DE102020110630A1

DE102020110630A1 - Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit, Radarsensoreinheit und Kraftfahrzeug mit Radarsensoreinheit

Info

Publication number: DE102020110630A1
Application number: DE102020110630.0A
Authority: DE
Inventors: Benjamin WUEBBOLT-GORBATENKO
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit (1) für ein Kraftfahrzeug (100), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (100) mit einer automatisierten oder autonomen Fahrfunktion, wobei die Radarsensoreinheit (1) zumindest eine Radarsendervorrichtung (2) mit zumindest einer Sendeantenne (20), eine Radarempfängervorrichtung (3) mit zumindest einer Empfangsantenne (30) sowie eine Steuereinheit (4) umfasst, wobei die Radarsensoreinheit (1) eingerichtet ist zumindest eine Radarkeule (10) in unterschiedliche Strahlrichtungen auszurichten oder zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist die Radarsensoreinheit (1) mit einer Lenkwinkelinformationen verarbeitenden Lenksystemeinheit (5) gekoppelt und derart ausgebildet, dass die zumindest eine Radarkeule (10) in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen in ihrer Strahlrichtung ausrichtbar oder erzeugbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer automatisierten oder autonomen Fahrfunktion, wobei die Radarsensoreinheit zumindest eine Radarsendervorrichtung mit zumindest einer Sendeantenne, eine Radarempfängervorrichtung mit zumindest einer Empfangsantenne sowie eine Steuereinheit umfasst, wobei die Radarsensoreinheit eingerichtet ist zumindest eine Radarkeule in unterschiedliche Strahlrichtungen auszurichten oder zu erzeugen. Ferner betrifft die Erfindung eine Radarsensoreinheit und ein Kraftfahrzeug mit einer derartig ausgebildeten Radarsensoreinheit.
Aus der DE 10 2013 203 574 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation von Winkelmessfehlern insbesondere einer Radarmesseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Radarsendevorrichtung zur Aussendung von Radarsignalen und mit zumindest einer Radarempfangsvorrichtung zum Empfang von Radarsignalen zur Detektion zumindest eines externen Objekts und zur Bestimmung von zumindest einem Winkel einer Verbindungslinie zwischen dem Objekt und der Radarmessvorrichtung bekannt, mit einer Steuereinheit zur Auswertung der Radarsignale zur Ermittlung des gemessenen Winkels, wobei die Steuereinheit einen Winkelmessfehler zwischen dem gemessenen Winkel und einem tatsächlichen Winkel durch Auswertung zumindest eines Bewegungsverlaufs des zumindest einen Objekts ermittelt und die Steuereinheit eine Kompensation des gemessenen Winkels mittels des ermittelten Winkelmessfehlers durchführt.
In der EP 2 062 068 B1 wird ein Verfahren zur Parklückenvermessung mit einem Kraftfahrzeug-Radarsystem, das einen Multi-Beam-Radarsensor aufweist, beschrieben, dessen Radarkeule sequentiell in verschiedene Hauptstrahlrichtungen gerichtet wird.
In der DE 102 07 437 A1 wird ein Radarsensor für ein Kraftfahrzeug beschrieben, mit einer Sende- und Empfangseinrichtung, dessen Richtcharakteristik mehrere in verschiedene Richtungen ausgerichtete Radarkeulen aufweist.
Radarsensoren für eine autonome bzw. automatisierte Fahrfunktion dienen zur Erfassung der Umwelt. Die Erfassung beispielsweise anderer Verkehrsteilnehmer vor dem eigenen Fahrzeug wird neben den Wetterbedingungen auch durch den Streckenverlauf beeinflusst. Auf einer langen, geraden und ebenen Strecke können vorausfahrende Fahrzeuge gut erkannt werden. Hingegen ist die Erfassung von anderen vorausfahrenden Fahrzeugen bei einer kurvigen Strecke anspruchsvoll, da beispielsweise Verkehrsteilnehmer in der Kurve erst verhältnismäßig spät durch einen Sensor erfasst werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit bereitzustellen wodurch die Erfassung anderer Verkehrsteilnehmer von Kurven verbessert wird, insbesondere ohne kostenintensivem Konstruktionsmehraufwand. Darüber hinaus soll eine Radarsensoreinheit und ein Kraftfahrzeug mit eben diesen Eigenschaften bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Radarsensoreinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer automatisierten oder autonomen Fahrfunktion,
wobei die Radarsensoreinheit zumindest eine Radarsendervorrichtung mit zumindest einer Sendeantenne, eine Radarempfängervorrichtung mit zumindest einer Empfangsantenne sowie eine Steuereinheit umfasst, und wobei die Radarsensoreinheit eingerichtet ist zumindest eine Radarkeule in unterschiedliche Strahlrichtungen auszurichten oder zu erzeugen, und wobei die Radarsensoreinheit
mit einer Lenkwinkelinformationen verarbeitenden Lenksystemeinheit gekoppelt und derart ausgebildet ist, dass die zumindest eine Radarkeule in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen in ihrer Strahlrichtung ausrichtbar oder erzeugbar ist, richtet in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen die Strahlrichtung der zumindest einen Radarkeule aus oder erzeugt in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen eine Radarkeule in einer entsprechenden Strahlrichtung. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln die Erfassung anderer Verkehrsteilnehmer in Kurven verbessert ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Radarsensoreinheit derart ausgebildet ist, dass die zumindest eine Radarkeule bei ortsfest angeordneter Radarsensoreinheit, in Abhängigkeit vom Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs um einen Winkel abweichend von der Fahrzeuglängsachse ausrichtbar oder erzeugbar ist.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die verbesserte Verkehrsteilnehmererfassung erreicht werden kann, ohne konstruktiv aufwendig die Radarsensoreinheit zu Verschwenken.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Sendeantenne der Radarsendervorrichtung eine Mehrzahl von Patches aufweist, welche einzeln von der Steuereinheit ansteuerbar sind, derart, dass die Ansteuerung der Patches in Abhängigkeit von der Lenkwinkelinformation erfolgt, wobei die Patches derart verschaltet und/oder ansteuerbar sind, dass zumindest drei verschiedene Patchanordnungen erzeugbar bzw. auswählbar sind, wobei die Radarsensoreinheit die Patches oder die Patchanordnungen in Abhängigkeit von der Lenkwinkelinformation ansteuert.
Es kann hierdurch erreicht werden, dass durch einfaches Umschalten zwischen verschiedenen vordefinierten Patchanordnungen die Erzeugung bzw. Ausrichtung der Radarkeule ermöglicht ist. Ferner können die verschiedenen Patchanordnungen im Hinblick auf die Konstruktion bzw. den Einsatz der Radarsensoreinheit unterschiedlich ausgebildet sein und vorgehalten werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Radarsensoreinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer automatisierten oder autonomen Fahrfunktion, wobei die Radarsensoreinheit zumindest eine Radarsendervorrichtung mit zumindest einer Sendeantenne, eine Radarempfängervorrichtung mit zumindest einer Empfangsantenne sowie eine Steuereinheit umfasst. Die Radarsensoreinheit ist dabei eingerichtet zumindest eine Radarkeule in unterschiedliche Strahlrichtungen auszurichten oder zu erzeugen. Die Radarsensoreinheit ist hierfür mit einer Lenkwinkelinformationen verarbeitenden Lenksystemeinheit gekoppelt und derart ausgebildet, dass die zumindest eine Radarkeule in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen in ihrer Strahlrichtung ausrichtbar oder erzeugbar ist.
Des Weiteren kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst werden durch ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäß ausgebildete Radarsensoreinheit, wobei die Radarsensoreinheit ortsfest im Fahrzeug angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein Kraftfahrzeug mit einer eine Radarkeule aussendenden Radarsensoreinheit bei einer Kurvendurchfahrt in schematischer Darstellung, und
2 eine Radarsensoreinheit gemäß der Erfindung in einer möglichen Ausführungsform in schematischer Darstellung.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einer eine Radarkeule 10 aussendenden Radarsensoreinheit 1 bei einer Kurvendurchfahrt in schematischer Darstellung. Es ist veranschaulicht, wie die Radarkeule 10 bei einer Kurvendurchfahrt um einen Winkel, abweichend von der Fahrzeuglängsachse X, verschwenkt werden sollte (mittlere Fahrzeugposition im dargestellten Ablauf), um entgegenkommende Fahrzeuge oder etwaige Hindernisse früher erfassen zu können. Hierfür wird die Radarkeule 10 bei Kurvendurchfahrt in Abhängigkeit vom Lenkwinkel verschwenkt oder mit entsprechend anderer Ausrichtung erzeugt. In der mittleren Fahrzeugposition ist die Radarkeule 10 einmal unverschwenkt ausgerichtet, in der Fahrzeuglängsachse liegend, dargestellt und einmal in der optimierten, verschwenkten Position gezeigt.
2 zeigt eine Radarsensoreinheit 1 in einer möglichen Ausführungsform der Erfindung, in schematischer Darstellung. Die Radarsensoreinheit 1 ist ausgebildet und eingerichtet für ein Kraftfahrzeug 100 mit einer automatisierten (z.B. Einparkassistent) oder autonomen (z.B. Autopilot) Fahrfunktion. Die Radarsensoreinheit 1 umfasst zumindest eine Radarsendervorrichtung 2 mit zumindest einer Sendeantenne 20, eine Radarempfängervorrichtung 3 mit zumindest einer Empfangsantenne 30 sowie eine Steuereinheit 4. Die Radarsensoreinheit 1 ist eingerichtet zumindest eine Radarkeule 10 in unterschiedliche Strahlrichtungen auszurichten oder zu erzeugen. Die Radarsensoreinheit 1 ist dafür mit einer Lenkwinkelinformationen verarbeitenden Lenksystemeinheit 5 gekoppelt und derart ausgebildet, dass die zumindest eine Radarkeule 10 in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen in ihrer Strahlrichtung ausrichtbar oder erzeugbar ist.
Wie in 1 gezeigt, ist die Radarsensoreinheit 1 derart ausgebildet, dass die zumindest eine Radarkeule 1 in Abhängigkeit vom Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 100 um einen Winkel abweichend von der Fahrzeuglängsachse X ausrichtbar oder erzeugbar ist. Hierfür weist die Sendeantenne 20 der Radarsendervorrichtung 2, wie in 2 gezeigt, zumindest drei verschiedene Patchanordnungen 21, 22, 23 aufweist, wobei die Patches 200 einzeln von der Steuereinheit 4 ansteuerbar sind und die Auswahl der Patches 200 oder Patchanordnungen 21, 22, 23 in Abhängigkeit von der Lenkwinkelinformation erfolgt. Dabei ist beispielsweise eine erste Patchanordnung 21 für die Geradeausfahrt ausgelegt, während eine zweite Patchanordnung 22 für eine Linkskurvenfahrt und eine dritte Patchanordnung 23 für eine Rechtskurvenfahrt ausgebildet ist.
Zur Funktionsweise:

Die 1 zeigt ohne eine um einen Winkel von der Fahrzeuglängsachse abweichende Radarkeule 10 den Stand der Technik sowie eine um einen definierten Winkel a von der Fahrzeuglängsachse abweichende Radarkeule 10, wie es gemäß der Erfindung vorgesehen ist. Durch eine fehlende Nachführung der Radarkeule 10 werden die Straße bzw. andere Fahrzeuge nur sehr wenig bzw. unzureichend vor dem Fahrzeug erfasst.
Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform. Ein Lenkwinkelsensor, beispielsweise am Lenkaktuator, am Lenkrad oder am Rad erfasst zumindest mittelbar den Lenkwinkel des Fahrzeugrades und entsprechend wird die Radarkeule 10 der hier beispielhaft gezeigten Radarsensoreinheit 1 um den Winkel a gegenüber der Fahrzeugmittelachse X gedreht. Durch diese Drehung um den Winkel a wird die Straße mit anderen Verkehrsteilnehmern besser erfasst und beispielsweise das vorausfahrende Fahrzeug wird bereits jetzt durch die Radarsensoreinheit 1 erfasst. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel in 2 wird jedoch nicht die Radarsensoreinheit 1, z.B. durch einen Aktuator, geschwenkt. Die Radarkeule 10 wird in Abhängigkeit des Lenkwinkels erzeugt und in Abhängigkeit des Lenkwinkels asymmetrisch zur Fahrzeugmittelachse X erzeugt.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Radarsensoreinheit
10: Radarkeule
2: Radarsendervorrichtung
20: Sendeantenne
200: Patches
21: Patchanordnung
22: Patchanordnung
23: Patchanordnung
3: Radarempfängervorrichtung
30: Empfangsantenne
4: Steuereinheit
5: Lenksystemeinheit
X: Fahrzeuglängsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013203574 A1 [0002]
EP 2062068 B1 [0003]
DE 10207437 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Radarsensoreinheit (1) für ein Kraftfahrzeug (100), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (100) mit einer automatisierten oder autonomen Fahrfunktion, wobei die Radarsensoreinheit (1) zumindest eine Radarsendervorrichtung (2) mit zumindest einer Sendeantenne (20), eine Radarempfängervorrichtung (3) mit zumindest einer Empfangsantenne (30) sowie eine Steuereinheit (4) umfasst, wobei die Radarsensoreinheit (1) eingerichtet ist zumindest eine Radarkeule (10) in unterschiedliche Strahlrichtungen auszurichten oder in unterschiedliche Strahlrichtungen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoreinheit (1) mit einer Lenkwinkelinformationen verarbeitenden Lenksystemeinheit (5) gekoppelt und derart ausgebildet ist, dass die zumindest eine Radarkeule (10) in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen in ihrer Strahlrichtung ausrichtbar oder erzeugbar ist, wobei die Radarsensoreinheit (1) in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen ihre Strahlrichtung ausrichtet oder eine Radarkeule (1) in einer entsprechenden Strahlrichtung erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoreinheit (1) derart ausgebildet ist, dass die zumindest eine Radarkeule (1) in Abhängigkeit vom Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs (100) um einen Winkel abweichend von der Fahrzeuglängsachse (X) ausrichtbar oder erzeugbar ist.
Verfahren nach einem der Vorstehende Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeantenne (20) der Radarsendervorrichtung (2) eine Mehrzahl von Patches (200) aufweist, welche einzeln von der Steuereinheit (4) ansteuerbar sind, derart, dass die Ansteuerung der Patches (20) in Abhängigkeit von der Lenkwinkelinformation erfolgt, wobei die Patches (200) derart ansteuerbar sind, dass zumindest drei verschiedene Patchanordnungen (21, 22, 23) erzeugbar bzw. auswählbar sind, wobei die Radarsensoreinheit (1) die Patches (20) oder die Patchanordnungen (21, 22, 23) in Abhängigkeit von der Lenkwinkelinformation ansteuert.
Radarsensoreinheit (1) für ein Kraftfahrzeug (100), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Radarsensoreinheit (1) zumindest eine Radarsendervorrichtung (2) mit zumindest einer Sendeantenne (20), eine Radarempfängervorrichtung (3) mit zumindest einer Empfangsantenne (30) sowie eine Steuereinheit (4) umfasst, wobei die Radarsensoreinheit (1) eingerichtet ist zumindest eine Radarkeule (10) in unterschiedliche Strahlrichtungen auszurichten oder zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoreinheit (1) mit einer Lenkwinkelinformationen verarbeitenden Lenksystemeinheit (5) gekoppelt und derart ausgebildet ist, dass die zumindest eine Radarkeule (10) in Abhängigkeit von den Lenkwinkelinformationen in ihrer Strahlrichtung ausrichtbar oder erzeugbar ist.
Kraftfahrzeug (100) Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Radarsensoreinheit (1) nach Anspruch 4.