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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einparkhilfe für ein Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Einparkhilfe und ein Fahrzeug, das eingerichtet ist, ein solches Verfahren auszuführen oder das eine solche Einparkhilfe aufweist.
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Mittlerweile wird in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers insbesondere im Bereich Komfort und Sicherheit eine Vielzahl von Sensoren verbaut. So gibt es diverse Fahrerassistenzsysteme, die das Fahrzeugumfeld, die vor dem Fahrzeug liegende Straße oder die Fahrspuren überwachen. Weit verbreitet ist die Einparkhilfe, auch unter Park Distance Control (PDC) bekannt, die den näheren Bereich vor und/oder hinter dem Fahrzeug überwacht und den Fahrer mit optischen oder akustischen Signalen auf eventuelle Hindernisse bzw. den verbleibenden Abstand zu diesen Hindernissen hinweist und damit das Ein- und Ausparken erleichtert.
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Für die Erfassung des Fahrzeugumfelds können dabei verschiedene Techniken zum Einsatz kommen. So kann durch an der Karosserie des Kraftfahrzeugs, insbesondere in den Stoßstangen front- und heckseitig, angeordnete Ultraschallsensoren über eine Laufzeitmessung des an einem Hindernis reflektierten Ultraschallsignals die Position und Entfernung des Hindernisses ermittelt werden. Statt der Verwendung von Ultraschallsensoren gibt es aber auch Einparkhilfen auf Radarbasis, auf Laserbasis, sowie Einparkhilfen, die das Fahrzeugumfeld mit mehreren Videokameras überwachen.
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Häufig wird durch einen Intervallton der Abstand zu dem Hindernis verdeutlicht, wobei die Intervalle bei einer weiteren Annäherung zunächst kürzer werden und schließlich in einen Dauerton übergehen. Zusätzlich zu dieser akustischen Einparkhilfe kann auch eine Anzeige auf einem Display erfolgen, beispielsweise mit einer schematischen Darstellung des Fahrzeugs, ggfs. auch mit einem Anhänger, und einem Hinweis auf die Position des Hindernisses durch eine grobe Unterteilung der dargestellten Bereiche vor und hinter dem Fahrzeug, die je nach Vorliegen bzw. Abstand eines Hindernisses unterschiedlich farblich eingefärbt werden. Die Auflösung dieser Unterteilungen ist abhängig von den eingesetzten Sensoren. So ermöglichen Sensoren auf Laserbasis eine höhere Auflösung als Ultraschallsensoren.
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Schließlich sind sogenannte Parklenk- bzw. Einparkassistenten bekannt, welche die beim Einparken nötigen Lenkmanöver für Fahrzeuge ohne oder auch mit Anhänger übernehmen. Basis hierfür ist eine Einparkhilfe wie oben beschrieben, eine von einem Elektromotor angetriebene elektromechanische Servolenkung sowie eine quer zur Fahrtrichtung ausgerichtete Messsensorik, bzw. bei einem Anhängergespann zum Teil auch eine Rückfahrkamera.
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Die genannten Systeme haben gemeinsam, dass speziell für die Einparkhilfe jeweils ein oder mehrere Lautsprecher vorgesehen sind, die nur zur Ausgabe der akustischen Warnhinweise dienen und unmittelbar an dem jeweiligen Steuergerät angeschlossen sind. Sind separate Steuergeräte für den Front- und Heckbereich des Fahrzeugs vorgesehen, so ist an diesen jeweils mindestens ein Lautsprecher angeschlossen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Einparkhilfe für ein Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Einparkhilfe zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einparkhilfe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Einparkhilfe für ein Fahrzeug umfasst mindestens eine Sensoreinheit zur Erfassung des Fahrzeugumfeldes, mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit, der Sensordaten von der mindestens einen Sensoreinheit zur Auswertung zugeführt werden und die aus den Sensordaten den Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis im erfassten Fahrzeugumfeld ermittelt und ein Steuersignal ausgibt, wenn der Abstand zu einem Hindernis im erfassten Fahrzeugumfeld einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wobei bei Vorliegen des Steuersignals digitale Audiodaten mit einem akustischen Warnsignal über einen digitalen Datenbus im Fahrzeug einem an ein Informations-, Entertainment- und/oder Kommunikationssystem angeschlossenen Lautsprecher zugeführt und von diesem wiedergegeben werden.
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Die Erfindung bewirkt damit eine Kostenersparnis gegenüber herkömmlichen Systemen, da auf ohnehin im Fahrzeug vorhandene Lautsprecher zurückgegriffen werden kann und somit zusätzliche Lautsprecher, die sonst eigens für die Einparkhilfe verbaut werden, eingespart werden können. Weiterhin ermöglicht die Verwendung digitaler Audiodaten, die über einen digitalen Datenbus der jeweiligen Wiedergabeeinheit zugeführt werden, eine bessere Signalqualität und vielseitigere Formen der Warnsignale.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind für die Erfassung verschiedener Teilbereiche des Fahrzeugumfelds separate Sensoreinheiten vorgesehen, wobei die Sensordaten für die verschiedenen erfassten Teilbereiche separaten Auswerte- und Steuereinheiten zur Auswertung zugeführt werden und die Auswerte- und Steuereinheit, für die Sensordaten eine Wertunterschreitung für den Abstand zu einem Hindernis im Fahrzeugumfeld signalisieren, ein Steuersignal an eine Zentraleinheit eines Infotainmentsystems ausgibt, die daraufhin die digitalen Audiodaten erzeugt und wobei die erzeugten digitalen Audiodaten einer Einheit zur Erzeugung eines analogen Audiosignals basierend auf den digitalen Audiodaten und Verstärkung des erzeugten analogen Audiosignals zugeführt werden und das analoge Audiosignal einem Lautsprecher zugeführt wird.
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Vorzugsweise entspricht hierbei der digitalen Datenbus dem A2B-Standard.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn das Steuersignal eine Information über den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis enthält.
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Ebenso werden vorteilhafterweise über den digitalen Datenbus zusammen mit den digitalen Audiodaten auch Steuerdaten, die angeben über welchen Lautsprecher eine Wiedergabe erfolgen soll, übertragen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Wiedergabe über den Lautsprecher, der räumlich der Position des Hindernisses am nächsten kommt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Wiedergabe über mehrere Lautsprecher, wobei durch geeignete Ansteuerung der mehreren Lautsprecher das akustische Warnsignal entsprechend einer Position des Hindernisses zwischen den Lautsprechern wahrnehmbar ist.
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Vorteilhafterweise können hierbei je nach Position, Entfernung und/oder Art des Hindernisses unterschiedliche Warnhinweise erzeugt und ausgeben werden.
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Vorzugsweise erfolgt eine Sprachausgabe der unterschiedlichen Warnhinweise.
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Entsprechend wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Einparkhilfe für ein Fahrzeug
- - das Fahrzeugumfeld sensorisch erfasst;
- - ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis im erfassten Fahrzeugumfeld ermittelt und ausgewertet; und
- - ein akustisches Warnsignal ausgegeben, wenn der Abstand zu einem Hindernis im erfassten Fahrzeugumfeld einen vorgegebenen Wert unterschreitet;
wobei
- - digitale Audiodaten mit dem akustischen Warnsignal über einen digitalen Datenbus im Fahrzeug einem an ein Informations-, Entertainment- und/oder Kommunikationssystem angeschlossenen Lautsprecher zugeführt und von diesem wiedergegeben werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, in dem das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
- 1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
- 2 zeigt schematisch die Erfassung eines fahrzeugexternen Hindernisses und Signalisierung des erfassten Hindernisses im Fahrzeug durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
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1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es sind mehrere Sensoren Sv1, ..., Svn vorgesehen, die den Bereich vor dem Fahrzeug erfassen. Hierbei können insbesondere Ultraschallsensoren, Kameras, Lasersensoren oder Radarsensoren eingesetzt werden, die auf dem Aussenden einer Ultraschall-, Licht- bzw. Radarwelle und dem Auswerten des Echos beruhen. Von den Abstandssensoren Sv1, ..., Svn werden Sensordaten einem Steuergerät PDCv zugeführt, welches aus der ermittelten Laufzeit der reflektierten Sensorsignale den Abstand und durch die Verwendung mehrerer Sensoren auch die räumliche Position ermitteln kann. Kommen statt der Ultraschall-, Licht- bzw. Radarsensoren oder zusätzlich eine oder mehrere Kameras zum Einsatz, so kann außerdem auch die Art eines vor dem Fahrzeug befindlichen Hindernisses bestimmt werden. Die Radar- und Lasersensoren können zur Objektartbestimmung auch unterstützend eingesetzt werden.
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Entsprechend sind für die Erfassung des Bereichs hinter dem Fahrzeug mehrere Sensoren Sh1, ..., Shn vorgesehen, von denen Sensordaten einem Steuergerät PDCh zur Auswertung zugeführt werden. Weiterhin können auch, in 1 allerdings nicht dargestellte, Sensoren vorgesehen sein, die den seitlichen Außenbereich des Fahrzeugs erfassen.
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Von den Steuergeräten PDCv, PDCh wird über einen digitalen Datenbus B im Fahrzeug ein Steuersignal der Haupteinheit (Head Unit) H eines Infotainmentsystems zugeführt. Hierfür weisen die Steuergeräte PDCv, PDCh geeignete Schnittstellenschaltungen auf, die das Steuersignal in ein digitales Bussignal gemäß einem vorgegebenen Busstandard wandeln und das Bussignal über Anschlusskontakte an den digitalen Datenbus B abgeben. Das Steuersignal kann hierbei Daten über die Position und Entfernung eines erfassten Hindernisses enthalten, ebenso ist es aber auch möglich, dass statt dieser Daten von dem jeweiligen Steuergerät ein die Position und Entfernung wiedergebendes Audiosignal erzeugt und an die Haupteinheit des Infotainmentsystems übertragen wird.
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Bei dem digitalen Datenbus B kann es sich hierbei insbesondere um den sogenannten Automotive Audio Bus (A2B) handeln, der die Übertragung von digitalen Audiosignalen hoher Qualität mit einer Datenwortbreite bis zu 32 Bit und Sample-Raten von 44,1 kHz und 48 kHz im Fahrzeug auf kostengünstige Weise ermöglicht. Hierfür wird das Audiosignal über eine ungeschirmte Twisted-pair-Busleitung im Zeitmultiplex übertragen. Ebenso könnten statt A2B aber auch andere leistungsfähige Datenbussysteme wie beispielsweise Ethernet, MOST, LVDS oder CAN FD eingesetzt werden.
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In dem Infotainmentsystem sind typischerweise Informations-, Entertainment- und/oder Kommunikationsfunktionen des Fahrzeugs in einer zentralen Bedieneinheit zusammengefasst. Das Informationssystem weist verschiedene Komponenten auf, von denen in 1 einige exemplarisch dargestellt sind.
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So ist mindestens eine bidirektionale Schnittstelle (Transceiver) TC mit dem digitalen Datenbus B vorgesehen, über die Daten sowohl empfangen als auch gesendet werden können. Zusätzlich sind üblicherweise noch weitere Schnittstellen vorhanden, über die beispielsweise ein DVD-Laufwerk, ein Speicherkartenleser oder eine Festplatte angeschlossen werden können. Ebenso können auch USB-oder WLAN-Schnittstellen vorgesehen sein.
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Weiterhin ist mindestens ein Mikroprozessor P zur Systemsteuerung, aber auch zur Audio-Signalbearbeitung, Grafikbearbeitung etc. vorhanden. Mit einem Display D, das üblicherweise in der Mittelkonsole angeordnet ist, erfolgen Anzeigen für Radio, Klimaanlage und Navigation und gegebenenfalls auch eine Einparkhilfe. Die Anzeige kann statt in der Mittelkonsole auch im Kombiinstrument oder durch ein Head-up-Display oder durch eine kombinierte Anzeige auf mehreren Displays erfolgen. Für einen Radioempfang ist eine Empfangseinheit mit mindestens einem Tuner T vorgesehen, um eine Wiedergabe von analogen oder digitalen Radiosignalen zu ermöglichen. Weiterhin kann eine nicht dargestellte Positionserfassungseinheit, beispielsweise eine GPS-Einheit, für eine Navigationsanwendung vorgesehen sein.
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Die Bedienung des Infotainmentsystems erfolgt durch Bedienungselemente, die unterschiedlich ausgestaltet sein können. So können Tasten und Drehknöpfe in der Nähe des Bildschirms, Tasten am Lenkrad oder auch Bedienelemente auf einem als Touchscreen ausgestalteten Display vorgesehen sein. Häufig ist auch eine Sprachsteuerung vorgesehen.
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Wird aufgrund eines im Fahrzeugumfeld erfassten Objekts in einem der Steuergeräte PDCv, PDCh oder der Haupteinheit H ein digitales Audiosignal mit einem Warnhinweis erzeugt, so wird dieses über den digitalen Datenbus B zunächst einer Audioverarbeitungseinheit V zugeführt, in der das Audiosignal zunächst digital/analog-gewandelt und anschließend verstärkt wird. Das verstärkte analoge Audiosignal wird dann je nach Position des erfassten Hindernisses einem oder gegebenenfalls auch mehreren Lautsprechern LSP1, ..., LSPn zur Wiedergabe zugeführt. Der Fahrer erhält damit, je nachdem über welchen der Lautsprecher das Audiosignal ausgegeben wird, einen Hinweis darüber in welcher Richtung sich das Objekt befindet.
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Hierbei kann neben der lateralen Verortung (z.B. vorne links) durch geeignete Anordnung der Lautsprecher in unterschiedlicher Höhe auch eine Höheninformation wiedergegeben werden, was insbesondere im Bereich des Fahrzeughecks von Vorteil sein kann. So können Lautsprecher beispielsweise auch im Dachhimmel oder beim Übergang von A-Säule in das Fahrzeugdach bei der Sonnenblende platziert werden. Wenn sich dann im hinteren oben Teil des Fahrzeugs ein Hindernis befindet, beispielsweise ein Lüftungsrohr beim Rückwärts-Einparken des Fahrzeugs in einer Parkgarage, so kann dann über einen Lautsprecher im Dachhimmel ein Warnhinweis erfolgen. Analog zu einer Hindernisposition rechts und links bezogen auf das Fahrzeug kann somit auch oben und unten akustisch unterschieden werden.
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Weiterhin kann in Abhängigkeit davon, über welchen von mehreren, an verschiedenen Stellen im Fahrzeug angeordneten Lautsprechern die Wiedergabe erfolgt, ein unterschiedlicher Ton oder auch eine unterschiedliche Tonfolge ausgegeben werden, die damit dem Fahrer zusätzlich zur Richtung, aus der das Audiosignal kommt, eine weitere Information zur Verortung des Hindernisses gibt.
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Schließlich kann auch eine Sprachausgabe erfolgen, die je nach Position, Entfernung und/oder Art des Hindernisses unterschiedliche Warnhinweise enthält. Hierfür können in einer nicht dargestellten Speichereinheit verschiedene Sprachsignale abgelegt sein. Die unterschiedlichen Sprachsignale können hierbei in kodierter Form, beispielsweise in einem MP3-Format, abgespeichert sein, sodass dann vor der Wiedergabe zunächst eine Dekodierung erfolgen muss. Ebenso können die unterschiedlichen Sprachsignale aber bereits in unkomprimierter Form, beispielsweise als PCM-Signale, vorliegen.
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In 2 ist schematisch die Erfassung eines fahrzeugexternen Hindernisses O und Signalisierung des erfassten Hindernisses im Fahrzeug F durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
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Im Bereich der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs F sind vier Abstandssensoren Sv1, Sv2, Sv3, Sv4 und im Bereich der hinteren Stoßstange vier Abstandssensoren Sh1, Sh2, Sh3, Sh4 vorgesehen. Weiterhin sind fünf Lautsprecher LSPvl, LSPC, LSPvr, LSPhl, LSPhr in der Fahrgastzelle vorne links, vorne mittig, vorne rechts, hinten links und hinten rechts angeordnet umso eine räumliche Lautsprecherwiedergabe zur möglichen.
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Das durch den vorne links angeordneten Abstandssensor Sv1 abgestrahlte Sensorsignal wird durch ein links vor dem Fahrzeug befindliches externes Objekt O reflektiert. Das reflektierte Signal wird wiederum von dem Abstandssensor Sv1 erfasst und entsprechende Sensordaten dem Steuergerät PDCv zugeführt, welches den Abstand zwischen Fahrzeug und externem Objekt O ermittelt und einen Hinweis hierüber an die Haupteinheit H des Infotainmentsystems weitergibt. Von diesem wird nun über den digitalen Bus B ein digitales Audiosignal mit einem Warnhinweis an den vorne links angeordneten Lautsprecher LSPvl ausgegeben. Der Warnhinweis kann hierbei wie bereits oben erwähnt durch einen Ton, eine Tonfolge, besonders vorteilhaft aber auch durch eine Sprachausgabe erfolgen. So kann beispielsweise ein Sprachhinweis mit der Wortfolge „Achtung Hindernis vorne links“ ausgegeben werden. Der Sprachhinweis kann zusätzlich auch eine Information über den Abstand des erfassten Objektes, beispielsweise in der Form „Hindernis vorne links 80 cm entfernt“ enthalten. Bei Annäherung des Fahrzeugs an das Objekt kann hierbei auch nacheinander die verringerte Entfernung ausgegeben werden, beispielsweise in der Form „Entfernung zum Fahrzeug 80 cm, 60 cm, 40 cm ...“. Bei einer zusätzlichen Erkennung des Hindernisses mittels einer im Fahrzeug verbauten Kamera kann der Sprachhinweis noch genauer erfolgen, so etwa in der Form „Entfernung zwischen Fahrzeug und Absperrpfosten 60 cm“ oder „Es besteht Kollisionsgefahr zwischen Absperrpfosten und Fahrzeuganhänger“. Weiterhin kann zusätzlich auf einem Display des Infotainmentsystems eine grafische Darstellung des Fahrzeugs mit optischen Warnhinweisen erfolgen.
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Vorzugsweise erfolgt die Wiedergabe über den Lautsprecher, der räumlich der Position des Hindernisses am nächsten kommt. Um die Genauigkeit zu steigern oder wenn in Richtung des Hindernisses kein Lautsprecher verbaut ist, können mehrere Lautsprecher so angesteuert werden, dass das akustische Warnsignal entsprechend der Position des Hindernisses zwischen den Lautsprechern wahrnehmbar ist. So ist beispielsweise bei dem Fahrzeug aus 2 hinten in der Mitte kein Lautsprecher verbaut. Wird dann ein Hindernis mittig hinter dem Fahrzeug erfasst, so können die beiden hinteren Lautsprecher LSPhl, LSPhr so mit dem akustischen Warnsignal angesteuert werden, dass die überlagerten Audiosignale durch geeignete Wahl der Signallaufzeiten und Pegelunterschiede als virtuelle Schallquelle zwischen den beiden Lautsprechern und damit von der Mitte des Fahrzeughecks ausgehend wahrgenommen werden. Eine noch genauere Abbildung und damit Verortung des Hindernisses ist durch eine Wellenfeldsynthese möglich, bei der durch eine geeignete Ansteuerung von einer Vielzahl von Lautsprechern das Originalschallfeld rekonstruiert wird.
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Statt einer Wiedergabe über die Lautsprecher eines Infotainmentsystems kann das Audiosignal mit den Warnhinweisen auch über einen im Fahrzeug verbauten Notruflautsprecher eines Notrufsystems wie eCall für Europa und ERA/Glonass für den russischen Mark wiedergegeben werden, sodass beispielsweise auch bei Nichtvorhandensein eines Infotainmentsystems im Fahrzeug auf die Verwendung eines zusätzlichen Lautsprechers verzichtet werden kann. Die Signalausgabe kann in diesem Fall durch eine Kommunikationseinheit des Notrufsystems wie die sogenannte OCU (OnlineConnectivityUnit) erfolgen, insbesondere wenn diese ohnehin bereits eine Schnittstelle für einen digitalen Bus für Audiosignale, wie A2B, aufweist.
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Die Erfindung kann in beliebigen Bereichen der Fahrzeugtechnik eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- Sv1, Sv2, Sv3, Sv4, Svn
- Abstandssensoren vorne
- Sh1, Sh2, Sh3, Sh4, Shn
- Abstandssensoren hinten
- PDCv
- Steuergerät für Abstandssensoren vorne
- PDCh
- Steuergerät für Abstandssensoren hinten
- LSP1, LSPn
- Lautsprecher
- LSPvl, LSPC, LSPvr,
- Surround-Lautsprecher vorne links, Center, vorne rechts
- LSPhl, LSPhr
- Surround-Lautsprecher hinten links, hinten rechts
- D
- Display
- T
- Tuner
- P
- Prozessor
- TC
- Transceiver-Einheit
- V
- Audioverstärker
- H
- Haupteinheit
- F
- Fahrzeug
- O
- fahrzeugexternes Objekt
