DE102019125572A1 - Method for determining the pitch angle of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Nickwinkels (NW) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei im Kraftfahrzeug (1) bei dessen Betrieb folgende Schritte durchgeführt werden:i) Bestimmen eines ersten Höhenstandwerts (h1) des Kraftfahrzeugs (1) in einem vorgegebenen Abstand (a1) nach hinten vom Schwerpunkt (SP) des Kraftfahrzeugs (1) mittels Sensordaten einer ersten Sensorik (2), wobei der erste Höhenstandswert (h1) eine Auslenkung der Fahrzeugkarosserie in Richtung senkrecht zur Fahrbahn (FB) im vorgegebenen ersten Abstand (a1) darstellt, wobei die erste Sensorik (2) einen oder mehrere Umfeldsensoren umfasst, die als Sensordaten für die Bestimmung des ersten Höhenstandswerts (h1) die vertikale Distanz ihrer jeweiligen Einbauposition zur Fahrbahn (FB) über Radarstrahlung und/oder Ultraschallwellen erfassen;ii) Ermitteln einer Information (IN) mittels Sensordaten einer zweiten Sensorik (5), wobei die Information (IN) ein zweiter Höhenstandwert (h2) des Kraftfahrzeugs (1) in einem vorgegebenen zweiten Abstand (a2) nach vorne vom Schwerpunkt (SP) des Kraftfahrzeugs (1) ist oder von der Information (IN) der zweite Höhenstandswert (h2) abhängt, wobei der zweite Höhenstandswert (h2) eine Auslenkung der Fahrzeugkarosserie in Richtung senkrecht zur Fahrbahn (FB) im vorgegebenen zweiten Abstand (a2) darstellt;iii) Ermitteln des Nickwinkels (NW) aus dem ersten Höhenstandswert (h1) und der Information (IN).The invention relates to a method for determining the pitch angle (NW) of a motor vehicle (1), the following steps being carried out in the motor vehicle (1) during its operation: i) Determining a first level value (h1) of the motor vehicle (1) at a predetermined distance (a1) to the rear from the center of gravity (SP) of the motor vehicle (1) by means of sensor data from a first sensor system (2), the first level value (h1) indicating a deflection of the vehicle body in the direction perpendicular to the roadway (FB) at the predetermined first distance (a1) represents, wherein the first sensor system (2) comprises one or more environment sensors which, as sensor data for determining the first level value (h1), detect the vertical distance of their respective installation position to the roadway (FB) via radar radiation and / or ultrasonic waves; ii) determining a Information (IN) by means of sensor data from a second sensor system (5), the information (IN) converting a second level value (h2) of the motor vehicle (1) into a m predetermined second distance (a2) forward from the center of gravity (SP) of the motor vehicle (1) or on the information (IN) the second level value (h2) depends, the second level value (h2) a deflection of the vehicle body in the direction perpendicular to Represents the lane (FB) at the predetermined second distance (a2); iii) determining the pitch angle (NW) from the first altitude value (h1) and the information (IN).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Nickwinkels eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for determining the pitch angle of a motor vehicle and a corresponding motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Nickwinkel eines Kraftfahrzeugs, der die Neigung des Kraftfahrzeugs um dessen Querachse relativ zur Fahrbahn beschreibt, über mehrere, an unterschiedlichen Längspositionen des Kraftfahrzeugs verbaute Höhenstandssensoren zu ermitteln. Diese Höhenstandssensoren sind in der Regel induktive Höhenstandssensoren, die mittels elektromagnetischer Induktion Sensordaten erfassen, aus denen sich der Höhenstand der Fahrzeugkarosserie ergibt. Ein ermittelter Nickwinkel wird z.B. zur automatischen Leuchtweitenregulierung der Schweinwerfer des Kraftfahrzeugs verwendet.It is known from the prior art to determine the pitch angle of a motor vehicle, which describes the inclination of the motor vehicle about its transverse axis relative to the roadway, using a plurality of height sensors installed at different longitudinal positions of the motor vehicle. These ride height sensors are usually inductive ride height sensors that use electromagnetic induction to record sensor data from which the ride height of the vehicle body results. A determined pitch angle is used, for example, for automatic headlight range adjustment of the headlights of the motor vehicle.
Um bei der Schätzung des Nickwinkels die Anzahl der verwendeten induktiven Höhenstandssensoren zu reduzieren, ist es ferner bekannt, den Nickwinkel nur über einen einzelnen induktiven Höhenstandssensor an einer Position im hinterem Bereich des Kraftfahrzeugs in zu ermitteln. Hierzu ist es erforderlich, dass weitere Informationen zur Abschätzung der Ladeverteilung im Kraftfahrzeug verwendet werden. Zum Beispiel werden die Gurtschlosskontakte im Innenraum des Kraftfahrzeugs sowie gegebenenfalls auch ein Anhängersignal ausgewertet. Das Anhängersignal zeigt an, ob am Kraftfahrzeug ein Anhänger befestigt ist. Über die Anzahl der Gurtschlosskontakte (d.h. der geschlossenen Gurte) wird die Anzahl der Personen im Innenraum festgelegt und in Abhängigkeit davon die Auslenkung der Fahrzeugkarosserie im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs unter Annahme von Personennormgewichten geschätzt. Auf diese Weise wird ein Höhenstandswert eines virtuellen Höhenstandssensors im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs erhalten. Aus diesem Höhenstandswert in Kombination mit dem Höhenstandswert des induktiven Höhenstandssensors im hinteren Bereich wird der Nickwinkel berechnet.In order to reduce the number of inductive ride height sensors used when estimating the pitch angle, it is also known to determine the pitch angle only via a single inductive ride height sensor at a position in the rear area of the motor vehicle. For this it is necessary that further information is used to estimate the load distribution in the motor vehicle. For example, the seat belt lock contacts in the interior of the motor vehicle and possibly also a trailer signal are evaluated. The trailer signal indicates whether a trailer is attached to the motor vehicle. The number of seat belt buckle contacts (i.e. the closed belts) is used to determine the number of people in the interior and, depending on this, the deflection of the vehicle body in the front area of the motor vehicle is estimated, assuming standard personal weights. In this way, a ride height value of a virtual ride height sensor in the front area of the motor vehicle is obtained. The pitch angle is calculated from this ride height value in combination with the ride height value of the inductive ride height sensor in the rear area.
Induktive Höhenstandssensoren erfassen die Relativbewegung von Bauteilen zueinander, so dass sie zur Ermittlung eines Höhenstands an einer Achse des Kraftfahrzeugs verbaut sein müssen, um die Auslenkung der Fahrzeugkarosserie zu erfassen. Demzufolge ist der Einbau induktiver Höhenstandssensoren in einem Kraftfahrzeug aufwendig und auf bestimmte Einbaupositionen beschränkt.Inductive level sensors detect the relative movement of components to one another, so that they have to be installed on an axle of the motor vehicle to determine a level in order to detect the deflection of the vehicle body. As a result, the installation of inductive level sensors in a motor vehicle is complex and limited to certain installation positions.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ermittlung des Nickwinkels eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit dem der Nickwinkel unter Verwendung zumindest eines Höhenstandswerts berechnet wird, der mit einer anderen Sensorik als im Stand der Technik gewonnen wird.The object of the invention is to create a method for determining the pitch angle of a motor vehicle with which the pitch angle is calculated using at least one ride height value that is obtained with a different sensor system than in the prior art.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. das Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 18 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the method according to claim 1 or the motor vehicle according to claim 18. Developments of the invention are defined in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Ermittlung des Nickwinkels eines Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug ein PKW, jedoch kann es sich z.B. auch um einen LKW handeln. Der Nickwinkel beschreibt die Neigung des Kraftfahrzeugs bzw. der Kraftfahrzeugkarosserie um dessen Querachse relativ zur Fahrbahn. Die Querachse ist dabei die Achse senkrecht zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs an der Position seines Schwerpunkts. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die nachfolgend beschriebenen Schritte i) bis iii) durchgeführt. Die Nummerierung dieser Schritte gibt nicht zwangsläufig eine Reihenfolge ihrer Durchführung wieder, sofern nicht ein Schritt die Information eines anderen Schritts benötigt.The method according to the invention is used to determine the pitch angle of a motor vehicle. The motor vehicle is preferably a car, but it can also be a truck, for example. The pitch angle describes the inclination of the motor vehicle or the motor vehicle body about its transverse axis relative to the roadway. The transverse axis is the axis perpendicular to the longitudinal direction of the motor vehicle at the position of its center of gravity. In the context of the process according to the invention, steps i) to iii) described below are carried out. The numbering of these steps does not necessarily reflect the order in which they are carried out, unless one step requires the information of another step.
In Schritt i) des Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein erster Höhenstandswert des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen Abstand vom Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs mittels Sensordaten einer ersten Sensorik bestimmt. Der vorgegebene erste Abstand repräsentiert einen Versatz in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs nach hinten ausgehend vom Schwerpunkt und der erste Höhenstandswert stellt eine Auslenkung der Fahrzeugkarosserie in Richtung senkrecht zur Fahrbahn im vorgegebenen ersten Abstand dar. Hier und im Folgenden ist der Begriff der Auslenkung der Fahrzeugkarosserie als ein Maß für die vertikale Höhenposition der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Die Auslenkung kann beispielsweise durch den Abstand zwischen der Unterseite der Karosserie und der Fahrbahn repräsentiert sein. Ebenso kann die Auslenkung in Bezug auf eine vorgegebene Nulllage der Fahrzeugkarosserie festgelegt sein, wobei diese Nulllage mit einem bestimmten Abstand der Unterseite der Fahrzeugkarosserie von der Fahrbahn korreliert. In step i) of the method according to the invention, a first level value of the motor vehicle is determined at a predetermined distance from the center of gravity of the motor vehicle by means of sensor data from a first sensor system. The specified first distance represents an offset in the longitudinal direction of the motor vehicle to the rear, starting from the center of gravity, and the first level value represents a deflection of the vehicle body in the direction perpendicular to the roadway at the specified first distance. Here and below, the concept of deflection of the vehicle body is used as a measure to understand for the vertical height position of the body of the motor vehicle. The deflection can be represented, for example, by the distance between the underside of the body and the roadway. Likewise, the deflection can be defined in relation to a predetermined zero position of the vehicle body, this zero position correlating with a specific distance between the underside of the vehicle body and the roadway.
Die erste Sensorik umfasst einen oder mehrere Umfeldsensoren, die in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hinter dem Schwerpunkt angeordnet sind. Der oder die Umfeldsensoren erfassen als Sensordaten für die Bestimmung des ersten Höhenstandswerts über Radarstrahlung und/oder Ultraschallwellen die vertikale Distanz ihrer jeweiligen Einbauposition zur Fahrbahn. Mit anderen Worten ist ein jeweiliger Umfeldsensor ein Radarsensor oder ein Ultraschallsensor. Dabei werden an sich bekannte Radarsensoren bzw. Ultraschallsensoren genutzt, die Radarstrahlung bzw. Ultraschallwellen aussenden und von der Fahrbahn reflektierte Radarstrahlung bzw. von der Fahrbahn reflektierte Ultraschallwellen erfassen, woraus in an sich bekannter Weise und vorzugsweise über eine Laufzeitmessung die vertikale Distanz ihrer jeweiligen Einbauposition zur Fahrbahn bestimmt werden kann. In einer bevorzugten Variante wird ein einzelner Umfeldsensor genutzt, wobei die von diesem Umfeldsensor ermittelte vertikale Distanz direkt mit einem entsprechenden Höhenstandswert der Karosserie korreliert. Gegebenenfalls können auch mehrere Umfeldsensoren genutzt werden, deren ermittelten vertikalen Distanzen geeignet miteinander verrechnet werden. Zum Beispiel kann der Mittelwert der vertikalen Distanzen berechnet werden und hieraus dann der erste Höhenstandswert abgeleitet werden. In einer bevorzugten Variante sind der oder die Umfeldsensoren im vorgegebenen ersten Abstand positioniert, wodurch aus den Sensordaten der Umfeldsensoren besonders einfach der erste Höhenstandswert abgeleitet werden kann.The first sensor system comprises one or more environment sensors which are arranged in the longitudinal direction of the motor vehicle behind the center of gravity. The environmental sensor or sensors detect the vertical as sensor data for determining the first ride height value via radar radiation and / or ultrasonic waves Distance of their respective installation position to the roadway. In other words, a respective environment sensor is a radar sensor or an ultrasonic sensor. In this case, known radar sensors or ultrasonic sensors are used, which emit radar radiation or ultrasonic waves and detect radar radiation reflected from the roadway or ultrasonic waves reflected from the roadway, from which in a known manner and preferably via a transit time measurement the vertical distance of their respective installation position to Roadway can be determined. In a preferred variant, a single environment sensor is used, the vertical distance ascertained by this environment sensor correlating directly with a corresponding height value of the vehicle body. If necessary, several surroundings sensors can also be used, the vertical distances of which are appropriately offset against one another. For example, the mean value of the vertical distances can be calculated and the first altitude value can then be derived from this. In a preferred variant, the environment sensor (s) are positioned at the predetermined first distance, as a result of which the first level value can be derived particularly easily from the sensor data of the environment sensors.
In Schritt ii) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Information mittels Sensordaten einer zweiten Sensorik ermittelt. Die ermittelte Information ist in einer Variante ein zweiter Höhenstandswert des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen zweiten Abstand vom Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs. Alternativ kann die Information jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass sie nicht direkt den zweiten Höhenstandswert liefert, sondern der zweite Höhenstandswert von der Information abhängt, d.h. der zweite Höhenstandswert korreliert mit entsprechender Information. Der vorgegebene zweite Abstand, für den der zweite Höhenstandwert gültig ist, repräsentiert einen Versatz in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs nach vorne ausgehend vom Schwerpunkt, wobei der zweite Höhenstandswert eine Auslenkung des Kraftfahrzeugs in Richtung senkrecht zur Fahrbahn im vorgegebenen zweiten Abstand darstellt. Gegebenenfalls kann in Schritt ii) auch ein Anhängersignal berücksichtigt werden, das angibt, ob am Kraftfahrzeug ein Anhänger befestigt ist. Dieses Anhängersignal fließt zusätzlich bei der Ermittlung der Information in Schritt ii) ein.In step ii) of the method according to the invention, information is determined by means of sensor data from a second sensor system. In one variant, the information ascertained is a second level value of the motor vehicle at a predetermined second distance from the center of gravity of the motor vehicle. Alternatively, however, the information can also be designed in such a way that it does not directly supply the second altitude value, but rather the second altitude value depends on the information, i.e. the second altitude value correlates with corresponding information. The predetermined second distance, for which the second ride height value is valid, represents an offset in the longitudinal direction of the motor vehicle forwards starting from the center of gravity, the second ride height value representing a deflection of the motor vehicle in the direction perpendicular to the roadway at the preset second distance. If necessary, a trailer signal can also be taken into account in step ii), which signal indicates whether a trailer is attached to the motor vehicle. This trailer signal also flows into the determination of the information in step ii).
In Schritt iii) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden schließlich der in Schritt i) bestimmte erste Höhenstandswert sowie die Information aus Schritt ii) verarbeitet, um hieraus den Nickwinkel zu ermitteln.Finally, in step iii) of the method according to the invention, the first altitude value determined in step i) and the information from step ii) are processed in order to determine the pitch angle therefrom.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine Umfeldsensorik zur Ermittlung des Nickwinkels genutzt wird, die unabhängig von ihrer Einbauposition mittels Radarstrahlung und/oder Ultraschallwellen einen vertikalen Abstand erfassen kann, aus dem ein Höhenstandswert gewonnen werden kann. Die Umfeldsensorik benötigt für die Höhenstandsmessung keine mechanische Relativbewegung von Bauteilen zueinander, wie dies bei induktiven Höhenstandssensoren der Fall ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auf einfache Weise in einem Kraftfahrzeug realisiert werden.The method according to the invention has the advantage that an environment sensor system is used to determine the pitch angle, which can detect a vertical distance by means of radar radiation and / or ultrasound waves independently of its installation position, from which a ride height value can be obtained. The environment sensor system does not require any mechanical relative movement of components to one another for level measurement, as is the case with inductive level sensors. The method according to the invention can thus be implemented in a simple manner in a motor vehicle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind der oder die Umfeldsensoren der ersten Sensorik am Heck des Kraftfahrzeugs angeordnet, wodurch deren Einbau im Kraftfahrzeug erleichtert wird. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung haben der oder die Umfeldsensoren neben der Funktion zur Höhenstandsmessung eine weitere Funktion. Gemäß dieser weiteren Funktion können der oder die Umfeldsensoren das Eindringen eines menschlichen Fußes in einen Erfassungsbereich zwischen Fahrbahn und Unterseite der Fahrzeugkarosserie detektieren, wobei bei der Detektion des Eindringens eines menschlichen Fußes eine Tür oder Klappe des Kraftfahrzeugs entriegelt und/oder geöffnet wird. Vorzugsweise liegt die Tür oder die Klappe oberhalb des Erfassungsbereichs des oder der Umfeldsensoren und überlappt in Draufsicht in vertikaler Richtung mit dem Erfassungsbereich. In dieser Ausführungsform können ein oder mehrere Umfeldsensoren, die bereits zum kontaktlosen Öffnen bzw. Entriegeln von Türen oder Klappen mittels einer Fußbewegung genutzt werden, zusätzlich zur Höhenstandsmessung eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auf kostengünstige Art und Weise implementiert werden. Hier und im Folgenden ist unter dem Begriff der Tür bzw. Klappe ein Bauteil zu verstehen, mit dem eine Öffnung in der Fahrzeugkarosserie abgedeckt werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei einer Tür um eine Einstiegstür zum Innenraum des Kraftfahrzeugs. Eine Klappe ist vorzugsweise eine Kofferraumklappe, sie kann jedoch gegebenenfalls auch eine Motorhaube darstellen.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the environment sensor or sensors of the first sensor system are arranged at the rear of the motor vehicle, which facilitates their installation in the motor vehicle. In a further preferred refinement, the environment sensor or sensors have a further function in addition to the function for level measurement. According to this further function, the environment sensor (s) can detect the penetration of a human foot into a detection area between the roadway and the underside of the vehicle body, with a door or flap of the motor vehicle being unlocked and / or opened when the penetration of a human foot is detected. The door or the flap is preferably above the detection area of the environment sensor or sensors and overlaps with the detection area in the vertical direction in a top view. In this embodiment, one or more environment sensors, which are already used for contactless opening or unlocking of doors or flaps by means of a foot movement, can also be used for level measurement. The method according to the invention can thus be implemented in a cost-effective manner. Here and in the following, the term door or flap is to be understood as a component with which an opening in the vehicle body can be covered. A door is preferably an entry door to the interior of the motor vehicle. A flap is preferably a trunk flap, but it can also represent a hood if necessary.
In einer bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform liegt der Erfassungsbereich des oder der Umfeldsensoren der ersten Sensorik am Heck des Kraftfahrzeugs, wobei bei der Detektion des Eindringens eines menschlichen Fußes eine Kofferraumklappe des Kraftfahrzeugs entriegelt und/oder geöffnet wird.In a preferred variant of the embodiment just described, the detection area of the environment sensor (s) of the first sensor system is at the rear of the motor vehicle, with a trunk lid of the motor vehicle being unlocked and / or opened when the penetration of a human foot is detected.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete zweite Sensorik kann auf unterschiedlichen Technologien beruhen. In einer Variante umfasst die zweite Sensorik einen oder mehrere an sich bekannte induktive Höhenstandssensoren, die in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Schwerpunkt und insbesondere im vorgegebenen zweiten Abstand angeordnet sind und Sensordaten über elektromagnetische Induktion erfassen. Im Falle, dass im Schritt ii) die Sensordaten des oder der induktiven Höhenstandssensoren verwendet werden, wird als Information in Schritt ii) der zweite Höhenstandswert mittels der Sensordaten des oder der induktiven Höhenstandssensoren ermittelt. In einer weiteren bevorzugten Variante wird zur Einsparung von Kosten lediglich ein einzelner induktiver Höhenstandssensor genutzt. Nichtsdestotrotz können gegebenenfalls auch mehrere induktive Höhenstandssensoren eingesetzt werden, deren Sensordaten dann geeignet miteinander verrechnet werden (z.B. Mittelwertbildung), um den zweiten Höhenstandswert zu erhalten.The second sensor system used in the method according to the invention can be based on different technologies. In a variant, the second sensor system comprises one or more inductive level sensors known per se, which are arranged in the longitudinal direction of the motor vehicle in front of the center of gravity and in particular at a predetermined second distance and which detect sensor data via electromagnetic induction. In the event that the sensor data of the inductive level sensor or sensors are used in step ii), the second level value is determined as information in step ii) by means of the sensor data of the inductive level sensor or sensors. In a further preferred variant, only a single inductive ride height sensor is used to save costs. Nevertheless, several inductive level sensors can also be used if necessary whose sensor data are then appropriately offset against each other (eg averaging) in order to obtain the second altitude value.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Sensorik analog zur ersten Sensorik einen oder mehrere Umfeldsensoren, die nunmehr jedoch in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Schwerpunkt und vorzugsweise im vorgegebenen zweiten Abstand angeordnet sind und über Radarstrahlung und/oder Ultraschallwellen die vertikale Distanz ihrer jeweiligen Einbauposition zur Fahrbahn erfassen. Im Falle, dass im Schritt ii) die Sensordaten des oder der Umfeldsensoren der zweiten Sensorik verwendet werden, wird als Information in Schritt ii) der zweite Höhenstandswert mittels der Sensordaten des oder der Umfeldsensoren der zweiten Sensorik ermittelt. In einer bevorzugten Variante ist für die zweite Sensorik nur ein einzelner Umfeldsensor vorgesehen.In a further preferred embodiment, the second sensor system, analogous to the first sensor system, comprises one or more environment sensors, which, however, are now arranged in the longitudinal direction of the motor vehicle in front of the center of gravity and preferably at the predetermined second distance and, via radar radiation and / or ultrasonic waves, the vertical distance of their respective installation position to Capture the lane. In the event that the sensor data of the environment sensor (s) of the second sensor system are used in step ii), the second level value is determined as information in step ii) by means of the sensor data of the environment sensor (s) of the second sensor system. In a preferred variant, only a single environment sensor is provided for the second sensor system.
In Analogie zu den Umfeldsensoren der ersten Sensorik können auch der oder die Umfeldsensoren der zweiten Sensorik dazu vorgesehen sein, das Eindringen eines menschlichen Fußes in einen Erfassungsbereich des oder der Umfeldsensoren der zweiten Sensorik zwischen Fahrbahn und Unterseite der Fahrzeugkarosserie zu detektieren, wobei bei der Detektion des Eindringens eines menschlichen Fußes eine Tür oder Klappe des Kraftfahrzeugs entriegelt und/oder geöffnet wird. Die Tür bzw. Klappe liegt wiederum vorzugsweise oberhalb des Erfassungsbereichs und überlappt in Draufsicht in vertikaler Richtung mit dem Erfassungsbereich. Beispielsweise können der oder die Umfeldsensoren dazu vorgesehen sein, das Entriegeln bzw. Öffnen der Motorhaube des Kraftfahrzeugs auszulösen, wenn das Eindringen eines menschlichen Fußes in einen Erfassungsbereich des oder der Umfeldsensoren an der Front des Kraftfahrzeugs detektiert wird.In analogy to the environment sensors of the first sensor system, the environment sensor (s) of the second sensor system can also be provided to detect the penetration of a human foot into a detection area of the environment sensor (s) of the second sensor system between the roadway and the underside of the vehicle body Penetration of a human foot a door or flap of the motor vehicle is unlocked and / or opened. The door or flap is in turn preferably above the detection area and overlaps with the detection area in a top view in the vertical direction. For example, the environment sensor (s) can be provided to trigger the unlocking or opening of the hood of the motor vehicle when the penetration of a human foot into a detection area of the environment sensor or sensors at the front of the motor vehicle is detected.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die zweite Sensorik eine an sich bekannte Sensoreinrichtung zur Erfassung der Anzahl von Gurtschlosskontakten im Innenraum des Kraftfahrzeugs. Diese Sensoreinrichtung besteht in der Regel aus einzelnen Sensoren, die in den einzelnen Gurtschlössern der jeweiligen Fahrzeugsitze integriert sind und als Sensorsignal die Information liefern, ob das jeweilige Gurtschloss geschlossen ist, d.h. ob ein Gurtschlosskontakt vorliegt oder nicht. Im Falle, dass im Schritt ii) die Sensordaten der Sensoreinrichtung zur Erfassung der Anzahl von Gurtschlosskontakten verwendet werden, wird als Information in Schritt ii) aus der Anzahl von Gurtschlosskontakten eine Insasseninformation ermittelt, welche die Anzahl von Insassen im Innenraum mit deren zugeordneten Sitzpositionen umfasst.In a further embodiment, the second sensor system comprises a sensor device known per se for detecting the number of seatbelt lock contacts in the interior of the motor vehicle. This sensor device usually consists of individual sensors that are integrated in the individual belt buckles of the respective vehicle seats and provide the information as a sensor signal as to whether the respective belt buckle is closed, i.e. whether there is a seatbelt buckle contact or not. In the event that in step ii) the sensor data of the sensor device are used to detect the number of seatbelt lock contacts, occupant information is determined from the number of seatbelt lock contacts as information in step ii), which includes the number of occupants in the interior with their assigned seat positions.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die zweite Sensorik eine bildgebende Sensoreinrichtung, welche den Innenraum des Kraftfahrzeugs erfasst, um Bilddaten des Innenraums zu erhalten, wobei im Falle, dass in Schritt ii) die Sensordaten der bildgebenden Sensoreinrichtung verwendet werden, als Information in Schritt ii) eine Insasseninformation durch Auswertung der Bilddaten mittels einer Methode zur Objekterkennung ermittelt wird, wobei die Insasseninformation die Anzahl von Insassen im Innenraum mit deren zugeordneten Sitzpositionen umfasst. In einer bevorzugten Variante sind die mit der bildgebenden Sensoreinrichtung erhaltenen Bilddaten dreidimensionale Bilddaten. Mit anderen Worten ist die bildgebende Sensoreinrichtung zur Erfassung von dreidimensionalen Rauminformationen ausgelegt.In a further variant of the method according to the invention, the second sensor system comprises an imaging sensor device which detects the interior of the motor vehicle in order to obtain image data of the interior, in which case the sensor data of the imaging sensor device are used in step ii) as information in step ii) occupant information is determined by evaluating the image data using a method for object recognition, the occupant information including the number of occupants in the interior with their assigned seating positions. In a preferred variant, the image data obtained with the imaging sensor device are three-dimensional image data. In other words, the imaging sensor device is designed to capture three-dimensional spatial information.
Mit der soeben beschriebenen Ausführungsform kann die Insassenerkennung im Vergleich zur Verwendung einer Sensorik zur Erfassung der Anzahl von Gurtschlosskontakten verbessert werden und insbesondere kann nicht mehr der Fall auftreten, dass Personen nicht erkannt werden, die sich im Kraftfahrzeug nicht anschnallen, bzw. fälschlicherweise ein über einen Gurt gesicherter Gegenstand als Person erkannt wird.With the embodiment just described, the occupant detection can be improved compared to the use of a sensor system to detect the number of seatbelt buckle contacts and in particular the case can no longer arise that people are not detected who do not buckle up in the motor vehicle, or incorrectly via a Belt secured object is recognized as a person.
Zur Erfassung des Innenraums des Kraftfahrzeugs können je nach Ausgestaltung unterschiedliche bildgebende Sensoreinrichtungen genutzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die bildgebende Sensoreinrichtung eine oder mehrere Kameras für sichtbares Licht und/oder Infrarotlicht und/oder eine oder mehrere Radarsensoren, welche über Laufzeitmessung Bildinformationen generieren. Die Kamera bzw. Kameras sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie auf jeden Fall Bilddaten basierend auf Infrarotlicht erfassen, so dass auch bei Dunkelheit eine genaue Detektion der Anzahl von Insassen im Innenraum des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird.Depending on the configuration, different imaging sensor devices can be used to detect the interior of the motor vehicle. In a preferred embodiment, the imaging sensor device comprises one or more cameras for visible light and / or infrared light and / or one or more radar sensors which generate image information by measuring the transit time. The camera or cameras are preferably designed in such a way that they definitely capture image data based on infrared light, so that the number of occupants in the interior of the motor vehicle can be accurately detected even in the dark.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Insasseninformation, die mittels der Sensordaten der bildgebenden Sensoreinrichtung ermittelt wird, ferner ein oder mehrere Merkmale jedes Insassen, die aus den Bilddaten der bildgebenden Sensoreinrichtung gewonnen werden. Somit erfolgt die Berechnung des Nickwinkels auch in Abhängigkeit von dem oder den Merkmalen des oder der Insassen. In einer bevorzugten Variante wird als ein Merkmal das geschätzte Gewicht jedes Insassen ermittelt. Der Begriff des geschätzten Gewichts ist dabei weit zu verstehen. Insbesondere kann das geschätzte Gewicht durch eine Gewichtsklasse bzw. ein Gewichtsintervall repräsentiert werden. Die geschätzten Gewichte können in geeigneter Weise bei der Schätzung des Nickwinkels einfließen, wobei die genaue Implementierung der Berücksichtigung dieser Gewichte im Rahmen von fachmännischem Handeln liegt. Im Besonderen wird bei dieser Implementierung berücksichtigt, dass höhere Gewichte von Personen zu einem geringen zweiten Höhenstandswert im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs führen.In a further, particularly preferred embodiment, the occupant information, which is determined by means of the sensor data of the imaging sensor device, further comprises one or more features of each occupant, which are obtained from the image data of the imaging sensor device. Thus, the calculation of the pitch angle also takes place as a function of the feature (s) of the occupant (s). In a preferred variant, the estimated weight of each occupant is determined as a feature. The term estimated weight is to be understood broadly. In particular, the estimated weight can be represented by a weight class or a weight interval. The estimated weights can be used in a suitable manner in the estimation of the pitch angle, with the precise implementation taking into account these weights are within the scope of professional action. In particular, this implementation takes into account the fact that higher weights of people lead to a low second level value in the front area of the motor vehicle.
In einer besonders bevorzugten Variante der obigen Ausführungsform wird das geschätzte Gewicht jedes Insassen dadurch ermittelt, dass aus den Bilddaten das Geschlecht und/oder die Größe des jeweiligen Insassen und/oder das Volumen oder die Fläche, welches oder welche ein jeweiliger Insassen in den Bilddaten einnimmt, extrahiert wird, und basierend auf diesen extrahierten Informationen das Gewicht des jeweiligen Insassen geschätzt wird. In dieser Ausführungsform wird die Erkenntnis genutzt, dass die Größe eines jeweiligen Insassen bzw. sein Volumen oder seine Fläche Einfluss auf sein Gewicht haben, wobei der Einfluss auch vom Geschlecht (d.h. männlich oder weiblich) der Person abhängen kann. Im Rahmen der Gewichtsschätzung kann gegebenenfalls auch die Information über die Sitzposition der Insassen herangezogen werden. Zum Beispiel wird das Gewicht von zwei Insassen mit gleichem eingenommenen Volumen von demjenigen Insassen höher geschätzt, der sich an einer Sitzposition weiter hinten im Kraftfahrzeug befindet.In a particularly preferred variant of the above embodiment, the estimated weight of each occupant is determined by using the image data to determine the gender and / or size of the respective occupant and / or the volume or area which a respective occupant occupies in the image data , is extracted, and based on this extracted information, the weight of the respective occupant is estimated. In this embodiment, the knowledge is used that the size of a respective occupant or his volume or his area have an influence on his weight, wherein the influence can also depend on the gender (i.e. male or female) of the person. In the context of the weight estimation, the information about the seating position of the occupants can also be used, if necessary. For example, the weight of two occupants with the same occupied volume is estimated to be higher by that occupant who is in a seating position further back in the motor vehicle.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche Sensordaten einer Sensoreinrichtung zur Erfassung der Anzahl von Gurtschlosskontakten bzw. einer bildgebenden Sensoreinrichtung nutzt, wird zur Ermittlung des Nickwinkels eine Lookup-Tabelle mit einer Vielzahl von vorgegebenen Insasseninformationen und vorgegebenen ersten Höhenstandswerten verwendet, wobei in der Lookup-Tabelle für jede Kombination aus vorgegebener Insasseninformation und vorgegebenem ersten Höhenstandswert ein Eintrag in der Form eines Nickwinkels oder eines davon abhängigen Werts hinterlegt ist, wobei derjenige Eintrag aus der Lookup-Tabelle ausgelesen wird, welcher der Kombination aus dem über die erste Sensorik bestimmten ersten Höhenstandswert und der in Schritt ii) ermittelten Insasseninformation entspricht. Auf diese Weise wird eine schnelle Bestimmung des Nickwinkels ermöglicht. Im Falle, dass der ausgelesene Eintrag der Lookup-Tabelle den Nickwinkel selbst darstellt, entspricht der ausgelesene Nickwinkel dem ermittelten Nickwinkel.In a further embodiment of the method according to the invention, which uses sensor data from a sensor device to detect the number of seatbelt lock contacts or from an imaging sensor device, a lookup table with a large number of specified occupant information and specified first height values is used to determine the pitch angle -Table, an entry in the form of a pitch angle or a value dependent thereon is stored for each combination of specified occupant information and specified first altitude value, the entry being read from the lookup table which corresponds to the combination of the first altitude value determined by the first sensor system and corresponds to the occupant information determined in step ii). This enables the pitch angle to be determined quickly. In the event that the read entry in the lookup table represents the pitch angle itself, the read pitch angle corresponds to the determined pitch angle.
In einer Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform sind die Einträge der Lookup-Tabelle vorgegebene zweite Höhenstandswerte, so dass aus der Lookup-Tabelle der zweite Höhenstandswert des Kraftfahrzeugs, d.h. der in Schritt ii) definierte Höhenstandswert, ausgelesen wird. Dabei wird aus dem ersten Höhenstandswert und dem zweiten Höhenstandswert der Nickwinkel ermittelt. Diese Ermittlung kann dadurch erfolgen, dass die Differenz zwischen den ersten und zweiten Höhenstandswert gebildet wird und diese Differenz durch die Distanz zwischen der Position des vorgegebenen ersten Abstands und der Position des vorgegebenen zweiten Abstands geteilt wird.In a variant of the embodiment just described, the entries in the lookup table are predetermined second ride height values, so that the second ride height value of the motor vehicle, i.e. the ride height value defined in step ii), is read from the lookup table. The pitch angle is determined from the first altitude value and the second altitude value. This determination can take place in that the difference between the first and second height value is formed and this difference is divided by the distance between the position of the predetermined first distance and the position of the predetermined second distance.
Je nach Ausgestaltung kann der ermittelte Nickwinkel für unterschiedliche Funktionen im Kraftfahrzeug verwendet werden. Vorzugsweise werden eine oder mehrere Beleuchtungsvorrichtungen im Kraftfahrzeug in Abhängigkeit vom ermittelten Nickwinkel gesteuert. Insbesondere ist diese Steuerung eine automatische Leuchtweitenregulierung der Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs.Depending on the configuration, the determined pitch angle can be used for different functions in the motor vehicle. One or more lighting devices in the motor vehicle are preferably controlled as a function of the determined pitch angle. In particular, this control is an automatic headlight range adjustment of the headlights of the motor vehicle.
Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das zur Ermittlung seines Nickwinkels eingerichtet ist, wobei der Nickwinkel die Neigung des Kraftfahrzeugs um dessen Querachse relativ zur Fahrbahn beschreibt. Das Kraftfahrzeug ist dabei zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert. Mit anderen Worten umfasst das Kraftfahrzeug eine erste Sensorik und eine zweite Sensorik, wobei die erste Sensorik einen oder mehrere Umfeldsensoren umfasst, die in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hinter dem Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, als Sensordaten die vertikale Distanz ihrer jeweiligen Einbauposition zur Fahrbahn über Radarstrahlung und/oder Ultraschallwellen zu erfassen, wobei das Kraftfahrzeug ferner eine Rechnereinrichtung beinhaltet, welche zur Durchführung folgender Schritte konfiguriert ist:
- i) Bestimmen eines ersten Höhenstandwerts des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen ersten Abstand vom Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs mittels Sensordaten des oder der Umfeldsensoren der ersten Sensorik, wobei der vorgegebene erste Abstand einen Versatz in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs nach hinten ausgehend vom Schwerpunkt repräsentiert und der erste Höhenstandswert eine Auslenkung der Fahrzeugkarosserie in Richtung senkrecht zur Fahrbahn im vorgegebenen ersten Abstand darstellt,
- ii) Ermitteln einer Information mittels Sensordaten der zweiten Sensorik, wobei die Information ein zweiter Höhenstandwert des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen zweiten Abstand vom Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs ist oder von der Information der zweite Höhenstandswert abhängt, wobei der vorgegebene zweite Abstand einen Versatz in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs nach vorne ausgehend vom Schwerpunkt repräsentiert und der zweite Höhenstandswert eine Auslenkung der Fahrzeugkarosserie in Richtung senkrecht zur Fahrbahn im vorgegebenen zweiten Abstand darstellt;
- iii) Ermitteln des Nickwinkels aus dem ersten Höhenstandswert und der in Schritt ii) ermittelten Information.
- i) Determination of a first level value of the motor vehicle at a predetermined first distance from the center of gravity of the motor vehicle using sensor data from the environment sensor (s) of the first sensor system, the predetermined first distance representing an offset in the longitudinal direction of the motor vehicle to the rear starting from the center of gravity and the first level value representing a deflection of the Represents the vehicle body in the direction perpendicular to the roadway at the specified first distance,
- ii) Determining information by means of sensor data from the second sensor system, the information being a second level value of the motor vehicle at a predetermined second distance from the center of gravity of the motor vehicle or the second level value depending on the information, the predetermined second distance being an offset in the longitudinal direction of the motor vehicle represents the front starting from the center of gravity and the second level value represents a deflection of the vehicle body in the direction perpendicular to the roadway at the predetermined second distance;
- iii) determining the pitch angle from the first altitude value and the information determined in step ii).
Die Rechnereinrichtung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann gegebenenfalls auf verschiedene Komponenten im Kraftfahrzeug verteilt sein. Insbesondere können Funktionalitäten der Rechnereinrichtung zumindest teilweise auch in der entsprechenden ersten bzw. zweiten Sensorik implementiert sein.The computer device of the motor vehicle according to the invention can optionally be distributed among various components in the motor vehicle. In particular, functionalities of the computer device can also be implemented at least partially in the corresponding first or second sensor system.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug dazu eingerichtet, eine oder mehrere bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.In a particularly preferred embodiment, the motor vehicle according to the invention is set up to carry out one or more preferred variants of the method according to the invention.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described in detail below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, das zur Schätzung seines Nickwinkels basierend auf einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist; und -
2 ein Flussdiagramm, welches das im Kraftfahrzeug der1 verwendete Verfahren zur Schätzung des Nickwinkels wiedergibt.
-
1 a schematic representation of a motor vehicle that is set up to estimate its pitch angle based on a variant of the method according to the invention; and -
2 a flowchart showing the in the motor vehicle of1 represents the method used to estimate the pitch angle.
Nachfolgend wird eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Kraftfahrzeugs in der Form eines PKWs
Am Heck der Kraftfahrzeugs
Das Kraftfahrzeug
Die Kamera
Der Nickwinkel
Im Unterschied zu herkömmlichen Verfahren zur Ermittlung des Nickwinkels wird in der hier beschriebenen Ausführungsform der Nickwinkel unter Verwendung eines ersten Höhenstandswerts
Zur Ermittlung der Insasseninformation
Zur Bestimmung des zweiten Höhenstandswerts
Aus der Lookup-Tabelle wird in Schritt S4 der zweite Höhenstandswert
Statt der Verwendung einer Lookup-Tabelle ist es gegebenenfalls auch möglich, einen geeigneten funktionalen Zusammenhang zu definieren, über den der Nickwinkel
In einer modifizierten Ausgestaltung des Verfahrens der
Die geschätzten Gewichte können als weitere Größe in der oben beschriebenen Lookup-Tabelle einfließen, indem sie als weitere Parameter der Insasseninformation
Die in Schritt S5 der
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird erstmalig eine Radarsensorik und/oder eine Ultraschallsensorik zur Ermittlung eines Höhenstandswerts in einem Kraftfahrzeug genutzt, um hierüber in Kombination mit einer weiteren Sensorik den Nickwinkel eines Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Die Radarsensorik bzw. die Ultraschallsensorik weist dabei den Vorteil auf, dass sie im Gegensatz zu induktiven Höhenstandssensoren an unterschiedlichen Positionen im Kraftfahrzeug verbaut sein kann, um über eine Abstandsmessung einen Höhenstandswert zu gewinnen. Im erfindungsgemäßen Verfahren kann gegebenenfalls komplett auf den Einsatz von induktiven Höhenstandssensoren verzichtet werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der oben beschriebene zweite Höhenstandswert mittels Sensordaten einer Kamera oder gegebenenfalls mittels einer weiteren Radar- und/oder Ultraschallsensorik oder auch einer Sensorik zur Erfassung der Anzahl von Gurtschlosskontakten ermittelt wird.The embodiments of the invention described above have a number of advantages. In particular, a radar sensor system and / or an ultrasonic sensor system is used for the first time to determine a ride height value in a motor vehicle in order to use this in combination with a further sensor system to determine the pitch angle of a motor vehicle. The radar sensor system or the ultrasonic sensor system has the advantage that, in contrast to inductive level sensors, it can be installed at different positions in the motor vehicle in order to obtain a level value via a distance measurement. In the method according to the invention, the use of inductive level sensors can optionally be completely dispensed with. This can be achieved in that the above-described second ride height value is determined by means of sensor data from a camera or possibly by means of a further radar and / or ultrasonic sensor system or also a sensor system for detecting the number of seatbelt lock contacts.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 22
- RadarsensorRadar sensor
- 33
- HinterachseRear axle
- 3'3 '
- VorderachseFront axle
- 44th
- Innenrauminner space
- 55
- Kameracamera
- 66th
- RechnereinrichtungComputing facility
- 77th
- FrontscheinwerferFront headlights
- FBFB
- Fahrbahnroadway
- SPSP
- Schwerpunt des KraftfahrzeugsFocus on the motor vehicle
- NWNW
- NickwinkelPitch angle
- a1a1
- Abstand zwischen Radarsensor und SchwerpunktDistance between the radar sensor and the center of gravity
- a2a2
- Abstand zwischen Vorderachse und SchwerpunktDistance between the front axle and the center of gravity
- LRLR
- Längsrichtung des KraftfahrzeugsLongitudinal direction of the motor vehicle
- PP
- Insasseinmate
- h1h1
- erster Höhenstandswertfirst level value
- h2h2
- zweiter Höhenstandswertsecond level value
- BDBD
- BilddatenImage data
- ININ
- InsasseninformationOccupant information
- NN
- Anzahl der InsassenNumber of occupants
- POPO
- Sitzposition der jeweiligen InsassenSitting position of the respective occupants
- GG
- Gewicht der jeweiligen InsassenWeight of the respective occupants
Claims (19)
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