elastischem Material oder weist ein solches Material auf. Hierdurch kann besonders viel Aufschlagsenergie von dem Objekt aufgenommen werden. Ein geeignetes Material kann beispielsweise Schaumstoff und/oder Weichgummi sein. Porengummi ist ein besonders geeignetes Material.
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Das System kann dazu ausgeführt sein bzw. das Verfahren kann vorsehen, dass das sich in Richtung der Fahrzeugscheibe bewegende Objekt entsprechend seiner Gefährdung für die Fahrzeugscheibe kategorisiert wird. Als Kategorien können also zumindest „potentiell gefährlich“ und „ungefährlich“ vorgesehen sein. Ein als potentiell gefährlich kategorisiertes Objekt kann die Fahrzeugscheibe beschädigen oder zerstören. Ein als ungefährlich kategorisiertes Objekt kann die Fahrzeugscheibe weder beschädigen, noch zerstören. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass das System die Scheibenwischeinrichtung nur dann betätigt, wenn das Objekt als potentiell gefährlich für die Fahrzeugscheibe kategorisiert wurde.
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Insbesondere wird diese Kategorisierung anhand der Form und/oder Größe des Objekts vorgenommen. Somit können beispielsweise Blätter oder kleine Insekten als solche erkannt und als ungefährlich kategorisiert werden, während beispielsweise größere Äste, Steine oder Vögel als solche erkannt und als potentiell gefährlich kategorisiert werden können.
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Insbesondere wenn die Sensorik ein LIDAR- und/oder RADAR-System aufweist, kann aus dem Rückstrahlverhalten des Objekts auf das Objektmaterial geschlossen werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass unterschiedliche Materialien unterschiedliche Rückstrahlverhalten für RADAR- bzw. LIDAR-Strahlen aufweisen. Das Rückstrahlverhalten kann also ebenfalls dazu genutzt werden, das sich in Richtung der Fahrzeugscheibe bewegende Objekt zu kategorisieren.
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Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens zum Schutz einer Fahrzeugscheibe werden zumindest:
- • das sich in Richtung der Fahrzeugscheibe bewegendes Objekt erfasst, und
- • die Scheibenwischeinrichtung zur Reinigung der Fahrzeugscheibe so bewegt, dass das Objekt auf die Scheibenwischeinrichtung auftrifft.
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Bei dem vorgeschlagenen Datenträger mit Programmcodemitteln sind die Programmcodemittel dazu ausgeführt, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Dementsprechend kann von der Erfindung auch ein Steuergerät oder dergleichen zur Betätigung einer Scheibenwischeinrichtung umfasst sein, das einen solchen Datenträger aufweist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Figur näher erläutert, aus welcher weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Windschutzscheibe 2.
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Das Kraftfahrzeug 1 verfügt des Weiteren über eine Scheibenwischeinrichtung 3. Damit kann die Scheibe 2 abgewischt werden, insbesondere um davon Schmutz zu entfernen. Das Kraftfahrzeug 1 verfügt außerdem über eine Sensorik 4. Diese ist dazu geeignet, sich in Richtung der Fahrzeugscheibe 1 bewegende Objekte 5 zu erfassen.
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Bei der Sensorik 4 handelt es sich insbesondere um eine ohnehin vorhandene Umfeldsensorik zur Erfassung von Objekten in einem Umfeld des Kraftfahrzeugs 1. Die Sensorik 4 kann also insbesondere dazu vorgesehen sein, das Kraftfahrzeug 1 automatisch abzubremsen und/oder zu lenken und/oder einen Insassen des Fahrzeugs 1 vor im Umfeld befindlichen Objekten zu warnen.
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Das Kraftfahrzeug 1 verfügt auch über ein Schutzsystem zum Schutz der Windschutzscheibe 2 vor Objekten 5, die sich in Richtung der Scheibe 2 bewegen und eine potentielle Bedrohung für die Scheibe 2 darstellen. Häufig handelt es sich hierbei um Steine, Äste oder Vögel.
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Das System zum Schutz der Windschutzscheibe 2 ist dazu eingerichtet, die Scheibenwischeinrichtung 3 so zwischen Scheibe 2 und Objekt 5 zu positionieren, dass das Objekt 5 auf die Scheibenwischeinrichtung 3 anstelle der Scheibe 2 auftrifft.
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Hierzu ermittelt das System anhand der Informationen der Sensorik 4 eine voraussichtliche Trajektorie 6 des Objekts 5. Dabei wird insbesondere die Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs 1 berücksichtigt. Wenn das Objekt 5 die Windschutzscheibe 2 zu treffen droht, durchstößt die Trajektorie 6 die Windschutzscheibe 2 in einem Punkt. Dies ist der voraussichtliche Aufschlagspunkt 7, der ebenfalls ermittelt wird. Die voraussichtliche Trajektorie 6 und der voraussichtliche Aufschlagspunkt 7 werden insbesondere laufend neu anhand aktueller Informationen der Sensorik 4 ermittelt und somit einem tatsächlichen Aufschlagspunkt angenähert.
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Das System bewegt die Scheibenwischeinrichtung 3 so an den voraussichtliche Aufschlagspunkt 7, dass sich die Scheibenwischeinrichtung 3 dort spätestens zum Aufschlagszeitpunkt befindet. Hierzu kann das System entweder rechtzeitig einen an sich gewöhnlichen Wischvorgang der Scheibenwischeinrichtung 3 mit der passenden Wischgeschwindigkeit auslösen oder die Scheibenwischeinrichtung 3 gezielt an den voraussichtliche Aufschlagspunkt 7 positionieren.
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Das System kann vorab entscheiden, ob die Objekte 5 für die Windschutzscheibe 2 potentiell gefährlich oder ungefährlich sind. Entsprechend kann es die Objekte 5 kategorisieren und nur bei Bedarf (potentiell gefährlich) die Scheibenwischeinrichtung 3 betätigen.
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Das System kann zur Durchführung der erforderlichen Berechnungen (Trajektorie 6, Aufschlagspunkt 7 etc.) eigene Mittel vorsehen, wie beispielsweise ein eigenes Steuergerät. Bevorzugt nutzt das System allerdings die ohnehin im Kraftfahrzeug 1 vorhandene Mittel, wie beispielsweise das Steuergerät zur Betätigung der Scheibenwischeinrichtung 3 und/oder das Steuergerät der Sensorik 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Windschutzscheibe, Kraftfahrzeugscheibe
- 3
- Scheibenwischeinrichtung
- 4
- Sensorik
- 5
- Objekt
- 6
- Trajektorie
- 7
- Aufschlagspunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005051218 A1 [0003]
