DE102018126273A1

DE102018126273A1 - Ultraschall-Objekterfassungssystem für Kraftfahrzeuge und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102018126273A1
Application number: DE102018126273.6A
Authority: DE
Inventors: Cuong Tran; Allan Corner; Liviu Bolbocianu
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2019-04-25
Also published as: CN109696679A; US20190122056A1

Abstract

Ein Ultraschall-Objekterfassungssystem für ein Kraftfahrzeug wird geschaffen. Das System umfasst eine Anzeige, die an einer Kraftfahrzeugkarosserie angebracht ist, um einen Benutzer über eine angemessene Position zu informieren, um eine Aktivierungsgeste durchzuführen, um ein Öffnen eines Verschlusselements auszulösen. Mindestens ein Ultraschall-Messwandler ist an der Fahrzeugkarosserie angebracht. Eine elektronische Steuereinheit ist elektrisch mit der Anzeige verbunden und umfasst mindestens einen Ultraschall-Treiber, der elektrisch mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler verbunden ist. Die elektronische Steuereinheit ist elektrisch mit der Anzeige verbunden und umfasst mindestens einen Ultraschall-Treiber, der elektrisch mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler verbunden ist. Die elektronische Steuereinheit steht in Kommunikation mit einer Anzahl von Fahrzeugcontrollern und ist ausgebildet, um eine Anzahl von Betriebssignalen von der Anzahl von Fahrzeugcontrollern zu empfangen, die Aktivierungsgeste durch den Benutzer mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler zu erfassen und ein Aktivierungssignal an die Anzahl von Fahrzeugcontrollern in Abhängigkeit davon zu senden, dass die Aktivierungsgeste durch den Benutzer zum Betreiben des Verschlusselements erfasst wird.

Description

Querbezug zu verwandten Anmeldungen
Diese Gebrauchsmusteranmeldung beansprucht den Vorteil der provisorischen US-Anmeldung Nummer 62/576 191 , die am 24 Oktober 2017 eingereicht wurde. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung wird hier durch Bezugnahme eingebracht.
Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Objekterfassungssysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf ein Objekterfassungssystem zur Benutzeraktivierung eines angetriebenen Verschlusselementsystems zur Bewegung eines Fahrzeug-Verschlusselements relativ zu einer Fahrzeugkarosserie zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position.
Hintergrund
Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen, die sich auf die vorliegende Offenbarung beziehen, die nicht notwendigerweise Stand der Technik sind.
Kraftfahrzeuge wie Geländefahrzeuge können ausgestaltet sein, um ein benutzeraktiviertes berührungsloses angetriebenes Hubtürsystem zum automatischen Öffnen einer Heckklappe des Fahrzeugs aufzuweisen. Das angetriebene Heckklappensystem umfasst einen Sensor, um die Bewegung des Benutzers zu erfassen, der die Heckklappe öffnen möchte, beispielsweise eine Trittbewegung des Fußes des Benutzers unterhalb einer hinteren Stoßstange. Das System umfasst eine Technologie zur Bestätigung , dass der Benutzers, der im Besitz eines dem Fahrzeug zugehörigen Schlüsselanhängers ist, die Quelle der Bewegung ist, sodass die Heckklappe nicht inkorrekt aktiviert wird, beispielsweise durch einen anderen Menschen, ein Tier, Wetterbedingungen oder Objekte, die in den Raum unterhalb der Stoßstange gelangen können. Das System erlaubt ein bequemes, benutzerfreundliches Öffnen der Heckklappe, wenn die Hände des Benutzers nicht frei sind, beispielsweise wenn der Benutzer Dinge hält, die in das Fahrzeug zu laden sind.
Zusätzlich sind kapazitiv basierte Sensorsysteme heutzutage im Einsatz, um Fußbewegungen unterhalb der hinteren Stoßstange von Fahrzeugen zu erkennen, um das Öffnen der Heckklappe zu aktivieren. Kapazitive Sensorsysteme haben jedoch ihre Grenzen, und so bietet die Verwendung von Ultraschallsensoren oder Messwandlern Vorteile über kapazitiv basierte Systeme. Typischerweise ist es eine Aufgabe den Fuß-Erfassungsbereich um eine Stoßstange eines Fahrzeugs zu vergrößern, während die Anzahl von Sensoren, die zur Vergrößerung dieses Fuß-Erfassungsbereichs erforderlich sind, minimiert wird. Weniger Sensoren, die einen Bereich überdecken, führen zu einer reduzierten Anzahl von Komponenten, einer verminderten Systemkomplexität, weniger sichtbaren Sensoröffnungen und schließlich zu einer Sensorlösung mit geringeren Kosten.
Ein Nachteil beim Einsatz von Ultraschallsensoren bezieht sich auf das Phänomen, das als „Klingeln“ („ringing“) bezeichnet wird, das die Leistungscharakteristika des Sensors vermindert (d.h. die Empfindlichkeit und die minimale Erfassungsdistanz). Beispielsweise tritt das Klingeln auf, wenn ein Sensor mit einer Membran vibriert, um einen Puls/ein Zwitschern zu erzeugen, dieselbe Membran einsetzt, um auch den reflektierten Puls/das Zwitschern zu empfangen. Aufgrund der Geschwindigkeit, mit der der Ultraschallpuls zu einem Objekt läuft und zu der Sensormembran zurück reflektiert wird, hat die vibrierende Membran nicht ausreichend Zeit, sich zu einem Punkt zu stabilisieren, an dem sie das reflektierte Signal aufnehmen oder erfassen kann (d.h. durch die reflektierte Welle zur Vibration angeregt). Dies bedeutet, dass in der Praxis diese Sensoren in einem ausreichenden Abstand (einem Minimalabstand) vom Boden oder dem zu erfassenden Objekt angeordnet werden müssen, um dem Sensor genügend Zeit zu geben, sich an einem Punkt zu stabilisieren, an dem er reflektierte Signale angemessen erfassen kann (d.h. in einem Zustand ist, in dem die Vibrationen der Membran durch das reflektierte Signal ausgelöst werden und nicht Restvibrationen des übertragenen Zwitscherns/Pulses sind). Beispielsweise werden somit solche Sensoren bei Fahrzeugen mit einer gewissen Höhe über dem Boden wie bei SUVs und LKWs platziert, die selbst einen größeren Freiraum zwischen der Karosserie und dem Boden haben, um es der Membran zu erlauben, vor dem Empfang reflektierte Wellen sich zu beruhigen. Die Platzierung solcher Sensoren an Autos, insbesondere Sportwagen mit geringer Bodenfreiheit, positionieren diese Sensor nicht ausreichend, um Objekte aufgrund dieses Klingeleffekts erfassen zu können, da wegen des kurzen Abstands zwischen dem Objekt und dem Sensor sie zu dem Sensor zurückkehren, bevor der Sensor sich stabilisiert hat.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass Ultraschallsensoren typischerweise ab Werk auf einen vorgegebenen Abstand (Bezugsabstand) auf eine Basislinie eingestellt werden, basierend darauf, dass das Fahrzeug stationär auf einer flachen Fläche ist, was bedeutet, dass die Ultraschallsensoren kalibriert werden (d.h. die Erfassungsalgorithmen basierend auf bestimmten Reflexionszeit-Parametern), unter der Annahme, dass die Sensoren in einer Höhe relativ zum Boden verbleiben, die konstant ist. Das bedeutet dass der Basislinien-Referenzpunkt sich niemals ändert, trotz der Möglichkeit, dass der Abstand zwischen den Sensoren, die an der Stoßstange positioniert sind, und dem Boden sich abhängig von den Straßenbedingungen in einer nicht dem Werk entsprechenden realen Umgebung ändert. Somit besteht ein Bedarf für verbesserte Objekterfassungssysteme.
Zusammenfassung
Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung und ist keine verständliche Offenbarung des gesamten Umfangs oder aller ihrer Merkmale, Aspekte und Aufgaben.
Dementsprechend ist es ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Ultraschall-Objekterfassungssystem für ein Kraftfahrzeug einschließlich einer Fahrzeugkarosserie und eines Verschlusselements zu schaffen, das an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Das System umfasst mindestens einen Ultraschall-Messwandler, der an dem Fahrzeugkarosserie zur selektiven Ausgabe einer Anzahl von Ultraschall-Bursts befestigt ist und eine Anzahl von Ultraschall-Echos empfängt. Das System umfasst auch eine elektronische Steuereinheit mit mindestens einem Ultraschall-Treiber, der elektrisch mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler verbunden ist und in Kommunikation mit mindestens einem Fahrzeugcontroller steht. Die elektronische Steuereinheit ist ausgebildet, um eine Anzahl von Betriebssignalen von dem mindestens einen Fahrzeugcontroller zu erhalten. Die elektronische Steuereinheit ist auch ausgebildet, um eine Aktivierungsgeste, die durch einen Benutzer durchgeführt wird, mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler zu erfassen und ein Aktivierungssignal an den mindestens einen Fahrzeugcontroller in Abhängigkeit von der Erfassung der Aktivierungsgeste, die durch den Benutzer für das Betreiben des Verschlusselements durchgeführt wird, zu übertragen.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Objekterfassungssystems für eine Benutzeraktivierung eines angetriebenen Verschlusselement-Systems zu schaffen, um ein Fahrzeug-Verschlusselement eines Fahrzeugs zu bewegen. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt der Erfassung einer Änderung in dem Zustand des Fahrzeugs mit einem einer Anzahl von Fahrzeugcontrollern des Fahrzeugs, um ein Fahrzeugzustand-Änderungssignal der Anzahl von Betriebssignalen auszugeben. Das Verfahren geht weiter mit der Bestimmung einer Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler basierend auf einem Abstand zu einer Bodenfläche in Abhängigkeit von dem Empfang des Fahrzeugzustand-Änderungssignals. Das Verfahren geht weiter mit der Erfassung einer Aktivierungsgeste, die durch einen Benutzer durchgeführt wird, mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler. Das Verfahren umfasst auch den Schritt der Übermittlung eines Aktivierungssignals an die Anzahl von Fahrzeugcontrollern, um das Verschlusselement in Abhängigkeit von der Erfassung der Aktivierungsgeste zu bewegen.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Ultraschall-Objekterfassungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie und einem Verschlusselement zu schaffen, das an dem Fahrzeug montiert ist. Das System umfasst ein Gehäuse, das an dem Fahrzeug befestigt werden kann, und mindestens zwei Ultraschall-Messwandler, die innerhalb des Gehäuses zum selektiven Ausgeben einer Anzahl von Ultraschall-Bursts zu einer Bodenfläche bezüglich einer Umgebung des Fahrzeugs und zum Empfang einer Anzahl von Ultraschall-Echos angeordnet sind. Das System umfasst auch eine elektronische Steuereinheit, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mindestens zwei Ultraschall-Treiber aufweist, die elektrisch mit den mindestens zwei Ultraschall-Messwandlern verbunden sind und in Kommunikation mit dem mindestens einen Fahrzeugcontroller stehen. Die elektronische Steuereinheit ist ausgebildet, um sequenziell jeden der mindestens zwei Ultraschall-Messwandler als Sender der Anzahl von Ultraschall-Bursts und als Empfänger der Anzahl von Ultraschall-Echos zu betreiben. Die elektronische Steuereinheit ist auch ausgebildet, um eine Aktivierungsgeste, die durch einen Benutzer durchgeführt wird, mit den mindestens zwei Ultraschall-Messwandlern zu erfassen und ein Aktivierungssignal an den mindestens einen Fahrzeugcontroller in Abhängigkeit von einer Erfassung der Aktivierungsgeste, die durch den Benutzer durchgeführt wird, für einen Betrieb des Verschlusselements zu übertragen.
Das Ultraschall-Objekterfassungssystem gemäß der Offenbarung schafft eine Vielzahl von Vorteilen, die insbesondere für einen Benutzer des Fahrzeugs attraktiv sind. Das offenbarte System vergrößert den Fuß-Erfassungsbereich im Vergleich zu existierenden Lösungen. Dies vermindert die Anzahl von Sensoren oder Messwandlern, um einen Erfassungsbereich abzudecken. Das offenbarte System erlaubt auch, dass der Abstand zwischen den Messwandlern und der Bezugsfläche reduziert werden kann, während es weiterhin eine Fußerfassung ermöglicht. Dies eröffnet Anwendungen bei Fahrzeugen mit geringer Bodenfreiheit wie Limousinen und Sportwagen. Zusätzlich kann das System dynamisch den Bodenabstand von dem Messwandler anpassen. Dies ermöglicht es dem System, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umgebungen und Parksituationen zu schaffen. Schließlich erlaubt das System die Anpassung an verschiedene Oberflächen unterhalb des Messwandlers, um angemessen eine Basislinie durch Vermeidung falscher Bezugspunkte zu bilden.
Diese und andere Aspekte und Anwendungsgebiete werden aus der hier gegebenen Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die bestimmten Beispiele dieser Zusammenfassung sind nur zu Zwecken der Erläuterung beabsichtigt und nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
Figurenliste
Andere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden schnell erkannt, da dieselben durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gewürdigt wird, wobei:

1 ist eine Perspektivdarstellung eines beispielhaften Kraftfahrzeugs, das mit einem Ultraschall-Objekterfassungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie und einem Verschlusselement ausgestattet ist, das mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, die die Positionen von mindestens einem Ultraschall-Messwandler gemäß Aspekten der Offenbarung zeigt,
2 ist eine weitere Perspektivdarstellung eines beispielhaften Kraftfahrzeugs, das mit dem Ultraschall-Objekterfassungssystem gemäß Aspekten der Offenbarung ausgestattet ist,
3 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Kraftfahrzeugs einschließlich einer Anzeige gemäß Aspekten der Offenbarung,
4 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils einer beispielhaften hinteren Stoßstange des Fahrzeugs mit dem Ultraschall-Objekterfassungssystem und das eine Anzeige umfasst, die während eines Aktivierungsvorgangs (Aufwachen) des Systems gemäß Aspekten der Offenbarung erleuchtet wird,
5 zeigt das Ultraschall-Objekterfassungssystem mit einem einzelnen Ultraschall-Messwandler gemäß Aspekten der Offenbarung,
6A ist eine Explosionsdarstellung eines beispielhaften Ultraschall-Objekterfassungssystems mit einem einzelnen Ultraschall-Messwandler gemäß Aspekten der Offenbarung, der an der hinteren Stoßstange montiert ist,
6B ist eine Außenansicht des beispielhaften Ultraschall-Objekterfassungssystems, das in 6A dargestellt ist, gemäß Aspekten der Offenbarung,
7 ist eine Seiten-Außenansicht, die ein Beispiel einer Grafik des Ultraschall-Objekterfassungssystems einschließlich eines Paares von Ultraschall-Messwandlern zeigt, das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist und das an einer hinteren Stoßstange montiert ist, und wobei die Stoßstange Aussparungen für Ultraschallwellen hat, die zu und/oder von den Ultraschall-Messwandlern gemäß Aspekten der Offenbarung übertragen werden,
7B ist eine Perspektivdarstellung von innerhalb der hinteren Stoßstange einer Sensoreinheit und des Paares der Ultraschall- Messwandler des Systems der 7A gemäß Aspekten der Offenbarung,
7C ist eine Außen-Unteransicht der Aussparungen der hinteren Stoßstange der 7A gemäß Aspekten der Offenbarung,
8A ist eine Außen-Seitenansicht einer beispielhaften Grafik des Ultraschall- Objekterfassungssystems mit einem einzelnen Ultraschall-Messwandler, der an der hinteren Stoßstange montiert ist, und wobei die Stoßstange eine Aussparung für Ultraschallwellen aufweist, die zu und/oder von dem Ultraschall-Messwandler gemäß Aspekten der Offenbarung übertragen werden,
8B ist eine Perspektivansicht von innen der hinteren Stoßstange einer elektronischen Steuereinheit und des Ultraschall-Messwandlers des Systems der 8A gemäß Aspekten der Offenbarung,
8C ist eine Außen-Unteransicht der Aussparung der hinteren Stoßstange der 7A gemäß Aspekten der Offenbarung,
9 zeigt das Ultraschall-Objekterfassungssystem mit einem Paar von Ultraschall-Messwandlern auf einer ebenen Grundfläche gemäß Aspekten der Offenbarung,
10 zeigt das Ultraschall-Objekterfassungssystem mit einem Paar von Ultraschall-Messwandlern auf einer unebenen Grundfläche gemäß Aspekten der Offenbarung,
11 zeigt eine beispielhafte optionale Verkleidungsblende, die um eine Grafik des Ultraschall-Objekterfassungssystems installiert werden kann, um Herstellungsfehler und/oder Fehlausrichtungen gemäß Aspekten der Offenbarung abzudecken,
12 ist ein Gesamt-Funktionsdiagramm der elektronischen Steuereinheit gemäß Aspekten der Offenbarung,
13 zeigt das Ultraschall-Objekterfassungssystem mit einer Anzahl von Ultraschall-Messwandlern gemäß Aspekten der Offenbarung,
14, 14A und 14B zeigen das Ultraschall-Objekterfassungssystem mit der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern, die sequenziell gemäß Aspekten der Offenbarung arbeiten,
15-17 zeigen beispielhafte Situationen, wenn ein Abstand zwischen der Bodenfläche und den Ultraschall-Messwandlern gemäß Aspekten der Offenbarung sich ändern kann,
18 zeigt einen Datenfluss für die elektronische Steuereinheit, die mindestens ein Verbotssignal gemäß Aspekten der Offenbarung erhält,
19-21 zeigen ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Objekterfassungssystems zur Benutzeraktivierung eines angetriebenen Verschlusselement-Systems zur Bewegung eines Fahrzeug-Verschlusselements gemäß Aspekten der Offenbarung und
22 zeigt eine Gesamt-Betriebs-Zeitsequenz des Ultraschall-Objekterfassungssystems.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Allgemein wird mindestens ein Ausführungsbeispiel eines Ultraschall-Objekterfassungssystems nun offenbart, das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist. Ein Verfahren zum Betreiben des Ultraschall-Objekterfassungssystems, das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, wird ebenfalls offenbart. Die Ausführungsbeispiele sind so gegeben, dass diese Offenbarung vollständig ist und vollständig den Umfang an Fachleute vermittelt. Unzählige bestimmte Details sind fortgesetzt als Beispiele von bestimmten Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung zu geben. Es ist für Fachleute ersichtlich, dass bestimmte Details nicht eingesetzt werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in vielen unterschiedlichen Formen umgesetzt werden können und dass nichts zur Beschränkung des Umfangs der Offenbarung anzusehen ist. In einigen Ausführungsbeispielen werden bekannte Prozesse, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien im Detail beschrieben. Das System kann alternativ verwendet werden, um ein anderes Verschlusselement eines Fahrzeugs zu öffnen und/oder zu schließen. Anfänglich bezugnehmend auf die 1-4 ist das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 an einem beispielhaften Kraftfahrzeug 12 dargestellt, das ein Verschlusselement (d.h. eine Heckklappe 14) aufweist, die an einer Fahrzeugkarosserie 16 montiert ist. Bei dem Ausführungsbeispiel, das in der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird, ist das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 in eine hintere Stoßstange 18 der Fahrzeugkarosserie 16 integriert. Das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 kann jedoch in einer anderen Position an dem Fahrzeug 12 platziert sein, beispielsweise an der Seite des Fahrzeugs 12 angrenzend an die Fahrzeug-Fahrgasttüren, wie in den 1 und 2 dargestellt ist. Es soll festgestellt werden, dass das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 in Verbindung mit anderen Anwendungen verwendet werden kann, beispielsweise einschließlich berührungsloser (Gesten-basierter) Aktivierung der angetriebenen Öffnung anderer Verschlusselemente wie angetriebene Türen, angetriebene Kofferraumdeckel und angetriebene Schiebetüren. Desweiteren können diese Techniken auch bei anderen Nicht-Automobil-Anwendungen verwendet werden, die von Gesten-basierter Aktivierung von Systemen profitieren. Das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 umfasst mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, der ein Objekt oder eine Bewegung erfasst, wenn ein Schlüsselanhänger 22, der zu dem bestimmten Fahrzeug 12 gehört, in einem vorgegebenen Abstand zum Fahrzeug 12 angeordnet ist, beispielsweise wenn der Schlüsselanhänger 22 in Besitz eines Benutzers 23 ist, die er sich dem Fahrzeug 12 nähert. Im größeren Detail ist mindestens ein Ultraschall-Messwandler 20 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, um selektiv eine Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 abzugeben und eine Anzahl von Ultraschall-Echos 25 zu empfangen, wie am besten in 5 dargestellt ist. Obwohl der Schlüsselanhänger 22 in dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, können andere Komponenten, die zu dem bestimmten Fahrzeug 12 gehören und die durch das Fahrzeug 12 erfasst werden können, verwendet werden. Ein Beispiel des Objekts, das durch den oder die Ultraschall-Messwandler 20 erfasst wird, ist ein Fuß eines Benutzers 23, und ein Beispiel der Bewegung, die durch den oder die Ultraschall-Messwandler 20 erfasst wird, ist eine Tritt- oder Winkbewegung des Benutzers 23. Da die Ultraschall-Messwandler Ultraschallwellen oder Bursts 24 aussenden, kann die hintere Stoßstange 18 eine Aussparung 26 umfassen, die beispielsweise an einer Unterseite 21 der hinteren Stoßstange 18 vorgesehen sein kann, wie am besten in den 4, 6A-6B, 7A-7C und 8A-8C dargestellt ist, um zu ermöglichen, dass Ultraschallwellen (Ultraschall-Bursts 24 und Ultraschall-Echos 25) zu und/oder von jedem Ultraschall-Messwandler 20 gelangen, beispielsweise zwischen der Heckklappe 14 und dem Boden 27 (9, 10, 13 und 14). Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 einen einzelnen Ultraschall-Messwandler, wie in den 6A-6B und 8A-8C dargestellt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 ein Paar Ultraschall-Messwandler 20A, 20B, was als Doppelsensoren bezeichnet wird, wie in 7A-7C dargestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel sendet einer der Ultraschall-Messwandler 20A, 20B, und der andere empfängt oder lauscht, wie am besten in den 9 und 10 dargestellt ist. Die Ultraschall-Messwandler 20A, 20B verschaffen dem System 10 einen Vorteil über vergleichbare Systeme, die nur einen einzelnen Ultraschall-Messwandler 20 aufweisen. Falls es nur einen einzelnen Ultraschall-Messwandler 20 gibt können wegen des engen Bereichs eine Rückkopplung und Klingeln (das heißt eine instabile Sensormembran), was mit dem Betrieb und der Erfassung interferiert, auftreten. Die eigenen Sende- (Tx) und Empfangs-(Rx) Ultraschall-Messwandler 20A, 20B eliminieren dieses Rückkopplungs- und Klingel-Problem. Die Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B sind zum Boden 27 gerichtet, beispielsweise um die Pulse/das Zwitschern in einer vertikalen Richtung oder im wesentlichen vertikalen Richtung zu richten, wobei beispielsweise in einem Kegelmuster ausgestrahlt wird. Der Term im wesentlichen vertikale Richtung wird hier verwendet, um sich auf eine Richtung zu beziehen, die nicht horizontal ist, sodass eine Erfassungszone entweder direkt unterhalb oder im wesentlichen unterhalb angeordnet ist, sich von einem Bereich direkt unterhalb erstreckend vorgesehen ist, d.h. ein Erfassungs-Kegel, der von den Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B mit einem Winkel von 45° zu der Vertikalen erstreckt. Eine solche Orientierung stellt sicher, dass die Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B in der Lage sind, Gesten (d.h. Bewegungen des Fußes eines Benutzers) in einer vorgegebenen Position zu erfassen, um falsche Aktivierungen von Bewegungen oder Gesten (Hand- oder Arm- oder Bein-Gesten) außerhalb der Erfassungszone zu vermeiden, die nicht den Gesten entsprechen, die durch einen Benutzer mit der Intention zur Aktivierung der Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Erfassungszone für eine Erfassung direkt unterhalb oder im wesentlichen unterhalb des äußeren Umfangs des Fahrzeugs 12 ausgebildet sein, was als ein projizierter Umfang 19 dargestellt ist, der mit dem äußeren Umfang des Fahrzeugs 12 übereinstimmt oder sich etwas über den Umfang 19 hinaus erstreckt (zum Beispiel 20 cm). Es ist festzustellen, dass ein weiter nach außen projizierter Umfang (d.h. mehr als 20 cm) oder ein nach innen projizierter Umfang vorgesehen sein kann. Wie in den 2-4, 6A-6B, 7A-7C, 8A-8C und 11 dargestellt ist, hat das Ultraschallobjekt Erfassungssystem 10 auch eine Anzeige 28, die auf dem Fahrzeug 12 angeordnet ist, um den Benutzer 23 über die angemessene Positionierung zu informieren, um eine Aktivierungsgeste durchzuführen, die das Öffnen des Verschlusselements (d.h. der Heckklappe 14) auslöst. Beispielsweise ist die Anzeige 28 in horizontaler Richtung zu dem Boden 27 orientiert oder im Wesentlichen orientiert. Die Aktivierungsgeste kann eine Bewegung durch den Benutzer 23 und/oder ein Objekt sein, das durch den Benutzer 23 angrenzend an den oder die Ultraschall-Messwandler 20 platziert wird. In den Ausführungsbeispielen ist die Anzeige 28 angrenzend an den oder die Ultraschall-Messwandler 20 angeordnet, beispielsweise auf der hinteren Stoßstange 18 des Fahrzeugs 12. Die Anzeige 28 kann den Benutzer 23 auch darüber informieren, dass das System 10 aktiviert oder hochgefahren ist, während des Aufwachen des Systems, in Bewegung ist, den Benutzer 23, der sich dem Fahrzeug 12 genähert, erfasst hat, dass das System 10 eine Eingabe von dem Benutzer 23 empfängt und/oder dass das System 10 auf ein Aktivierungsgesten-Signal wartet. Die Anzeige 28 des Ausführungsbeispiels umfasst eine Grafik 30, die auch als Icon bezeichnet wird, beispielsweise ein beleuchtetes Bild einer geöffneten Heckklappe, um den Benutzer 23 aufmerksam zu machen. Die Verwendung eines aktuellen Icons, das angemessen positioniert ist, liefert dem Benutzer 23 eine visuelle Angabe dahingehend, wo der oder die Ultraschall-Messwandler 20 positioniert ist. Dieses Merkmal ist für den Benutzer 23 vorteilhaft und schafft einen Vorteil über vergleichbare Systeme, die von dem Benutzer 23 erfordern zu raten, wo ein Ultraschall-Messwandler 20 unterhalb einer hinteren Stoßstange 18 (oder in einem anderen Teil des Fahrzeugs, das mit dem System 10 ausgestattet ist) positioniert ist und wohin die Erfassungszone der Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B gerichtet ist, um die Aktivierungsgeste auszuführen. Während die Ausführungsbeispiele hier mit Bezug auf den Einsatz der Anzeige 28 gegeben werden, kann das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 ohne die Anzeige vorgesehen sein (d.h. der oder die Ultraschall-Messwandler 20 kann beispielsweise auf oder hinter einer hinteren Stoßstange 18 ohne Anzeige 28 oder mit einer Anzeige 28 ohne die Grafik 30 positioniert sein).
Eine Explosionsdarstellung des Ultraschall-Objekterfassungssystems 10 mit einem Ultraschall-Messwandler 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist in der 6A dargestellt. Die hintere Stoßstange 18 definiert eine Öffnung 34 für diverse Komponenten und die Aussparung 26 für Ultraschallwellen, die von und/oder zu dem Ultraschall-Messwandler 20 übertragen werden. Eine Bildabdeckung 36 ist über der Öffnung 34 angeordnet, die einen Ausschnitt 38 der Grafik 30 umfasst, in diesem Fall das Fahrzeug 12 mit geöffneter Heckklappe 14. Die Bildabdeckung 36 I ist eingefärbt, um zu der Farbe der Fahrzeugkarosserie 16 zu passen. Ein Bilddiffusor 39, beispielsweise ein lichtdurchlässiger weißer Kunststoff ist über der Bildabdeckung 36 angeordnet. Als nächstes ist ein Gehäuse 40 über dem Bilddiffusor 39 angeordnet. Der Ultraschall-Messwandler 20 ist in dem Gehäuse 40 aufgenommen und ruht auf einer Basiswand 42 des Gehäuses 40. Ein Reflektor 44, der Licht zu dem Bildbereich der Grafik 30 richtet, ist ebenfalls in dem Gehäuse 40 angrenzend an den Messwandler 20 angeordnet. Die elektronische Steuereinheit 32 ist ebenfalls in dem Gehäuse 40 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel sind Licht emittierenden Dioden (LEDs) an der entfernten Seite der elektronischen Steuereinheit 32 angeordnet. Eine Abdeckung 46 ist über dem Gehäuse 40 angeordnet. Wie in 6B dargestellt ist, die eine Außenansicht des Systems 10 der 6A ist, ist die Grafik 30 durch die Bildabdeckung 36 sichtbar. Wie in 11 dargestellt ist, umfasst das System 10 optional eine Blende 48, die von dem Äußeren der hinteren Stoßstange 18 installiert ist, um alle Herstellungsfehler und/oder Fehlausrichtungen abzudecken, die vorhanden sein können. Während der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 40 innerhalb des Gehäuses 40 sein kann, soll festgestellt werden, dass der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20 auch separat an dem Fahrzeug 12 angeordnet sein kann (15-17) .
Das Ultraschallfeld, das durch den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 geliefert wird, kann ein dreidimensionales Volumen sein, beispielsweise halbkugelförmig, als Würfel, Kegel oder Zylinder. Der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20 wird verwendet, um Reflexionen von Wechselwirkungen in dem Ultraschallfeld zu empfangen, und das System 10 verarbeitet und analysiert die empfangenen Reflexionen, um Gestendaten zu liefern, die dazu verwendet werden können, um Gesten zum Öffnen der Heckklappe 14 zu ermitteln. Wenn bei dem Ausführungsbeispiel der Nutzer 23 sich dem Fahrzeug 14 nähert, erfasst das Fahrzeug 12 den Schlüsselanhänger 22 und aktiviert das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 und die Anzeige 28. Das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 hat einen Auslösefall-Modus und einen Nicht-Auslösefall-Modus. Die Anzeige 28 ist in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel ein Licht, das auf der hinteren Stoßstange 18 angeordnet ist, um dem Benutzer 23 mitzuteilen, dass das System 10 aktiviert ist und auf eine Aktivierungsgeste von dem Benutzer 23 wartet, um die Heckklappe 14 zu öffnen. Die Anzeige 28 informiert den Benutzer 23 auch hinsichtlich der korrekten Position, um die Aktivierungsgeste durchzuführen, d.h. die Anwesenheit eines Fußes. Gleichzeitig erzeugt der Ultraschall-Messwandler 20 das Ultraschallfeld angrenzend an die Anzeige 28 und an das Fahrzeug 12, das heißt ein Ultraschallfeld, das unterhalb oder im Wesentlichen unterhalb des Fahrzeugs 12 gerichtet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel informiert die Anzeige 28 den Benutzer 23 durch Erleuchten eines roten Lichts. Zur Auslösung des Auslösefall-Modus platziert der Benutzer 23 seinen oder ihren Fuß unter der erleuchteten Anzeige 28 oder unterhalb der hinteren Stoßstange 18 als erläuterndes Beispiel. Wenn der Benutzer 23 seinen oder ihren Fuß unter der erleuchteten Anzeige 28 platziert, empfängt der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20 des Systems 10 Reflexionen von Wechselwirkungen in dem zwischenliegenden Ultraschallfeld. Dann verarbeitet und analysiert das System die empfangenen Reflexionen, um Gestendaten zu liefern, die zur Bestimmung der Geste verwendet werden können. Damit das System 10 die empfangenen Reflexionen verarbeiten kann, kann es erforderlich sein, dass der Benutzer seinen oder ihren Fuß für eine erforderliche Zeitspanne (d.h. 4 Sekunden) stationär hält. Sobald der Benutzer 23 seinen oder ihren Fuß für die erforderliche Zeitspanne stationär hält und die angemessene Geste geliefert wird, informiert die Anzeige 28 den Benutzer durch Blinken eines erleuchteten gelben Lichts. Als nächstes initiiert das System 10 das Öffnen der Heckklappe 14. Falls andererseits der Benutzer 23 seinen oder ihren Fuß stationär hält, aber die erforderliche Zeitspanne nicht erfüllt (d.h. weniger als 4 Sekunden), die erforderlich ist, um das Öffnen der Heckklappe 14 auszulösen, wird dir Nicht-Auslösefall-Modus initiiert. Während des Nicht-Auslösefalls blinkt die Anzeige 28 in dem erleuchteten gelben Licht, um dem Benutzer 23 anzuzeigen, dass die durch den Benutzer 23 durchgeführt Geste, das Erfordernis zum Öffnen der Heckklappe 14 nicht erfüllt. Es soll festgestellt werden, dass verschiedene Techniken zur Erfassung der Wechselwirkungen in dem Ultraschallfeld eingesetzt werden können. Bei dem Ausführungsbeispiel basiert die Gestentechnik auf einer Bewegungserfassung, und zur Entriegelung oder zur Betätigung des Systems 10 (Tür oder Heckklappe 14) muss der Benutzer 23 seinen oder ihren Fuß in den Bereich des mindestens einen Ultraschall-Messwandlers 20 bringen und dann eine Zeitspanne abwarten, bevor sein oder ihr Fuß aus dem Bereich des mindestens einen Ultraschall-Messwandlers 20 bewegt wird, um das System 10 zu aktivieren. Mit anderen Worten muss der Benutzer 23 seinen oder ihren Fuß in das Ultraschallfeld für die erforderliche Zeitspanne bringen, bevor er oder sie den Fuß zurück nimmt. Keine Bewegungen sind innerhalb der Zeitspanne nach der ersten Erfassung erlaubt. So muss der Fuß für 500 ms stationär bleiben. Falls das System 10 eine zweite Bewegung innerhalb der Zeitspanne ermittelt, wird der Algorithmus die erste Erfassung ignorieren und in einen Rückstellzustand gehen und dann auf eine neue Eingabe warten. Während der erforderlichen Zeitspanne zur Aktivierung des Systems 10 ist vorzuziehen, dass der Benutzer 23 keine weiteren Bewegungen in dem Ultraschallfeld vornimmt. Falls das System 10 eine zweite Wechselwirkung erfasst, d.h. eine weitere Bewegung durch den Benutzer 23 in dem Ultraschallfeld innerhalb der erforderlichen Zeitspanne feststellt, wird die erste Wechselwirkung, die durch den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 festgestellt wird, von dem System ignoriert, und das System 10 wird zurückgestellt und wartet auf eine neue Interaktion, die durch den Benutzer 23 durchgeführt wird. Nichtsdestotrotz ist zu verstehen, dass andere Algorithmen und/oder Zeitspannen eingesetzt werden können. Beispielsweise kann eine Vor- und Zurückbewegung oder eine einzelne Bewegung oder einen oder mehrmaliges Auftreten eines Fußes in dem Ultraschallfeld erforderlich sein, um das System 10 zu aktivieren.
Ein hörbarer Ton, ein Hupen oder Piepen kann auch verwendet werden, mit oder ohne die Grafik 30, um den Benutzer 23 aufmerksam zu machen. Die Anzeige 28 kann auch andere Merkmale oder Komponenten aufweisen, um den Benutzer 23 zu informieren, beispielsweise eine andere Art von Licht oder beleuchteter Bereich entlang der hinteren Stoßstange 38, Rücklichter, Rückfahrlichter, Signallichter, ein Objekt oder eine Projektion auf einer Scheibe des Fahrzeugs 12, beispielsweise ein projiziertes Bild oder Licht. Bei dem Ausführungsbeispiel hat die Anzeige 28 in dem Ein- und dem Aus-Zustand eine unterschiedliche Farbe und vermittelt dem Benutzer 23 eine Idee, wo sein oder ihr Fuß zu platzieren ist. Zusätzlich kann die Anzeige 28, die verwendet werden, um den Benutzer 23 aufmerksam zu machen, in jedem anderen Bereich des Fahrzeugs 12 vorgesehen sein, der für den Benutzer 23 sichtbar ist. Zusammenfassend sind verschiedene Optionen für das Merkmal oder die Merkmale möglich, die als Anzeige 28 verwendet werden, um den Benutzer 23 zu informieren. In jedem Fall wird eine Rückmeldung an den Benutzer 23 für eine Fuß/Gestenerkennung geschaffen.
Wenn bei dem Ausführungsbeispiel der Benutzer 23 sich dem Fahrzeug 12 nähert, erfasst das Fahrzeug 12 den Schlüsselanhänger 22 und schaltet das Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 ein. Sobald das System 10 aufwacht, werden die Ultraschall-Messwandler 20A, 20B und die Anzeige 28 aktiviert. In dem Ausführungsbeispiel ist die Anzeige 28 ein beleuchtetes Bild auf der hinteren Stoßstange 18, um den Benutzer 23 zu informieren, dass das System aktiviert ist und auf die Aktivierungsgeste von dem Benutzer 23 wartet, um die Heckklappe 14 zu öffnen. Die Anzeige 28 informiert den Benutzer 23 auch über die korrekte Position zur Durchführung der Aktivierungsgeste, was in diesem Fall die Anwesenheit eines Fußes ist. Der Benutzer 23 platziert dann seinen oder ihren Fuß unter der erleuchteten Anzeige 28, was einschließlich direkt oder im Wesentlichen direkt unter der Fahrzeug-Stoßstange 18 sein kann. Sobald der Fuß erfasst wird, blinkt die Anzeige 28, und optional kann ein hörbarer Ton von dem System 10 oder anderen Komponenten des Fahrzeugs 12 abgegeben werden, um die Anwesenheit des Fußes anzuzeigen. Der Benutzer 23 belässt dann seinen oder ihren Fuß für eine erforderliche Zeitspanne stationär, die erforderlich ist, um das Öffnen der Heckklappe 14 auszulösen. Falls andererseits der Benutzer 23 seinen oder ihren Fuß stationär hält, die erforderliche Zeitspanne aber nicht erfüllt, d.h. weniger als eine Zeitspanne, die erforderlich ist, um das Öffnen der Heckklappe 14 auszulösen, blinkt die Anzeige 28, und optional kann ein hörbarer Ton durch das System 10 oder eine andere Komponente des Fahrzeugs 12 abgegeben werden, um anzuzeigen, dass die Geste, die von dem Benutzer durchgeführt wurde, nicht das Erfordernis zum Öffnen der Heckklappe 14 erfüllt.
Das System 10 umfasst auch eine elektronische Steuereinheit 32, die Software ausführt, die das Öffnen der Heckklappe 14 auslöst. Ein Funktionsdiagramm der elektronischen Steuereinheit 32 ist in 12 dargestellt. Die elektronische Steuereinheit 32 ist elektrisch mit der Anzeige 28 verbunden und umfasst mindestens einen Ultraschall-Treiber 33, der elektrisch mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 22 verbunden ist und in Kommunikation mit einer Anzahl von Fahrzeugcontrollern steht, beispielsweise einem Körper-Steuermodul, beispielsweise durch eine lokale Verbindungsnetzwerk(LIN)-Schnittstelle. Die elektronische Steuereinheit 32 ist ausgebildet, um eine Anzahl von Betriebssignalen von der Anzahl von Fahrzeugcontrollern zu erhalten. Beispielsweise umfassen solche mehreren Betriebssignale, was nicht darauf beschränkt ist, ein Signal, das eine Änderung in einem Fahrzeugzustand von einem Fahrzustand zu einem Parkzustand anzeigt (d.h. der Benutzer hat das Getriebe von einem Fahr- zu einem Park-Modus umgestellt), eine Änderung in dem Fahrzeugzustand von einem Bewegungszustand zu einem angehaltenen Zustand (das heißt der Benutzer war in Bewegung und hat die Fahrzeuggeschwindigkeit unter 0 Meilen/h gedrosselt) oder eine Änderung in dem Fahrzeugzustand von einem Bewegungszustand oberhalb einer Schwellwertgeschwindigkeit zu unterhalb einer Schwellwertgeschwindigkeit (d.h. der Benutzer hat sich bewegt und seine Fahrzeuggeschwindigkeit auf unter 1 Meilen/h vermindert), den Ablauf eines Ruhe-Zeitgebers oder eine Änderung in dem Fahrzeugzustand des Fahrzeug-Verschlusspaneels zwischen verriegelt und entriegelt. Die elektronische Steuereinheit 32 ist ausgebildet, um die Aktivierungsgeste von dem Benutzer 23 mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 zu erfassen (d.h. mit einem Ultraschall-Messwandler 20, der in 5 dargestellt ist, und mit einem Paar von Ultraschall-Messwandlern 20A, 20B in 9) und um ein Aktivierungssignal an die Anzahl von Fahrzeugcontrollern in Abhängigkeit davon abzugeben, dass die Aktivierungsgeste durch den Benutzer 32 für das Betreiben des Verschlusselements (d.h. der Heckklappe 14) erfasst wird.
Für den Fall, dass der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20 eine Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 umfasst ( 13), ist die elektronische Steuereinheit 32 ferner ausgebildet, um sequenziell jeden der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 als Sender einer Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 und als Empfänger der Anzahl von Ultraschall-Echos 25 zu betreiben, wie am besten in 14 dargestellt ist. Beispielsweise kann die elektronische Steuereinheit 32 ausgebildet sein, um jeden der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 als Sender der Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 zu betreiben und den Empfänger der Anzahl von Ultraschall-Echos 25 entgegengesetzt zu dem Betrieb des angrenzenden einen der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 als einen der Sender der Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 und als Empfänger der Anzahl von Ultraschall-Echos 25 zu betreiben. Die Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 oder Sensoreinheiten kann entlang eines Umfangs der hinteren Stoßstange 18 in einer Anordnung vorgenommen werden. Die Anordnung ist so ausgebildet, um den Effekt des Klingelns auf die Erfassungsfähigkeit zu eliminieren. Einer der Ultraschall-Messwandler 20 ist für einen Sendemodus ausgebildet, um einen Puls/ein Zwitschern 24 abzugeben, während benachbarte Ultraschall-Messwandler 20 auf einen Empfangsmodus eingestellt sind, um die reflektierten Wellen 25 zu empfangen. Da ein anderer Ultraschall-Messwandler 20 die reflektierten Wellen 25 empfängt, muss das System 10 nicht darauf warten, dass sich der Ultraschall-Messwandler 20 in einen stabilen Zustand beruhigt (wie es der Fall bei einem Ultraschall-Messwandler 20 wäre, der sowohl zum Senden des Ultraschall-Bursts 24 als auch zum Empfangen des reflektierten Signals oder des Echos 25 ausgebildet ist).
Im Betrieb ist das System 10 beispielsweise ausgebildet (das heißt ein Algorithmus, der durch einen Mikrocontroller der elektronischen Steuereinheit 32 ausgeführt wird), um einen Sensor oder Ultraschall-Messwandler 20 zu haben, der die Bursts 24 sendet, und wobei die anderen als Empfänger der Echos 25 ausgebildet sind. Bei dieser Konfiguration ist der benachbarte Ultraschall-Empfangs-Messwandler 20 (d.h. der Sensor oder Messwandler „2“, der in 13 dargestellt ist) bereits in einem Bereitschaftszustand und bereit, reflektierte Signale (d.h. Echos 25) ohne Interferenz aufgrund einer vorher existierenden Vibration der Empfängermembran zu empfangen. Es soll festgestellt werden, dass nicht alle Ultraschall-Messwandler 20 in der Lage sein werden, die Echos 25 zu empfangen (d.h. Sensoren oder Messwandler „3“ und „4“ der 13 können das reflektierte Signal oder das Echo 25 nicht empfangen). Beispielsweise sendet der Sensor oder Messwandler „1“ Bursts 24, der Messwandler“ 2" kann die Echos 25 empfangen, der Messwandler „3“ kann die Echos 25 empfangen, aber der Messwandler „4“ und dahinter kann die Echos 25 nicht empfangen, da sie außerhalb des Bereichs der Echos 25 liegen. In der nächsten Sequenz wird der Messwandler „2“ ein Sender, und die anderen werden zu Empfängern usw. und so fort. Die Ultraschall-Messwandler 20 werden in einer überstreichenden Weise oder in einer sequenzierten Weise betrieben, um den Bereich unterhalb der hinteren Stoßstange 18 abzudecken. Beispielsweise sendet der Messwandler „1“ den Burst 24, und der Messwandler „2“ hat noch nicht einen stabilen Zustand erreicht (kein Klingeln), der für eine genaue Erfassung empfangener Echos 25 mit minimaler Interferenz ausreichend ist, der Messwandler „3“ kann die Echos 25 empfangen, während der Messwandler „3“ und dahinter in der Lage sind, die Echos 25 zu empfangen, da sie innerhalb des Bereichs der Echos 25 liegen und einen stabilen Zustand ohne Klingeln erreicht haben. In der nächsten Sequenz ist der Messwandler „2“ ein Sender, und die anderen werden zu Empfängern (d.h. Messwandler „4“) usw. und so fort. Die Ultraschall-Messwandler 20 werden in einer überstreichenden Weise oder in sequenzierter Weise betrieben, um den Bereich unterhalb der hinteren Stoßstange 18 abzudecken. Alternative Arten der Abtastung des Bodens 27 können vorgesehen sein, beispielsweise können der Messwandler „1“ und der Messwandler „3“ ausgebildet sein, um die Echos 25 zu empfangen, während der Messwandler „2“ und der Messwandler „4“ die Bursts 24 übertragen, als nächstes gefolgt von einer Umkehrung des Betriebs, um den Messwandler „1“ und den Messwandler „3“ zu betreiben, um die Bursts 24 zu senden, während es den Messwandler“ 2" und dem Messwandler“ 4", die vorher zum Senden der Bursts 24 betrieben wurden, ermöglicht wird, einen stabilen Zustand ohne Klingeln einzunehmen, bevor sie ausgestaltet sind, um die Echos 25 zu empfangen.
Durch Verwendung von mehreren Ultraschall-Messwandlern 20, die in einer Anordnung in versetzter Weise relativ zueinander angeordnet sind, wobei einer sendet, während benachbarte Ultraschall-Messwandler 20 auf Empfang eingestellt sind, kann der Erfassungsbereich vergrößert werden. Somit kann der Abstand zwischen den Ultraschall-Messwandlern 20 und dem Boden 27 vermindert werden, wodurch weniger Ultraschall-Messwandler 20 zur Überwachung eines Erfassungsbereichs erforderlich sind und auch die Breite des Strahls vergrößert werden kann, da Reflexionen nicht zurück zu dem sendenden Sensor gelangen müssen, sondern stattdessen durch die benachbarten Ultraschall-Messwandler 20 aufgenommen oder erfasst werden können. Als Ergebnis kann das System 10 bei Fahrzeugen 12 mit geringerer Bodenfreiheit wie Sportwagen im Vergleich zu Lastkraftwagen und SUVs verwendet werden. Da desweiteren die Ultraschall-Messwandler 20 zu Erfassung einer Geste näher an dem Ultraschall-Messwandler im Vergleich zu bekannten Systemen effektiv sind, die nicht betriebsfähige Bereiche der Erfassung direkt vor den Messwandlern aufweisen, können Ultraschall-Messwandler 20 an tieferen Positionen bezüglich des Umfangs des Fahrzeugs 12 positioniert werden, und insbesondere unter dem Fahrzeug 12, was den Vorteil hat, dass sie nicht im Blickfeld des Benutzers 23 sind, im Vergleich mit bekannten Systemen, die sichtbar sind, da sie höhere Betriebspositionen wie an einem Mittelpunkt einer Stoßstange erfordern. Durch die Ermöglichung, dass die sendenden und empfangenden Ultraschall-Messwandler 20 einen Ruhezustand erreichen, bevor sie erneut senden oder empfangen, kann das System 10 vergrößert werden, da die Vibrationen der Ultraschall-Messwandler 20 nur durch die empfangenen reflektierten Signale oder Echos 25 erzeugt werden und keine Restvibrationen aus eigenem Sendepuls/Zwitschern 24 resultieren. Um dieses zu erreichen, sind die Ultraschall-Messwandler 20 angeordnet, um die Erfassungszone zu überstreichen, d.h. sie sind ausgebildet, in sequenzieller Reihenfolge zu senden, um es einem Sende-Ultraschall-Messwandler 20 zu ermöglichen, zur Ruhe zu kommen, bevor er wieder empfangen muss.
Wenn ein Objekt oder eine Bewegung durch den oder die Ultraschall-Messwandler 20 erfasst wird, beispielsweise wie der Fuß des Benutzers 23, sendet der oder die Ultraschall-Messwandler 20 Signale, die sich auf das Objekt oder die Bewegung beziehen, zu der elektronischen Steuereinheit 32. Die elektronische Steuereinheit 32 verarbeitet die Daten von dem oder den Ultraschall Messwandlern 20, um zu bestimmen, ob das Objekt oder die Bewegung die Aktivierungsgeste ist, die zum Öffnen der Heckklappe 14 erforderlich ist, anstatt eines Falschsignals. Falls die Daten die Anwesenheit der korrekten Aktivierungsgeste anzeigen, gibt die elektronische Steuereinheit 32 Befehle an den oder die anwendbaren Fahrzeugcontroller, um das Öffnen der Heckklappe 14 auszulösen. Wenn in dem Ausführungsbeispiel die Heckklappe 14 mit dem Öffnen beginnt oder sich öffnet, wird die Anzeige 28, beispielsweise die beleuchtete Grafik 30 und der hörbare Ton, aktiviert, um den Benutzer 23 zu informieren.
Ein möglicher Nachteil bei der Verwendung von Ultraschall-Messwandlern 20 besteht darin, dass Ultraschall-Messwandler 20 typischerweise auf eine Basislinie (Bezugsabstand) zu einem vorgegebenen Abstand eingestellt werden, basierend darauf, dass das Fahrzeug 12 stationär auf einer ebenen Fläche ist, was bedeutet, dass die Ultraschall-Messwandler 20 kalibriert werden (Erfassungsalgorithmen basierend auf bestimmten Reflexionszeit-Parametern, beispielsweise unter Verwendung eines Laufzeit-Algorithmus), unter der Annahme, dass die Ultraschall-Messwandler 20 auf einer Höhe relativ zu dem Boden 27 bleiben, die konstant ist, was als Beispiel in 16 mit A bezeichnet ist. Das bedeutet, dass sich der Basislinien-Bezugspunkt für das System als nicht ändernd angesehen wird, trotz der Möglichkeit, dass sich der Abstand zwischen den Ultraschall-Messwandlern 20, die an der Stoßstange 18 angeordnet sind, und dem Boden 27 abhängig von den Straßenbedingungen ändert. Wie am besten in 15 dargestellt ist, kann das Fahrzeug 12 zurückgesetzt werden, und die Stoßstange 18 kann über einem hochstehenden Bordstein angeordnet sein, was den Abstand zwischen den Ultraschall-Messwandlern 20 und der Basislinien-Referenzfläche, von der das Ultraschallfeld reflektiert wird, vermindert und bezüglich der jedes Objekt oder jede Bewegung erfasst wird. Wie in 16 dargestellt ist, kann das Fahrzeug 12 auf einer Schräge geparkt sein, was die Höhe der Stoßstange 18 relativ zu der schrägen Fläche vermindert oder vergrößert, und eine Vergrößerung des Abstandes der Basislinien-Referenzfläche weg von den Ultraschall-Messwandlern 20 und bezüglich der jedes Objekt oder jede Bewegung erfasst wird. Desweiteren, wie in 17 dargestellt ist, kann das Fahrzeug 12 in einer Geländesituation sein, wo es in der Nähe eines Haufens von Steinen, Schnee oder Schmutz oder einem unebenen oder mit unterschiedlichen Höhen versehenen Gelände geparkt ist und unterschiedliche Ultraschall-Messwandler 20 unterschiedliche Bezugspunkte für jeden Ultraschall-Messwandler 20 haben, der zur Erfassung einer Bewegung oder eines Objekts unterhalb der Ultraschall-Messwandler 20 arbeitet, die eine Anordnung von Ultraschall-Messwandlern 20 bilden, die über einen Teil des Umfangs des Fahrzeugs 12 angeordnet sind, beispielsweise unterhalb der Abmessungen einer Stoßstange 18. In allen diesen Fällen ist die Basislinien-Referenz des Bodens nicht eingestellt, und die Berechnungen der Ultraschall-Messwandler 20 zur Erfassung eines Objekts sind nicht in der Lage, ein Objekt angemessen zu erfassen, und zwar aufgrund des Klingelns in dem Szenario, bei dem die Basislinien-Referenzfläche näher an den Ultraschall-Messwandlern 20 ist (bei einem Bordstein), oder es gibt inkorrekte Reflexionszeiten und Erfassungsalgorithmus-Berechnungen (d.h. Berechnungen der Laufzeit) in dem Szenario, wenn die Basislinien-Referenzfläche weiter von den Ultraschall-Messwandlern 20 als die kalibrierte Höhe bekannter Systeme entfernt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel führt die elektronische Steuereinheit 32 zunächst eine Basislinien-Messung oder - Einstellung durch, die ein Abstand zwischen dem oder den Ultraschall-Messwandlern 20 und einer Bodenfläche unterhalb des Fahrzeugs 12 (d.h. unterhalb der Heckklappe 14) ohne jegliches Hindernis sein kann. Beispielsweise können die Ultraschalldaten von dem oder den Ultraschall-Messwandlern 20 alle 20 ms genommen werden (das heißt für 5 Abtastung in insgesamt 100 ms), und alle Abtastungen müssen in einer Toleranz von 10 mm liegen, um als gültige Basislinien-Daten zu gelten. Die Basislinien-Einstellung kann erneut jedes Mal dann vorgenommen werden, wenn eine Einschalt-Rückstellung oder einen Aufwachen erfolgt und wenn das Fahrzeug 12 zu einem anderen Ort bewegt wird. Die elektronische Steuereinheit 32 setzt dann die Überwachung der Sensordaten oder -Signale fort und schaut nach einer Änderung in der Basislinien-Messung, die einen vorgegebenen Schwellwert-Abstand überschreitet. Sobald der Schwellwert-Abstand überschritten ist, erachtet die elektronische Steuereinheit 32 dies als eine korrekte Aktivierungsgeste statt eines Falschsignals und kommuniziert an mindestens einen der Anzahl von Fahrzeug-Controllern, dass eine Öffnungs- oder Schließanforderung gegeben wurde. Falls die erfassten Daten die eingestellte Schwelle nicht erfüllen, bestimmt die elektronische Steuereinheit 32 dann, dass ein Falschsignal aufgetreten ist, was beispielsweise durch ein Objekt ausgelöst wird, das sich unbeabsichtigt unterhalb der hinteren Stoßstange 18 bewegt. Nachdem das korrekte Aktivierungssignal von der elektronischen Steuereinheit 32 kommuniziert wurde, kann der Fahrzeugcontroller (d.h. ein angetriebenes Verschlusselement-Betätigungssystem) das Öffnen des Verschlusselements (d.h. der Heckklappe 14) initiieren. Bei dem Ausführungsbeispiel lässt das System 10 optional wieder die Anzeige 28 blinken und gibt den hörbaren Ton ab, um das Öffnen der Heckklappe 14 anzuzeigen, und die Heckklappe 14 öffnet sich.
Wieder bezugnehmend auf die 9 ist die dargestellte Konfiguration mit einem Paar Ultraschall-Messwandlern 20A, 20B dargestellt, von denen einer zum Senden und der andere zum Empfangen innerhalb derselben Einheit angeordnet sind. Reflexionen werden von einem benachbarten Ultraschall-Messwandler (d.h. Ultraschall-Messwandler 20B) empfangen, der in einem stabilen Zustand ist. Dementsprechend tritt Klingeln nicht auf und erlaubt den Ultraschall-Messwandlern 20A, 20B näher an den Boden 27 gebracht zu werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel können mehr als zwei Ultraschall-Messwandler 20A, 20B, die in derselben Einheit vorgesehen sind, vorgesehen sein, was ferner ermöglicht, dass die Ultraschall-Messwandler 20A, 20B, die als Empfänger arbeiten, einen stabilen Zustand erreichen (d.h. kein Klingeln), was es ermöglicht, dass die Einheit noch näher am Boden 27 platziert wird. Durch das Vorsehen, dass der benachbarte Ultraschall-Messwandler (d.h. Ultraschall-Messwandler 20B) in abwechselnden Ein/Aus-Zuständen arbeitet (bei einem ersten Puls vom Messwandler 20A wird der Messwandler 20B in den Empfangsmodus versetzt, dann bei einem zweiten Puls des Messwandlers 20B wird der Messwandler 20A auf den Empfangsmodus eingestellt), können die Charakteristika des Bodens 27 ermittelt werden, um angemessen eine korrekte Basislinie zu bilden, bevor die Ultraschall-Messwandler 20A, 20B in einem Erfassungsmodus arbeiten. Wie in 9 dargestellt ist, ist der Referenz-Boden eben. Falls die Ultraschall-Messwandler 20A, 20B beide dieselbe Reflexionszeit ermitteln (d.h. ein Burst-Signal 24 wird übertragen, und ein Echo-Signal 25 wird empfangen), kann das System 10 schließen, dass der Boden 27 flach oder eben ist. Wenn jedoch der Referenz-Boden 27 uneben ist, wie am besten in 10 dargestellt ist, erfassen die Ultraschall-Messwandler 20A, 20B unterschiedliche Reflexionszeiten, wenn die Basislinien-Einstellung vorgenommen wird, und das System 10 kann schließen, dass der Boden 27 uneben ist (was beispielsweise der Fall ist, wenn das Fahrzeug 12 in der Nähe einer Bordsteinkante parkt). Bekannte Systeme würden wahrscheinlich den Abstand auf der kürzeren Reflexionszeit basierend feststellen, wodurch der Basislinien-Referenzpunkt als die Bordsteinkante näher an dem Sensor oder dem Ultraschall-Messwandler 20A, 20B platziert wird. Falls ein Objekt oder ein Fuß unterhalb der Bordsteinkante auf der tatsächlichen Bodenfläche platziert wird, wird als Ergebnis das bekannte System nicht kalibriert, um das Objekt zu erkennen, und dem System ist nicht bekannt, die Heckklappe 14 zu aktivieren. Durch das Vorsehen benachbarter Ultraschall-Messwandler 20A, 20B, die in wechselnden Sende- und Empfangsmodi arbeiten, kann das System 10 diesen Unterschied in den Basislinien erfassen, wenn Reflexionen 25 zu unterschiedlichen Zeiten empfangen werden, was eine unebene Fläche 27 anzeigt. Das System 10 kann dann die Basislinie dementsprechend einstellen, d.h. entsprechend der entfernteren Fläche, um eine Fußbewegung bezüglich einer Referenzlinie feststellen zu können. Alternativ kann das System 10 ausgebildet sein, um Objekte/eine Bewegung zu erfassen, wobei eine Basislinien-Referenz auf beide erfasste unterschiedliche Basislinien eingestellt ist, das heißt das System 10 kann ausgebildet sein, um die benachbarten Ultraschall-Messwandler 20A, 20B auf einen Betrieb in einem Sende- und einem Empfangsmodus einzustellen, um Objekte/eine Bewegung zu erfassen, wobei die Basislinie auf die Bordsteinkante eingestellt ist (nähere Basislinie), um zu bestimmen, ob ein Fuß auf der Bordsteinkante platziert ist, und anschließend kann das System 10 ausgebildet sein, um die benachbarten Ultraschall-Messwandler 20A, 20B einzustellen, um in wechselnden Sende- und Empfangsmodi zu arbeiten, um festzustellen, ob ein Fuß auf der Bodenfläche unterhalb der Bordsteinkante platziert wurde, wobei die Basislinie auf die Bodenfläche eingestellt ist (eine entferntere Basislinie).
Die Anzahl von Betriebssignalen, die durch die elektronische Steuereinheit 32 empfangen werden, können beispielsweise ein Fahrzeugzustands-Änderungssignal wie ein Positions-Änderungssignal, ein Übermittlungs-Änderungssignal, ein Geschwindigkeits-Änderungssignal, ein Parkbremsenzustand-Änderungssignal umfassen, und die elektronische Steuereinheit 32 kann dann ausgebildet sein, um eine Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 basierend auf einem Abstand zu einer Bodenfläche 27 in Abhängigkeit von dem Empfang des Fahrzeugzustand-Änderungssignals zu bestimmen. Ein Fahrzeugzustand-Änderungssignal kann beispielsweise auf den Werten eines Fahrzeug-Wegstreckenzählers basieren oder sie umfassen oder ein anderes Signal auf dem LIN-Bus, falls verfügbar. Andere Signale können PRNDL oder Getriebeauswahl, Fahrzeug-Zündungszustand und Fahrzeuggeschwindigkeits-Informationen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Falls beispielsweise der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20 eine Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 umfasst, kann die Bestimmung der Einstellung der Basislinie für jeden der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 als eine Funktion des Bodens 27 unterhalb des Fahrzeugs 12 vervollständigt werden. Somit kann das System 10 eine dynamische Basislinien-Einstellung schaffen, um positive Aktivierungsbefehle bei rauen, unebenen und/oder unterschiedlichen Terrains zu verbessern.
Zusätzliche Betriebssignale können auch durch die elektronische Steuereinheit 32 empfangen werden, beispielsweise solche, um eine Bewegung des Verschlusselements (d.h. der Heckklappe 14) zu verhindern. Ein solches Verhindern kann beispielsweise vorgenommen werden, falls das Fahrzeug 12 nicht parkt und es aus Sicherheitsgründen erforderlich ist, eine Betätigung der Heckklappe 14 zu vermeiden. In solchen Fällen ist die elektronische Steuereinheit 32 ferner dazu ausgebildet, um mindestens ein Verbotssignal der Anzahl von Betriebssignalen zu empfangen, wie in 18 dargestellt ist, und kann auch ausgebildet sein, um einen Verbotsstatus basierend auf mindestens einem empfangenen Verbotssignal zu bestimmen.
Die elektronische Steuereinheit 32 kann auch ausgebildet sein, um zu bestimmen, ob eine Batteriespannung eine Normalspannung ist, basierend auf einer eingegebenen Versorgungsspannung (das heißt der Batterieverbindung zu der elektronischen Steuereinheit 32). Die elektronische Steuereinheit 32 ist ausgebildet, um ihn einen Ruhemodus zu gehen, basierend auf der Kommunikation mit der Anzahl von Fahrzeugcontrollern und dem Ablauf eines Ruhe-Zeitgebers. Gemäß einem Aspekt geht die elektronische Steuereinheit 32 in einen Ruhemodus, wenn der Master-LIN-Knoten in einen Ruhemodus geht, was bedeutet, dass der Masterknoten nicht länger LIN-Mitteilungen auf dem Bus ausgibt. Wenn die elektronische Steuereinheit 32 erfasst, dass der LIN-Bus in dem inaktiven Zustand ist, wird der LIN-Stack den LIN-Bus nach etwa 10 Sekunden schlafen schicken. Die elektronische Steuereinheit 32 geht etwa 10 Sekunden, nachdem der LIN-Bus auf den Ruhemodus eingestellt wurde, in den Ruhemodus. Die Gesamtzeit zum Eintritt in den Ruhemodus beträgt etwa 20 Sekunden. In dem Ruhemodus erfordert die elektronische Steuereinheit 32 weniger elektrischen Strom (etwa 100 Mikroampere). Der Schlafmodus oder ein Modus mit geringer Leistung können jedoch alternativ eingesetzt werden. Dementsprechend erhöht das offenbarte Objekterfassungssystem 10 einen Fuß-Erfassungsbereich im Vergleich zu existierenden Ultraschalllösungen. Dies vermindert die Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, um einen Erfassungsbereich abzudecken. Das System 10 erlaubt es auch, den Abstand zwischen den Ultraschall-Messwandlern 20 und der Referenzfläche zu vermindern, während noch eine Fußerfassung möglich ist. Dies eröffnet Anwendungen bei Fahrzeugen 12 mit geringer Bodenfreiheit wie Limousinen und Sportwagen. Das System 10 kann auch dynamisch den Oberflächenabstand zu den Ultraschall-Messwandlern 20 anpassen. Dies erlaubt es dem System 10, Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umgebungen und Parksituationen zu schaffen. Insbesondere passt sich das System 10 an variable Flächen unterhalb der Ultraschall-Messwandler 20 an, um angemessen eine Basislinie zur Vermeidung von falschen Referenzpunkten zu bilden.
Wie am besten in den 19-21 dargestellt ist, ist es ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Objekterfassungssystems 10 für eine Benutzeraktivierung eines angetriebenen Verschlusselement-Systems zu schaffen, um ein Fahrzeug-Verschlusselement (d.h. eine Heckklappe 14) des Fahrzeugs 12 zu bewegen. Das Verfahren kann den Schritt der Erfassung eines Schlüsselanhängers 22, der zum Fahrzeug 12 gehört, innerhalb eines vorgegebenen Abstands vom Fahrzeug 12 unter Verwendung eines einer Anzahl von Fahrzeugcontrollern des Fahrzeugs 12 umfassen (d.h. ein schlüsselloses Zugangssystem des Fahrzeugs 12), um ein gültiges Schlüsselanhänger-Signal einer Anzahl von Betriebssignalen auszugeben.
Das Verfahren kann auch die Schritte des Empfangs von mindestens einem Verbotssignal der Anzahl von Betriebssignalen umfassen und die Bestimmung eines Verbotsstatus basierend auf dem mindestens einen empfangenen Verbotssignal. Das Verfahren kann auch den Schritt der Bestimmung umfassen, ob eine Batteriespannung eine normale Spannung ist, basierend auf einer eingegebenen Versorgungsspannung. Der Schritt der Bestimmung, ob eine Batteriespannung eine normale Spannung basierend auf einer eingegebenen Versorgungsspannung ist, kann den Schritt der Angabe eines Unterspannungs-Fehlers oder eines Überspannungs-Fehlers basierend auf der eingegebenen Versorgungsspannung umfassen. Derartige Spannungsfehler haben eine Aufbauzeit und eine Abbauzeit, die der Fehlereinstellung zugeordnet und der Wiederherstellung zugeordnet sind. Der Betriebsbereich der elektronischen Steuereinheit 32 kann beispielsweise im Bereich von 10 bis 16 V liegen. Die Anzeige 28 kann ausgebildet sein, um außerhalb dieses Bereichs jede Sekunde zu blinken, um den Benutzer 23 auf diesen Umstand hinzuweisen.
Das Verfahren umfasst den Schritt der Erfassung einer Änderung des Zustandes wie der Position des Fahrzeugs 12 mit einem einer Anzahl von Fahrzeugcontrollern des Fahrzeugs 12, um ein Fahrzeugzustand-Änderungssignal wie ein Fahrzeugpositions-Änderungssignal der Anzahl von Betriebssignalen auszugeben. Das Verfahren geht weiter mit der Bestimmung einer Basislinien-Einstellung (das heißt Eintritt in einen Kalibrierungsmodus der elektronischen Steuereinheit 32) für mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 basierend auf einem Abstand zur Bodenfläche in Abhängigkeit von dem Empfang des Fahrzeugzustand-Änderungssignals wie des Fahrzeugpositions-Änderungssignals.
Insbesondere kann, wie am besten in 19 dargestellt ist, der Schritt der Bestimmung einer Basislinien-Einstellung für mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 basierend auf einem Abstand zu einer Bodenfläche in Abhängigkeit von dem Empfang des Fahrzeugpositions-Änderungssignals den Schritt 100 des Eintritts in einen Basislinien-Initiationszustand in Abhängigkeit davon umfassen, dass die Batteriespannung eine normale Spannung ist und ein Aufwachsignal empfangen wird. Der Schritt der Bestimmung einer Basislinien-Einstellung für mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 kann auch 102 umfassen, die Suche nach einer Basislinien-Einstellung für mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, und 104, die Aufstellung der Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, sobald die Basislinien-Einstellung verfügbar ist. Zusätzlich kann der Schritt der Bestimmung einer Basislinien-Einstellung für mindestens einen Ultraschall-Messwandler 26 die Rückkehr zu dem Schritt 102 umfassen, der Suche nach der Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 in Abhängigkeit vom Empfang des Fahrzeugpositions-Änderungssignals. Folglich wird nach jeder Bewegung des Fahrzeugs 12 und der Bewegung des Fahrzeugs 12 in einen geparkten Zustand oder Modus das System 10 erneut kalibriert, um die Basislinie des Bodens zu bestimmen, und zwar unter Verwendung sowohl der Abtastkonfiguration zur Bestimmung der Höhendifferenz zwischen dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 und dem Boden unterhalb des mindestens einen Ultraschall-Messwandlers 20 und/oder jeden Änderungen unterhalb eines einzelnen Ultraschall-Messwandlers 20 mit einer Doppel-Messwandler-Konfiguration zur Bildung der wahren Basislinie.
Der nächste Schritt des Verfahrens ist das Informieren des Benutzers, um eine Geste durchzuführen, unter Verwendung einer Anzeige 28, die elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 32 verbunden ist und an einer Fahrzeugkarosserie 16 des Fahrzeugs 12 angebracht ist. Das Verfahren geht weiter mit der Erfassung einer Aktivierungsgeste, die durch den Benutzer 23 durchgeführt wird, mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20. Im einzelnen, wie am besten in 20 dargestellt ist, kann der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 32 mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 den Schritt 108 umfassen, den Eintritt in einen Objekt-Erfassungszustand in Abhängigkeit davon, dass die Batteriespannung eine Normalspannung ist und ein Aufwachsignal empfangen wird. Der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 kann zusätzlich den Schritt 110 umfassen, das Betreiben des mindestens einen Ultraschall-Messwandlers 20 als ein Sender einer Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 und als ein Empfänger einer Anzahl von Ultraschall-Echos 25, um einen gemessenen Abstandswert mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 zu bestimmen und den gemessenen Abstandswert mit der Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 zu vergleichen. Der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 kann auch 112 umfassen, die Bildung einer Erfassung der Aktivierungsgeste in Abhängigkeit davon, dass der gemessenen Abstandswert kleiner als die Basislinien-Einstellung ist, und 114, die Rückkehr zu dem Schritt 110 des Betreibens des mindestens einen Ultraschall-Messwandlers 20 in Abhängigkeit davon, dass der gemessenen Abstandswert gleich der Basislinien-Einstellung ist.
Wie am besten in 21 dargestellt ist, kann der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20 zusätzlich den Schritt 116 aufweisen, den Eintritt in einen Objekt-Erfassungszustand in Abhängigkeit davon, dass die Batteriespannung eine Normalspannung ist und dass ein Aufwachsignal empfangen wird. Der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 kann auch 118 umfassen, das sequenzielle Betreiben der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 als Sender einer Anzahl von Ultraschall-Bursts und als Empfänger einer Anzahl von Ultraschall-Echos 25, um eine Anzahl von gemessenen Abstandswerten unter Verwendung der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 zu bestimmen. Der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 kann auch die Schritte 120 umfassen, die Probennahme der Anzahl von gemessenen Abstandswerten und den Vergleich der Proben der Anzahl von gemessenen Abstandswerten mit der Basislinien-Einstellung für jeden der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, und 122, das Bestimmen der Bereitschaft der Proben in Abhängigkeit davon, dass der gemessene Abstandswert kleiner als die Basislinien-Einstellung ist. Der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 kann auch den Schritt 124 umfassen, die Rückkehr zum Schritt 118 des sequenziellen Betreibens der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20 in Abhängigkeit davon, dass die Proben nicht bereit sind. So kann beispielsweise das Objekt alle 20 ms für 20 Proben abgetastet werden, falls das gültige Objekt erfasst wird (d.h. alle Proben sind innerhalb der 10 mm-Toleranz). Dann wird der Objektabstand mit der aufgestellten Basislinien-Einstellung verglichen. Wenn der Unterschied größer als 5 cm ist und der Objektabstand kleiner als die Basislinie sein muss, wird angenommen, dass das Objekt aktiv ist. Sobald das Objekt oder die Geste erfasst ist, kann das Verfahren ferner die Bewertung des Objekts umfassen.
Das Verfahren umfasst auch den Schritt des Übertragens eines Aktivierungssignals an die Anzahl von Fahrzeugcontrollern zur Bewegung des Verschlusselements (d.h. der Heckklappe 14) in Abhängigkeit von der Erfassung der Aktivierungsgeste. Das Verfahren endet mit dem Schritt des Wechsels der Anzeige 28 basierend auf der Erfassung der Aktivierungsgeste und der Bewegung des Verschlusselements. 22 zeigt eine Gesamt-Betriebsablaufsequenz des beispielhaften Objekterfassungssystems 10.
Die vorstehende Beschreibung von Ausführungsbeispielen wurde für Zwecke der Erläuterung und Beschreibung geliefert. Sie soll nicht als erschöpfend oder die Offenbarung beschränkend angesehen werden. Individuelle Merkmale oder Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind allgemein nicht auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sind, wenn anwendbar, austauschbar und können in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel verwendet werden, selbst wenn dies nicht speziell dargestellt oder beschrieben ist. Dieselben können auch auf viele verschiedene Wege variiert werden. Solche Variationen sind nicht als eine Abweichung von der Offenbarung anzusehen, und alle derartigen Modifikationen sind als innerhalb des Umfangs der Offenbarung eingeschlossen anzusehen.
Ausführungsbeispiele sind so vorgesehen, dass diese Offenbarung vollständig ist und vollständig den Umfang an Fachleute vermittelt. Viele bestimmte Details sind als Beispiele von bestimmten Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren fortgesetzt, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu schaffen. Es ist für Fachleute ersichtlich, dass bestimmte Details nicht eingesetzt werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in verschiedenen unterschiedlichen Formen umgesetzt werden können und dass keins zur Beschränkung des Umfangs der Offenbarung anzusehen ist. In einigen Ausführungsbeispielen werden bekannte Prozesse, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie wird nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele verwendet und ist nicht als beschränkend beabsichtigt. Die hier benutzten Singulärformen „ein, einer, eine“ und „der, die, das“ können beabsichtigen, die Pluralformen ebenfalls zu umfassen, sofern der Kontext dies nicht anders angibt. Die Ausdrücke „aufweisen“, „aufweisend“, „einschließen“ und „mit“ sind inklusiv und geben somit das Vorhandensein der genannten Merkmale, Punkte, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten an, schließen aber die Anwesenheit oder den Zusatz von einem oder mehreren Merkmalen, Punkten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so anzusehen, dass sie notwendigerweise ihre Durchführung in der bestimmten diskutierten oder dargestellten Reihenfolge erfordern, sofern dies nicht als eine Reihenfolge von Durchführungen angegeben ist. Es soll auch so verstanden werden, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt an“ ein anderes Element oder eine andere Schicht bezeichnet wird, kann es direkt auf, in Eingriff mit, verbunden mit oder gekoppelt zu dem anderen Element oder der Schicht sein, oder zwischengefügte Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn demgegenüber ein Element als „direkt auf“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder eine Schicht bezeichnet wird, sollen keine zwischengefügten Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter zur Beschreibung der Beziehungen zwischen Elementen sollen in gleicher Weise interpretiert werden (d.h. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ etc.). Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Punkte.
Obwohl die Ausdrücke erster, zweiter, dritter etc. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu bezeichnen, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Ausdrücke nicht als beschränkend angesehen werden. Diese Ausdrücke können nur verwendet werden, um ein Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt von einem anderen Bereich, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Ausdrücke wie „erster“, „zweiter“ und andere hier verwendete numerische Ausdrücke implizieren nicht eine Folge oder Reihenfolge, sofern dies nicht klar durch den Kontext angegeben ist. Somit kann ein erstes Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt, der später beschrieben wird, als ein zweites Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der Ausführungsbeispiele abzuweichen.
Räumlich relative Ausdrücke so wie „innen“, „außen“, „unterhalb“, „unten“, „tiefer“, „oberhalb“, „oberhalb“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element (Elementen) oder Merkmal (Merkmalen) zu beschreiben, das in den Figuren dargestellt ist. Räumlich relative Ausdrücke können beabsichtigt sein, um unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung in der Verwendung oder dem Betrieb zusätzlich zu den Orientierungen, die in den Figuren gezeigt sind, zu umfassen. Falls beispielsweise eine Figur umgedreht wird, sind Elemente, die als „unterhalb“ oder „unter“ anderen Elementen oder Merkmalen bezeichnet wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen orientiert. Somit kann das Beispiel des Ausdrucks „unter“ sowohl eine Orientierung über als auch unter umfassen. Die Vorrichtung kann in anderer Weise orientiert sein (um Grade gedreht oder in anderen Orientierungen), und die räumlich relativen Beschreibungen, die hier verwendet werden, sind entsprechend zu interpretieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62576191 [0001]

Claims

Ultraschall-Objekterfassungssystem 10 für ein Kraftfahrzeug 12 mit einer Fahrzeugkarosserie 16 und einem Verschlusselement 14, das an der Fahrzeugkarosserie 16 angebracht ist, wobei das System 10 aufweist: mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B, der an der Fahrzeugkarosserie 16 befestigt ist, um selektiv eine Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 auszugeben und eine Anzahl von Ultraschall-Echos 25 zu empfangen, eine elektronischen Steuereinheit 32 mit mindestens einem Ultraschall-Treiber 33, der elektrisch mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B verbunden ist und in Kommunikation mit mindestens einem Fahrzeugcontroller steht und ausgebildet ist, um: eine Anzahl von Betriebssignalen von dem mindestens einen Fahrzeugcontroller zu empfangen, eine Aktivierungsgeste mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B zu erfassen, die von einem Benutzer 23 ausgeführt wird, ein Aktivierungssignal an den mindestens einen Fahrzeugcontroller in Abhängigkeit davon zu übertragen, dass die Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 erfasst wird, um das Verschlusselement 14 zu betreiben.
System nach Anspruch 1, wobei das Verschlusselement 14 eine Heckklappe 14 ist und der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B eine Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B aufweist, die an der hinteren Stoßstange 18 der Fahrzeugkarosserie 16 angebracht sind.
System 10 nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuereinheit 32 ausgebildet ist, um jeden der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B als einen der Sender der Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 und der Empfänger der Anzahl von Ultraschall-Echos 25 zu betreiben, wobei der Betrieb eines benachbarten der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B als Sender der Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 und als Empfänger der Anzahl von Ultraschall-Echos 25 entgegengesetzt ist.
System 10 nach Anspruch 2 oder 3, wobei der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B orientiert ist, um die Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 im Wesentlichen nach unten der hinteren Stoßstange 18 auszugeben.
System 10 nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit ferner einer Anzeige 28, die an der Fahrzeugkarosserie 16 angebracht ist, um den Benutzer hinsichtlich einer angemessenen Position zu informieren, um die Aktivierungsgeste durchzuführen, um das Öffnen des Verschlusselements 14 des Fahrzeugs 12 auszulösen, wobei der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B, der an der Fahrzeugkarosserie 16 angebracht ist, zur selektiven Ausgabe der Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 zu der angemessenen Position orientiert ist.
Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Objekterfassungssystems 10 für eine Benutzeraktivierung eines angetriebenen Verschlusselement-Systems zur Bewegung eines Fahrzeug-Verschlusselements 14 eines Fahrzeugs 12 mit den Schritten: Erfassung einer Änderung in der Position des Fahrzeugs 12 mit einem einer Anzahl von Fahrzeugcontrollern des Fahrzeugs 12, um ein Fahrzeugzustand-Änderungssignal einer Anzahl von Betriebssignalen auszugeben, Bestimmung einer Basislinien-Einstellung für mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B basierend auf einem Abstand zu einer Bodenfläche 27 in Abhängigkeit von dem Empfang des Fahrzeugzustand-Änderungssignals, Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B, und Übermittlung eines Aktivierungssignals an die Anzahl von Fahrzeugcontrollern, um das Verschlusselement 14 in Abhängigkeit von der Aktivierungsgeste zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 6 mit ferner den Schritten: Empfang von mindestens einem Verbotssignal der Anzahl von Betriebssignalen und Bestimmung eines Verbotszustands basierend auf dem mindestens einen empfangenen Verbotssignal.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Schritt der Bestimmung einer Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B basierend auf einem Abstand zu einer Bodenfläche 27 in Abhängigkeit von dem Empfang des Fahrzeugzustand-Änderungssignals die Schritte aufweist: Suche nach der Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler, Aufstellung der Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B, sofern die Basislinien-Einstellung verfügbar ist, und Rückkehr zu dem Schritt der Suche nach der Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B in Abhängigkeit von dem Empfang des Fahrzeugszustand-Änderungssignals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer 23 mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B die Schritte aufweist: Betreiben des mindestens einen Ultraschall-Messwandlers 20, 20A, 20B als ein Sender einer Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 und als Empfänger einer Anzahl von Ultraschall-Echos 25 zur Bestimmung eines gemessenen Abstandswerts, Vergleich des gemessenen Abstandswerts mit der Basislinien-Einstellung für den mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B, Bildung der Erfassung der Aktivierungsgeste in Abhängigkeit davon, dass der gemessene Abstandswert kleiner als die Basislinien-Einstellung ist, und Rückkehr zu dem Schritt des Betreibens des mindestens einen Ultraschall-Messwandlers 20, 20A, 20B in Abhängigkeit davon, dass der gemessene Abstandswert gleich der Basislinien-Einstellung ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, wobei der mindestens eine Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B eine Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B umfasst und wobei der Schritt der Erfassung einer Aktivierungsgeste durch den Benutzer mit dem mindestens einen Ultraschall-Messwandler 20, 20A, 20B die Schritte aufweist: sequenzielles Betreiben der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B als ein Sender der Anzahl von Ultraschall-Bursts 24 und als Empfänger einer Anzahl von Ultraschall-Echos 25 zur Bestimmung einer Anzahl von gemessenen Abstandswerten, Probenahme der Anzahl von gemessenen Abstandswerten, Vergleich der Proben der Anzahl von gemessenen Abstandswerten mit der Basislinien-Einstellung für jeden der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B, Bestätigung der Bereitschaft der Proben in Abhängigkeit davon, dass der gemessene Abstandswert kleiner als die Basislinien-Einstellung ist, und Rückkehr zu dem Schritt des sequenziellen Betreibens der Anzahl von Ultraschall-Messwandlern 20, 20A, 20B in Abhängigkeit davon, dass die Proben nicht bereit sind.