-
TECHNISCHES GEBIET
-
Diese Schrift betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Kraftfahrzeugausstattung und insbesondere ein System und Verfahren zum Betreiben von Scheibenwischern eines halbautonomen Kraftfahrzeugs.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Halbautonome Kraftfahrzeuge sind dazu in der Lage, Umgebungen unter Verwendung einer Vielzahl von Technologien, wie etwa Radar, LIDAR, GPS und Computervision, zu detektieren und sie verwenden fortschrittliche Steuersysteme, um Sensordaten zu analysieren und zu interpretieren und identifizieren dadurch einen geeigneten Navigationspfad. Dieses Dokument betrifft ein Scheibenwischerbetriebssystem und ein verwandtes Verfahren für halbautonome Kraftfahrzeuge und insbesondere halbautonome Kraftfahrzeuge von SAE-Level 3-4.
-
Konkreter ermöglichen es halbautonome Kraftfahrzeuge von SAE-Level 3 einem Fahrer seine Aufmerksamkeit innerhalb bekannter, begrenzter Umgebungen, wie etwa Schnellstraßen, auf sichere Weise von Fahraufgaben abzuwenden. Autonome Kraftfahrzeuge von SAE-Level 4 benötigen nur in wenigen Umgebungen die Aufmerksamkeit des Fahrers, wenn das Steuersystem des autonomen Kraftfahrzeugs betrieben wird. Es versteht sich, dass halbautonome Kraftfahrzeuge von SAE-Level 3 und Level 4 einen Wechsel des autonomen Fahrens und des Fahrens durch Menschen ermöglichen. Von daher weisen alle wichtigen manuellen auf das Fahren bezogenen Steuerungen, wie etwa Pedale, Servolenkung, Spiegel, Scheibenwischer und dergleichen die Fähigkeit auf, dass sie von einem menschlichen Fahrer gesteuert werden können.
-
Dieses Dokument betrifft ein neues und verbessertes Scheibenwischerbetriebssystem für halbautonome Kraftfahrzeuge, das dazu in der Lage ist, Umgebungsbedingungen zu überwachen und Batterieenergie eines halbautonomen Kraftfahrzeugs durch einen Deaktivierungsbetrieb des Scheibenwischerantriebsmotors bei Regen und einem Betrieb in dem autonomen Fahrmodus zu sparen.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Gemäß dem bzw. den hier beschriebenen Nutzen und Vorteilen wird ein Scheibenwischerbetriebssystem für ein halbautonomes Kraftfahrzeug bereitgestellt. Dieses Scheibenwischerbetriebssystem umfasst einen Scheibenwischer, einen Scheibenwischerantriebsmotor und eine Steuerung. Die Steuerung ist konfiguriert, um den Scheibenwischerbetrieb zu deaktivieren, wenn es regnet und sich das halbautonome Kraftfahrzeug in einem autonomen Fahrmodus befindet.
-
Die Steuerung kann konfiguriert sein, um einen ersten Dateneingang für Fahrmodusdaten aufzuweisen. Die Steuerung kann ebenfalls konfiguriert sein, um einen zweiten Dateneingang für Daten über den derzeitigen Niederschlag aufzuweisen. Ferner kann die Steuerung konfiguriert sein, um einen dritten Dateneingang für Daten über die derzeitige Umgebungstemperatur aufzuweisen.
-
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Scheibenwischersystems eines halbautonomen Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst den Schritt des Deaktivierens des Betriebs eines Scheibenwischerantriebsmotors durch die Steuerung, wenn es regnet und sich das halbautonome Kraftfahrzeug in einem autonomen Fahrmodus befindet. Ferner kann das Verfahren den Schritt des Sparens von Batterieenergie durch das Deaktivieren des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors, wenn es regnet und sich das Fahrzeug in dem autonomen Fahrmodus befindet, einschließen.
-
Das Verfahren kann außerdem den Schritt des Überwachens eines derzeitigen Fahrmodus des halbautonomen Kraftfahrzeugs durch eine Fahrmodusüberwachungsvorrichtung einschließen. Ferner kann das Verfahren den Schritt des Überwachens des derzeitigen Niederschlags durch eine Niederschlagsüberwachungsvorrichtung einschließen. Zusätzlich kann das Verfahren den Schritt des Überwachens der derzeitigen Umgebungstemperatur durch eine Umgebungstemperaturüberwachungsvorrichtung einschließen.
-
Das Verfahren kann außerdem den Schritt des Aktivierens des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors durch die Steuerung, wenn es regnet und das halbautonome Kraftfahrzeug von dem autonomen Fahrmodus in den manuellen oder Fahrerfahrmodus geschaltet wird, einschließen. Ferner noch kann das Verfahren den Schritt des Einstellens einer kalibrierten Drehzahl für den Betrieb des Scheibenwischerantriebsmotors durch die Steuerung auf Grundlage der Niederschlagsrate, wenn der Betrieb des Scheibenwischerantriebsmotors aktiviert wird, einschließen.
-
Ferner noch kann das Verfahren den Schritt des Aktivierens des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors durch die Steuerung, wenn es schneit und sich das halbautonome Kraftfahrzeug entweder in dem autonomen Fahrmodus oder dem Fahrerfahrmodus befindet, einschließen. Ferner noch kann das Verfahren den Schritt des Deaktivierens des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors durch die Steuerung, wenn kein derzeitiger Niederschlag detektiert wird, einschließen.
-
In der folgenden Beschreibung sind verschiedene bevorzugte Ausführungsformen des Scheibenwischerbetriebssystems und des verwandten Betriebsverfahrens gezeigt und beschrieben. Es sollte angemerkt werden, dass das Scheibenwischerbetriebssystem und das Verfahren zu anderen, unterschiedlichen Ausführungsformen in der Lage sind und ihre verschiedenen Details zur Modifikation in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten in der Lage sind, ohne jeweils vom System und Verfahren, wie in den folgenden Ansprüchen dargelegt und beschrieben, abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen ihrem Wesen nach als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
-
Figurenliste
-
Die beigefügten, hierin aufgenommenen und einen Teil der Patentschrift bildenden Zeichnungsfiguren veranschaulichen mehrere Aspekte des Scheibenwischerbetriebssystems und des verwandten Verfahrens und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien davon zu erläutern. In den Zeichnungsfiguren gilt:
- 1 ist ein schematisches Blockdiagramm des Scheibenwischerbetriebssystems für ein halbautonomes Kraftfahrzeug.
- 2 ist ein schematisches Blockdiagramm der Steuerung des in 1 veranschaulichten Scheibenwischerbetriebssystems.
- 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform einer Steuerung für das in 1 veranschaulichte Scheibenwischerbetriebssystem.
-
Nun wird detailliert auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen des Scheibenwischerbetriebssystems Bezug genommen, für das Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren veranschaulicht sind.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Nun wird auf 1 Bezug genommen, in der ein halbautonomes Kraftfahrzeug 10 schematisch veranschaulicht wird, das mit dem Scheibenwischerbetriebssystem 12 ausgestattet ist. Das Scheibenwischerbetriebssystem 12 schließt einen oder mehrere Scheibenwischer 14 ein, die von einem oder mehreren Scheibenwischerantriebsmotoren 16 auf eine Weise angetrieben werden, die einem Fachmann der Kraftfahrzeugkonstruktion bekannt ist.
-
Das Scheibenwischerbetriebssystem 12 schließt außerdem eine Steuerung 18 ein, die konfiguriert ist, um den Scheibenwischerbetrieb zu deaktivieren, wenn derzeitige Umgebungsbedingungen Regen einschließen und sich das halbautonome Kraftfahrzeug 10 in einem autonomen Fahrmodus befindet.
-
Die Steuerung 18 kann eine Rechenvorrichtung, wie etwa einen dedizierten Mikroprozessor oder eine elektronische Steuereinheit (ECU), umfassen, der/die gemäß Anweisungen von geeigneter Steuerungssoftware betrieben wird. Demnach kann die Steuerung 18, wie in 2 veranschaulicht, einen oder mehrere Prozessoren 20, einen oder mehrere Speicher 22 und eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 24 umfassen, die alle über einen Kommunikationsbus 26 miteinander in Kommunikation stehen.
-
In noch einer anderen möglichen Ausführungsform, die in 3 veranschaulicht ist, kann die Steuerung 18 ein Karosseriesteuermodul oder BCM (Body Control Module), einschließend einen oder mehrere Prozessoren 28, einen oder mehrere Speicher 30, eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 32, eine Mensch-Schnittstelle 34, eine GPS-/Geolokalisierungskomponente 36, eine Anzeigevorrichtung, wie etwa eine Multifunktionsanzeige mit Touchscreen-Fähigkeit 38, und einen Sprachprozessor 40, umfassen, die alle über einen Kommunikationsbus 42 miteinander in Kommunikation stehen. Eine derartige BCM-Steuerung 18 kann eine Anzahl von elektrisch basierten Innenbordnetzfunktionen durchführen, einschließend zum Beispiel Innenverriegelung, Fernschlüsselzugang, Innenbeleuchtung, Außenbeleuchtung, Scheibenwischersteuerung und dergleichen. In einigen Ausführungsformen kann die BCM-Steuerung 18 ebenfalls dazu dienen, Unterhaltungsfunktionen (z. B. Radio, CD-Player) und Kommunikationen, wie etwa Telefon- und Internetkommunikationen, über ein Drahtlosnetzwerk zu steuern. Ferner noch kann die BCM-Steuerung 18 in einigen Ausführungsformen durch einen Kommunikationsbus (nicht gezeigt) mit anderen Steuermodulen verbunden sein, die eine oder mehrere dieser zusätzlichen Funktionen bereitstellen.
-
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann die Steuerung 18 konfiguriert sein, um eine Vielzahl von Dateneingängen einzuschließen, einschließend zum Beispiel einen ersten Dateneingang 44, einen zweiten Dateneingang 46 und den dritten Dateneingang 48. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der erste Dateneingang 44 mit einem Fahrmodussteuermodul 50 verbunden und empfängt Fahrmodusdaten, die anzeigen, ob sich das halbautonome Kraftfahrzeug in (a) einem autonomen oder selbstfahrenden Modus oder (b) einem manuellen oder von einem Fahrer gesteuerten Modus befindet. Der Kraftfahrzeugführer kann zwischen dem autonomen Fahrmodus und dem Fahrermodus mithilfe des Wahlschalters 52 wählen, der mit dem Fahrmodussteuermodul 50 verbunden ist.
-
Der zweite Dateneingang 46 ist mit einer Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54, wie etwa einem Regensensor, einer Niederschlagsdetektionskamera, einer Scheibenbeschlagsdetektionskamera oder anderen geeigneten Mitteln, verbunden. Es versteht sich, dass die Niederschlagsüberwachungsvorrichtung den zweiten Dateneingang 46 mit Daten über den derzeitigen Niederschlag versorgt.
-
Wie ferner in 1 veranschaulicht, ist der dritte Dateneingang 48 mit einer Umgebungstemperaturüberwachungsvorrichtung 56 eines Typs verbunden, der in der Technik bekannt ist. Eine derartige Umgebungstemperaturüberwachungsvorrichtung 56 stellt Daten über die derzeitige Umgebungstemperatur für die Steuerung 18 an dem dritten Dateneingang 48 bereit.
-
Obwohl nicht ausdrücklich veranschaulicht, versteht es sich, dass die Steuerung 18 mit einem Controller Area Network (CAN) verbunden sein kann, um Daten von einer Anzahl von anderen unterschiedlichen Steuermodulen, Überwachungsvorrichtungen oder Sensoren des halbautonomen Kraftfahrzeugs 10 zu empfangen, einschließend, jedoch nicht notwendigerweise beschränkt auf einen Fahrgastzellenluftfeuchtigkeitssensor, einen Umgebungsluftfeuchtigkeitssensor, einen Luftzirkulationssystemkanal-Luftfeuchtigkeitssensor, einen Luftzirkulationssystem-Verdampferthermistor, einen Sonnenlastsensor, einen Fahrgastzellentemperatursensor und dergleichen.
-
In Übereinstimmung mit der obenstehenden Beschreibung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Scheibenwischersystems 12 eines halbautonomen Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellt. Dieses Verfahren kann breit gefasst als den folgenden Schritt umfassend beschrieben werden: Deaktivieren des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors 16 durch die Steuerung 18, wenn das halbautonome Kraftfahrzeug bei Regen betrieben wird, wie durch die Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54 detektiert, und sich das halbautonome Kraftfahrzeug in einem autonomen Fahrmodus befindet, wie durch das Fahrmodussteuermodul 50 detektiert.
-
Ferner noch kann das Verfahren den Schritt des Sparens von Batterieenergie durch das Deaktivieren des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors 16 einschließen, wenn an dem zweiten Dateneingang 46 von der Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54 empfangene Daten derzeitigen Regen anzeigen und an dem ersten Dateneingang 44 von dem Fahrmodussteuermodul 50 empfangene Daten anzeigen, dass sich das Kraftfahrzeug in dem autonomen Fahrmodus befindet.
-
Demnach versteht es sich, dass das Verfahren außerdem das Überwachen des derzeitigen Fahrmodus des halbautonomen Kraftfahrzeugs 10, wie von dem Kraftfahrzeugführer durch den Wahlschalter 52 ausgewählt, durch die Fahrmodusüberwachungsvorrichtung 50 einschließen kann. Ferner kann das Verfahren außerdem den Schritt des Überwachens des derzeitigen Niederschlags durch die Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54 einschließen. Zusätzlich kann das Verfahren das Überwachen der derzeitigen Umgebungstemperatur durch eine Umgebungstemperaturüberwachungsvorrichtung 56 einschließen.
-
Das Verfahren kann außerdem den Schritt des Aktivierens des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors 16 durch die Steuerung 18 einschließen, wenn die Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54 an dem zweiten Dateneingang 46 derzeitigen Regen anzeigt und das halbautonome Kraftfahrzeug 10 von dem autonomen Fahrmodus in den Fahrerfahrmodus geschaltet wird, wie durch die Fahrmodusüberwachungsvorrichtung 50 angezeigt. Ferner noch kann das Verfahren den Schritt des Einstellens einer kalibrierten Drehzahl für den Betrieb des Scheibenwischerantriebsmotors 16 durch die Steuerung 18 auf Grundlage der Niederschlagsrate, wenn der Betrieb des Scheibenwischerantriebsmotors aktiviert wird, einschließen. Konkreter überwacht die Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54 die Niederschlagsrate und stellt Daten, die für diese Niederschlagsrate bezeichnend sind, an dem zweiten Dateneingang 46 bereit. Die Drehzahl für den Betrieb des Scheibenwischerantriebsmotors 16 wird dann von der Steuerung 18 in Abhängigkeit von der detektierten Niederschlagsrate eingestellt: je stärker oder größer die Niederschlagsrate, desto schneller wird der Scheibenwischerantriebsmotor 16 angetrieben.
-
Niederschlagsdaten, die von der Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54 an dem zweiten Dateneingang 46 bereitgestellt werden und Umgebungstemperaturdaten, die von der Umgebungstemperaturüberwachungsvorrichtung 56 an dem dritten Dateneingang 48 bereitgestellt werden, zeigen an, wann Schnee fällt. Für die Zwecke dieser Schrift schließt der Begriff „Schnee“ alle Formen von gefrierendem Winterniederschlag, einschließend Graupel und Schneeregen sowie Schnee, ein. Das Verfahren schließt das Aktivieren des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors 16 durch die Steuerung 18, wenn es schneit und sich das halbautonome Kraftfahrzeug entweder in dem autonomen Fahrmodus oder dem Fahrerfahrmodus befindet, ein. Dies erfolgt, um zu gewährleisten, dass die Fenster im Falle, dass es plötzlich erforderlich ist, dass der Fahrer innerhalb kurzer Zeit die Kontrolle über das Fahren des Kraftfahrzeugs von dem autonomen Fahrmodus übernimmt, wie etwa bei einem Notfall oder aus einem anderen Grund, einen freien Sichtbereich bereitstellen.
-
Ferner noch kann das Verfahren den Schritt des Deaktivierens des Betriebs des Scheibenwischerantriebsmotors 16 durch die Steuerung 18, wenn kein derzeitiger Niederschlag vorliegt, einschließen. Demnach deaktiviert die Steuerung 18, wenn die Niederschlagsüberwachungsvorrichtung 54 an dem zweiten Dateneingang 46 Daten bereitstellt, die anzeigen, dass der Niederschlag aufgehört hat, den Scheibenwischerantriebsmotor 16 und unterbricht den Betrieb der Scheibenwischer 14.
-
Zusammengefasst werden zahlreiche Vorteile von dem hierin beschriebenen Scheibenwischerbetriebssystem 12 und dem verwandten Verfahren bereitgestellt. Wenn das halbautonome Kraftfahrzeug 10 bei Regen in dem autonomen Fahrmodus gefahren wird, deaktiviert die Steuerung 18 den Scheibenwischerantriebsmotor 16 und die Scheibenwischer 14, um Batterieenergie zu sparen. Dies ist möglich, da es nicht notwendig ist, den Betrieb der Scheibenwischer 14 für ein sicheres autonomes Fahren des Kraftfahrzeugs bei Regen beizubehalten. Im Gegensatz dazu stellt die Steuerung 18 bei Schnee einen Betrieb der Scheibenwischer bereit, sodass die Windschutzscheibe für den Fall freigehalten wird, dass es notwendig ist, plötzlich von dem autonomen Fahrmodus in den Fahrerfahrmodus zu schalten. Selbstverständlich kann das Scheibenwischerbetriebssystem 12 mit einem Übersteuerungsschalter (nicht gezeigt) ausgestattet sein, um die Scheibenwischer 14 durch die Steuerung 18 zu aktivieren, wenn der Betreiber möchte, dass diese Scheibenwischer Regen von der Windschutzscheibe wischen.
-
Das Vorstehende wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Es erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die Ausführungsformen nicht auf die genaue offenbarte Form beschränken. Naheliegende Modifikationen und Variationen sind angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Alle derartigen Modifikationen und Variationen befinden sich innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche, wenn diese gemäß der Breite ausgelegt werden, zu der sie rechtlich, recht und billig berechtigt sind.
