DE102018200054A1 - Vorrichtung zur Totwinkelüberwachung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (6) zur Totwinkelüberwachung eines Kraftfahrzeugs (2), mit einer Spiegelbaugruppe (8) mit zumindest einem mit einem Aktuator (12) verlagerbaren Spiegelelement (14), und mit einer Mikrofon-Baugruppe (10), wobei die Mikrofon-Baugruppe (10) zur Schallrichtungsbestimmung ausgebildet ist, und wobei das verlagerbare Spiegelelement (14) als Schallreflektor ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Totwinkelüberwachung eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung einen Totwinkel-Assistenten mit einer derartigen Vorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Totwinkel-Assistenten.
  • Totwinkel-Assistenten (auch Spurwechselassistenten) sind Fahrerassistenzsysteme zur Warnung eines Kraftfahrzeugfahrers vor drohenden Kollisionen bei einem Spurwechsel. Zur Erfassung von auf der Nachbarspur herannahenden Verkehrsteilnehmern können Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Kameras oder Laserscanner verwendet werden. Warnmeldungen an den Kraftfahrzeugführer erfolgen auf unterschiedliche Weise, je nachdem, ob der Fahrtrichtungsanzeiger („Blinker“) betätigt wurde oder nicht.
  • Für den Fall, dass kein Blinker betätigt wurde, wird allenfalls eine optische Warnung ausgegeben. Ist der Blinker jedoch aktiv, wird eine höhere Warnstufe aktiviert, bei der die Warnung eindringlicher erfolgt, üblicherweise optisch durch schnellblinkende Leuchtanzeigen, meist im Bereich der Außenspiegel, akustisch mittels Warntönen und/oder haptisch durch Vibration des Lenkrads, der Fahrersitzfläche oder des Blinkerhebels.
  • Zur Erfassung von Verkehrsteilnehmern im toten Winkel von einem Rückspiegel eines Kraftfahrzeugs werden Radarsensoren verwendet. Jedoch erfordert der Einsatz von Radarsensoren, das elektromagnetische Wellen an entsprechend geeigneten reflektiert werden. Störend können Reflexionen z.B. an Leitplanken sein.
  • Es besteht daher Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie die Genauigkeit bei der Erfassung von Verkehrsteilnehmern im toten Winkel verbessert werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Totwinkelüberwachung eines Kraftfahrzeugs mit einer Spiegelbaugruppe mit zumindest einem mit einem Aktuator verlagerbaren Spiegelelement und mit einer Mikrofon-Baugruppe, wobei die Mikrofon-Baugruppe zur Schallrichtungsbestimmung ausgebildet ist, und wobei das verlagerbare Spiegelelement als Schallreflektor ausgebildet ist.
  • Es werden also zusätzlich zu anderen Sensorsignalen Schallemissionen von Verkehrsteilnehmern im toten Winkel erfasst. Diese Sensorsignale werden durch Sensordatenfusion mit anderen Daten kombiniert, um so die Genauigkeit der Erfassung von Verkehrsteilnehmern im toten Winkel zu verbessern. Dabei wird das Spiegelelement verwendet, um Schall in gewünschter Weise zur Mikrofon-Baugruppe umzulenken. Z.B. kann vorgesehen sein, dass auf einen aktivierten Blinker hin das verlagerbare Spiegelelement in ein Position gebracht wird, in der eine Umlenkung von Schall, emittiert von einem Verkehrsteilnehmer im toten Winkel, zur Mikrofon-Baugruppe umgelenkt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Spiegelbaugruppe zumindest ein ortsfestes Spiegelelement auf. Somit bleibt eine Ursprungsfunktionalität eines Rückspiegels eines Kraftfahrzeugs erhalten, nämlich einem Kraftfahrzeugführer das Beobachten des rückwärtigen Verkehrsgeschehens zu erleichtern.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das verlagerbare Spiegelelement und das ortsfeste Spiegelelement faltbar miteinander verbunden. Somit sind das verlagerbare Spiegelelement und das ortsfeste Spiegelelement entlang einer Schwenkachse miteinander verbunden und zugleich einstückig ausgebildet. Daher weist die Spiegelfläche, gebildet aus dem verlagerbaren Spiegelelement und dem ortsfesten Spiegelelement, eine spaltfreie Ausbildung auf, die einen Kraftfahrzeugführer das Beobachten des rückwärtigen Verkehrsgeschehens besonders erleichtert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schallreflektor in zumindest einer Erstreckungsrichtung eine Abmessung auf, die zumindest die fünffache Schall-Wellenlänge aufweist. So wird eine besonders effiziente Umlenkung von Schallemissionen eines Verkehrsteilnehmers im toten Winkel gewährleistet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Mikrofon-Baugruppe eine Mehrzahl von Mikrofonen auf. Die Mikrofone sind mit einem Mindestabstand größer Null voneinander beabstandet angeordnet und erlauben es durch Schalllaufzeitdifferenzmessung zu bestimmen, aus welcher Richtung Schall stammt. So kann auf Richtmikrofone verzichtet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest die Mikrofon-Baugruppe eine MEMS-Mikrofon-Baugruppe. Dabei wird unter einer MEMS-Mikrofon-Baugruppe ein Mikrosystem verstanden, dessen Komponenten kleinste Abmessungen im Bereich von einem Mikrometer haben und als System zusammenwirken. Die Mikrofone der MEMS-Mikrofon-Baugruppe können Kondensatormikrofone in Mikrosystemtechnik (englisch MEMS microphone) sein, bei denen die elektrische Kapazität ändernde Mikromembran direkt auf den Silizium-Wafer geätzt wird. Wenn die Ausleseelektronik mit einem Vorverstärker und einem Analog-Digital-Wandler direkt neben der Membran auf dem Wafer in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) integriert wird (meist als Bauteile in CMOS-Technik) und das Mikrofon somit einen digitalen Ausgang besitzt, werden solche Geräte auch als digitale Mikrofone bezeichnet. Sie weisen geringe Abmessungen, eine geringe Leistungsaufnahme sowie eine gute Abschirmung gegenüber Störsignalen auf und können kostengünstig hergestellt werden.
  • Ferner gehören zur Erfindung ein Totwinkel-Assistent mit einer derartigen Vorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Totwinkel-Assistenten.
  • Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einem Totwinkel-Assistenten.
    • 2 weitere Details sowie Komponenten des in 1 dargestellten Totwinkel-Assistenten.
  • Es wird zunächst auf die 1 Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein Fahrzeugaußenspiegel 18 eines Kraftfahrzeugs 2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eines PKWs.
  • Das Kraftfahrzeug 2 weist einen Totwinkel-Assistenten 4 mit einer Vorrichtung 6 zur Totwinkelüberwachung des Kraftfahrzeugs 2 auf, mit dem ein toter Winkel des Fahrzeugaußenspiegels 18 überwacht werden kann. Dabei wird unter dem toten Winkel ein Raum oder Bereich verstanden, der von einem Kraftfahrzeugführer durch einen Blick in den Fahrzeugaußenspiegel 18 nicht eingesehen werden kann.
  • Der Totwinkel-Assistent 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, auf ein Erfassen eines Verkehrsteilnehmers im toten Winkel als optisches Warnsignal ein blinkendes Leuchtsignal in Form eines Symbols S auf eine Spiegelfläche 20 einer Spiegelbaugruppe 8 des Fahrzeugaußenspiegels 18 zu projizieren.
  • Die Spiegelbaugruppe 8 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein verlagerbares Spiegelelement 14 und ein ortsfestes Spiegelelement 16 auf. Dabei sind das verlagerbare Spiegelelement 14 und das ortsfeste Spiegelelement 16 faltbar miteinander verbunden. Mit anderen Worten, die Spiegelfläche 20 ist aus faltbarem Glas gefertigt. So sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel das verlagerbare Spiegelelement 14 und das ortsfeste Spiegelelement 16 entlang einer Schwenkachse 22 miteinander verbunden und zugleich einstückig sowie spaltfrei ausgebildet.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 2 Bezug genommen.
  • Dargestellt ist, dass die Spiegelbaugruppe 8 einen Aktuator 12, wie z.B. einen Piezoaktautor aufweist zum Verlagern des verlagerbaren Spiegelelements 14 um die Schwenkachse 22.
  • Während das verlagerbare Spiegelelement 14 und das ortsfeste Spiegelelement 16 in einer Ausgangslage (nicht dargestellt) eine ebene Spiegelfläche 20 ohne spaltförmigen Übergang zwischen dem verlagerbaren Spiegelelement 14 und dem ortsfesten Spiegelelement 16 bilden, ist in einer Auslenklage das verlagerbare Spiegelelement 14 durch Ansteuern des Aktuators 12 in die in 2 dargestellte Position gebracht worden.
  • Des Weiteren weist die Vorrichtung zur Totwinkelüberwachung 6 eine Mikrofon-Baugruppe 10 auf. Zur Schallrichtungsbestimmung weist die Mikrofon-Baugruppe 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes Mikrofon 24a und ein zweites Mikrofon 24b auf, die mit einem Mindestabstand größer Null voneinander beabstandet angeordnet sind.
  • Das erste Mikrofon 24a und das zweite Mikrofon 24b sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel MEMS-Mikrofone. Es handelt sich z.B. um Kondensatormikrofone mit einer Siliziummembran, die auf einem Träger, wie einem prozessierten Siliziumwafer, angeordnet sind. Z.B. kann die Siliziummembran mittels Oberflächenmikromechanik hergestellt sein und es können zur Signalverarbeitung weitere Komponenten vorgesehen sein. Dabei wird unter Oberflächenmikromechanik verstanden, dass mechanische Strukturen durch mehrere Ätz- und Abscheidungsvorgänge an einer Waferoberfläche gebildet werden. Der besondere Vorteil dieser Technik besteht darin, dass sich die mikromechanischen Strukturen zusammen mit elektrischen Schaltungen auf einem Mikrochip vereinigen lassen.
  • Mit anderen Worten, es handelt sich bei der Mikrofon-Baugruppe 10 um ein Mikrosystem auf einem Chip mit integrierten Schaltkreisen zur Signalverarbeitung und Sensoren zur Schallerfassung in Form des ersten Mikrofons 24a und des zweiten Mikrofons 24b. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Mikrofon-Baugruppe 10 mit dem ersten Mikrofon 24a und dem zweiten Mikrofon 24b auch mittels anderer Fertigungstechnologien hergestellt sein, wie z.B. mittels Silizium-Bulk-Mechanik oder aus Kunststoffkomponenten, die z.B. mittels 3D-Druck auf einen Träger aufgebracht werden. Dabei wird unter Silizium-Bulk-Mechanik verstanden, dass freistehende mechanische Strukturen durch ein- oder beidseitiges Ätzen aus einem Silizium-Wafer gewonnen werden. Sie entstehen durch das von der Kristallorientierung abhängige Ätzen von Silizium in alkalischen Lösungen (meist Kaliumhydroxid-Lösung, KOH-Lösung); dieses Verfahren wird oft auch anisotropes Nassätzen genannt.
  • Unter 3D-Druck hingegen werden generative Fertigungsverfahren verstanden, bei denen Werkstücke schichtweise aufgebaut werden.
  • Im Betrieb wird z.B. auf einen aktivierten Blinker hin, das verlagerbare Spiegelelement 14 in die in 2 dargestellte Position durch Ansteuern des Aktuators 12 gebracht. Es wird dann Schall, emittiert von einem Verkehrsteilnehmer im toten Winkel, zur Mikrofon-Baugruppe 10 umgelenkt, wobei durch eine Schalllaufzeitdifferenzmessung mit dem ersten Mikrofon 24a und dem zweiten Mikrofon 24b bestimmt wird, aus welcher Richtung Schall stammt. Diese Sensorsignale werden durch Sensordatenfusion mit anderen Daten kombiniert.
  • So kann die Genauigkeit bei der Erfassung von Verkehrsteilnehmern im toten Winkel verbessert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Kraftfahrzeug
    4
    Totwinkel-Assistent
    6
    Vorrichtung zur Totwinkelüberwachung
    8
    Spiegelbaugruppe
    10
    Mikrofon-Baugruppe
    12
    Aktuator
    14
    verlagerbares Spiegelelement
    16
    ortsfestes Spiegelelement
    18
    Fahrzeugaußenspiegel
    20
    Spiegelfläche
    22
    Schwenkachse
    24a
    Mikrofon
    24b
    Mikrofon
    S
    Symbol

Claims (8)

  1. Vorrichtung (6) zur Totwinkelüberwachung eines Kraftfahrzeugs (2), mit einer Spiegelbaugruppe (8) mit zumindest einem mit einem Aktuator (12) verlagerbaren Spiegelelement (14), und mit einer Mikrofon-Baugruppe (10), wobei die Mikrofon-Baugruppe (10) zur Schallrichtungsbestimmung ausgebildet ist, und wobei das verlagerbare Spiegelelement (14) als Schallreflektor ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung (6) nach Anspruch 1, wobei die Spiegelbaugruppe (8) zumindest ein ortsfestes Spiegelelement (16) aufweist.
  3. Vorrichtung (6) nach Anspruch 2, wobei das verlagerbare Spiegelelement (14) und das ortsfeste Spiegelelement (16) faltbar miteinander verbunden sind.
  4. Vorrichtung (6) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Schallreflektor in zumindest einer Erstreckungsrichtung eine Abmessung aufweist, die zumindest die fünffache Schall-Wellenlänge aufweist.
  5. Vorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mikrofon-Baugruppe (10) eine Mehrzahl von Mikrofonen (24a, 24b) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest die Mikrofon-Baugruppe (10) eine MEMS-Mikrofon-Baugruppe ist.
  7. Totwinkel-Assistent (4) mit einer Vorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Kraftfahrzeug (2) mit einem Totwinkel-Assistenten (4) nach Anspruch 7.
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