-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, wie es insbesondere als Bestandteil eines teilautonom bzw. vollautonom fahrenden Fahrzeugs dient. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems sowie ein Computerprogrammprodukt als Bestandteil des Fahrerassistenzsystems.
-
Stand der Technik
-
Aus der
DE 10 2018 126 105 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Bei dem bekannten Fahrerassistenzsystem sind mehrere Sensorsysteme zur Erkennung bzw. Erfassung der Position von Objekten vorgesehen, wobei das bekannte Fahrerassistenzsystem auch Fehlfunktionen von Sensoren bzw. Sensorsystemen erkennen kann. Hierzu wird eine korrekte Sensorfunktion durch eine mehrfache Messung (in zeitlichen Abständen oder durch unterschiedliche Sensoren) von Objekten und ein Vergleich mit vorhandenen Sensordaten durchgeführt. Das bekannte Fahrerassistenzsystem ist darüber hinaus insbesondere bei teilautonom oder vollautonom fahrenden Fahrzeugen vorgesehen, um einen sicheren Fahrbetrieb zu ermöglichen.
-
Beispielsweise bei der Verwendung von Ultraschallwandlern zur Erfassung von Abständen von vor dem Fahrzeug befindlichen Objekten ist es zur Signalverarbeitung wesentlich, dass die Einbaupositionen der Ultraschallwandler genau bekannt sind, damit die erfassten Abstände korrekt interpretiert werden können. Wesentlich dabei ist beispielsweise eine genaue Ausrichtung von funktionsrelevanten Elementen, wie einer Abstrahl- bzw. Empfangsfläche eines Wandlergehäuses des Ultraschallwandlers in dem Stoßfänger. Beispielsweise bei Bagatellunfällen, bei denen sich der Fahrer nicht im Fahrzeug befindet, da dieses beispielsweise zum Zeitpunkt des Bagatellschadens auf einem Parkplatz abgestellt ist, kann es vorkommen, dass die Einbauposition eines Ultraschallwandlers derart verändert wird, dass dessen Funktion zwar an sich weiterhin möglich ist, aufgrund der veränderten Winkel- bzw. Einbaulage sich jedoch Abstände zu Objekten ergeben, die aufgrund der falschen bzw. veränderten Einbauposition zu Fehlinterpretationen führen, wobei die geänderte Einbauposition von dem Fahrer nicht bemerkt wird. Dies kann im schlimmsten Fall zu der Erfassung eines größeren Abstands zu einem Objekt führen, als dies tatsächlich der Fall ist und somit insbesondere bei teilautonom oder vollautonom fahrenden Fahrzeugen zu gefährlichen Fahrsituationen bzw. Unfällen führen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es die Einbauposition einer Sensoreinrichtung erfassen kann, um damit auf eine korrekte Funktion der Sensoreinrichtung schließen zu können. Unter einer korrekten Einbauposition wird dabei insbesondere die korrekte Ausrichtung (d.h. eine richtige horizontale und vertikale Winkellage zum Beispiel in Bezug zu einer Fahrzeuglängsachse) seiner Abstrahl- bzw. Empfangsfläche der Sensoreinrichtung bei einer Ausbildung der Sensoreinrichtung als Ultraschallwandler verstanden. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, die Einbauposition der Sensoreinrichtung durch wenigstens eine weitere Sensoreinrichtung zu erfassen. Die wenigstens eine weitere Sensoreinrichtung dient somit nicht der Erfassung von außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Objekten, sondern (lediglich) der Erfassung der genauen Position bzw. Einbaulage der Sensoreinrichtung.
-
Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen schlägt es daher die Lehre der Erfindung vor, ein Fahrerassistenzsystem derart auszubilden, dass die wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung baulich mit der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung derart gekoppelt ist, dass mittels der wenigstens einen zweiten Sensoreinrichtung die Einbauposition bzw. Winkellage der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung in dem Fahrzeug detektierbar ist.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
-
In einer vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung einen Kompass und/oder ein Drehratensensor umfasst. Mittels derartiger Einrichtungen lassen sich beispielsweise die Winkellage der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung und/oder auf die wenigstens eine erste Sensoreinrichtung einwirkende Beschleunigungen bzw. Verzögerungen erfassen. Sowohl bei einer Änderung der Winkellage der ersten Sensoreinrichtung, beispielsweise während eines Stillstands des Fahrzeugs, als auch beim Auftreten von hohen Beschleunigungen bzw. Verzögerungen kann dadurch auf eine Änderung der Einbauposition der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung in dem Fahrzeug geschlossen werden.
-
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem findet vorzugsweise, jedoch nicht einschränkend bei ersten Sensoreinrichtungen Verwendung, bei denen diese Ultraschallwandler aufweisen. Dies vor dem Hintergrund, dass derartige Ultraschallwandler typischerweise im Stoßfängerbereich eines Fahrzeugs angeordnet bzw. eingebaut sind und daher bei Bagatellschäden bzw. Parkremplern insbesondere von Änderungen der Einbauposition betroffen sind.
-
Alternativ hierzu oder zusätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass die wenigstens eine erste Sensoreinrichtung eine Lidareinrichtung, einen Radarsensor oder eine Kameraeinrichtung umfasst. Auch bei derartigen ersten Sensoreinrichtungen ist die genaue Einhaltung einer Einbauposition für die korrekte Signalverarbeitung wesentlich.
-
Zur Erfassung der Einbauposition der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung ist es darüber hinaus in einer besonders vorteilhaften konstruktiven Anordnung der wenigstens einen zweiten Sensoreinrichtung vorgesehen, dass die wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung zur Erfassung der Position eines Messelements zur Erfassung der Objekte der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung angeordnet ist. Dies ist typischerweise dann der Fall, wenn die wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung innerhalb eines (starren) Gehäuses der ersten Sensoreinrichtung angeordnet ist und das Messelement mit dem Gehäuse der ersten Sensoreinrichtung baulich verbunden ist.
-
Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise zur Lösung der oben angeführten Aufgaben vorgesehen, dass die wenigstens eine erste Sensoreinrichtung und die wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung verbunden sind, und dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, bei einer Abweichung der Ist-Position der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung von einer Soll-Position eine entsprechende Fehlermeldung zu erzeugen und/oder einen teilautonomen oder vollautonomen Betrieb des Fahrzeugs zu beeinflussen. Beispielsweise kann einem Fahrer auf optische, akustisch oder sonstige geeignete Art und Weise die Erfassung einer veränderten Einbauposition der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung angezeigt werden oder eine entsprechende Meldung in einem Fehlerspeicher des Fahrzeugs erzeugt werden. Gleichzeitig kann beispielsweise der Fahrer dazu aufgefordert werden, das Führen des Fahrzeugs zu übernehmen.
-
In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es zur Überprüfung der einzelnen ersten Sensoreinrichtungen vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Vorhandensein mehrerer gleichartiger erster Sensoreinrichtungen die Relativpositionen der mehreren ersten Sensoreinrichtungen zueinander zu detektieren. Es werden somit nicht absolute Messwerte der wenigstens einen zweiten Sensoreinrichtung bewertet, sondern die Messwerte der ersten Sensoreinrichtungen miteinander verglichen, was insbesondere bei Winkelabweichungen ebenfalls eine Detektion der Einbauposition ermöglicht.
-
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems, wobei das erfindungsgemäße Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist: In einem ersten Schritt erfolgt ein Erfassen der Ist-Position der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung mittels der wenigstens einen zweiten Sensoreinrichtung durch Erfassen der Messwerte der wenigstens einen zweiten Sensoreinrichtung. Anschließend erfolgt ein Vergleichen der Ist-Position der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung mit einer Soll-Position durch Vergleichen der erfassten Messwerte mit abgelegten Grenzwerten. Zuletzt erfolgt ein Erzeugen zumindest einer Fehlermeldung bei Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position.
-
In Weiterbildung des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von Vorteil, wenn die Position der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung ausschließlich während eines Stillstands des Fahrzeugs ermittelt wird. Insbesondere ist dabei an Situationen gedacht, bei denen das Fahrzeug abgestellt bzw. eingeparkt ist und zusätzlich zum Stillstand des Fahrzeugs auch die Zündung des Fahrzeugs ausgestellt ist, und/oder das Verlassen eines Fahrers aus dem Fahrzeug (beispielsweise durch Erfassung der Position der Tür) detektiert wurde. Dadurch lassen sich die angesprochenen Bagatellschäden bzw. Parkrempler auch bei Abwesenheit eines Fahrers in dem Fahrzeug sicher ermitteln.
-
Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Computerprogrammprodukt als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems, das dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug mit einer ersten Sensoreinrichtung zur Erfassung von vor dem Fahrzeug befindlichen Objekten,
- 2 einen Teilbereich des Fahrzeugs gemäß der 1 im Bereich eines vorderen Stoßfängers mit einem darin angeordneten Ultraschallwandler und
- 3 die Anordnung gemäß 2 nach einem Bagatellschaden, bei dem sich die Position des Ultraschallwandlers im Stoßfänger verändert hat.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
-
In der 1 ist stark vereinfacht ein Fahrzeug FZ dargestellt, das beispielhaft in Form eines Personenkraftwagens ausgebildet ist. Das Fahrzeug FZ ist insbesondere dazu ausgebildet, einen teilautonomen oder vollautonomen Fahrbetrieb auszuführen, d.h. einen Fahrbetrieb, bei dem der Fahrer des Fahrzeugs FZ nicht aktiv beispielsweise Lenkbewegungen oder Bremsmanöver durchführen muss. Hierzu weist das Fahrzeug FZ als Teil eines umfangreichen, und im Einzelnen nicht näher erläuterten Fahrerassistenzsystems 100 beispielhaft eine erste Sensoreinrichtung 10 auf, die vier, in an sich bekannter Art und Weise ausgebildete Ultraschallwandler 11 bis 14 umfasst.
-
Die Ultraschallwandler 11 bis 14 sind im Bereich eines vorderen Stoßfängers 15 des Fahrzeugs FZ eingebaut. Weiterhin sind die Ultraschallwandler 11 bis 14 mit einer Steuereinrichtung 50 des Fahrzeugs FZ verbunden, die insbesondere auch Teil des Fahrerassistenzsystems 100 ist, das zum teilautonomen bzw. autonomen Betrieb des Fahrzeugs FZ dient. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 100 - in ebenfalls bekannter und daher nicht dargestellter Art und Weise - insbesondere mit weiteren Sensoren bzw. Aktoren, z.B. der Lenkung oder dem Bremsen, wirkverbunden ausgebildet.
-
Mittels der Ultraschallwandler 11 bis 14 lässt sich ein Abstand a zu einem vor dem Fahrzeug FZ befindlichen Objekt O, beispielsweise einem anderen Fahrzeug detektieren, um mittels des ermittelten Abstands a beispielsweise im teilautonomen bzw. autonomen Fahrbetrieb einen Bremseingriff zu regeln, sollte der Abstand a mit Blick auf die augenblickliche Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs FZ einen Mindestabstand unterschreiten.
-
Zur Ermittlung des Abstands a zwischen dem Fahrzeug FZ und dem Objekt O ist es darüber hinaus erforderlich, die genauen Einbaupositionen EP11 bis EP14 der Ultraschallwandler 11 bis 14 zu detektieren bzw. bei der Signalverarbeitung zu berücksichtigen. Dies ergibt sich daraus, dass sich beispielsweise bei einem gewölbt ausgebildeten Stoßfänger 15, bei denen die Ultraschallwandler 11 bis 14 mit deren vorderen Stirnflächen jeweils bündig mit dem Stoßfänger 15 abschließen, die Ultraschallwandler 11 bis 14 unterschiedliche Abstände zu dem Objekt O aufweisen.
-
Um zu detektieren, ob die Einbaupositionen EP11 bis EP14 der Ultraschallwandler 11 bis 14 korrekt sind bzw. Soll-Einbaupositionen entsprechen, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung 20 vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Einbaupositionen EP11 bis EP14 der Ultraschallwandler 11 bis 14 in den Stoßfänger 15 zu detektieren. Hierzu wird nachfolgend zunächst auf die 2 verwiesen.
-
In der 2 ist beispielhaft anhand des Ultraschallwandlers 11 dargestellt, dass dieser ein Wandlergehäuse 16 aufweist, das mit dem Stoßfänger 15 (ggf. unter Zwischenlage eines nicht dargestellten Dämpfungselements) verbunden ist. Das (steife) Wandlergehäuse 16 ist insbesondere topfartig ausgebildet und weist an seiner mit dem Stoßfänger 16 in etwa bündig abschließenden Stirnseite eine schwingungsfähige, als Messelement des Ultraschallwandlers 11 wirkende Fläche 18 bzw. schwingungsfähige Membran auf. Eine Senkrechte 19 an der Fläche 18 verläuft dabei beispielhaft parallel zu einer Längsachse 22 des Fahrzeugs FZ.
-
Innerhalb des Wandlergehäuses 16 weist die zweite Sensoreinrichtung 20 einen Kompass 25 und einen Drehratensensor 26 auf, die beide ebenfalls signalleitend mit der Steuereinrichtung 50 verbunden sind. Der Kompass 25, der baulich mit dem Ultraschallwandler 11, insbesondere dem Wandlergehäuse 16 fest verbunden ist, erfasst die Winkellage bzw. Orientierung des Wandlergehäuses 16. Der ebenfalls fest mit dem Wandlergehäuse 16 verbundene Drehratensensor 26 erfasst Beschleunigungen bzw. Verzögerungen, die auf den Ultraschallwandler 11 bzw. das Wandlergehäuse 16 einwirken bzw. dient der Erfassung von Winkeln zum Gravitationsfeld.
-
Rein beispielhaft sind sowohl der Kompass 25 als auch der Drehratensensor 26 als separate Elemente gezeigt. In der Praxis sind die genannten Elemente insbesondere im Bereich eines nicht gezeigten Schaltungsträgers im Wandlergehäuse 16 angeordnet und als integrierte Bauteile o.ä. ausgebildet.
-
In der 3 ist ein Zustand des Stoßfängers 15 im Bereich des Ultraschallwandlers 11 gezeigt, der sich beispielsweise nach einem Parkrempler PR bzw. nach einem Bagatellschaden ergibt, der zu einer Deformation des Stoßfängers 15 im Bereich zwischen dem Ultraschallwandler 11 und der Längsachse 22 geführt hat. Insbesondere ist dabei erkennbar, dass die Senkrechte 19 zur Fläche 18 am Wandlergehäuse 16 nunmehr in einem Winkel a, d.h. nicht mehr parallel zur Längsachse 22 des Fahrzeugs FZ orientiert ist. Ferner treten im Augenblick des Parkremplers bzw. des Bagatellschadens Beschleunigungen bzw. Verzögerungen auf den Ultraschallwandler 11 bzw. dessen Wandlergehäuse 16 auf, die von dem Drehratensensor 26 erfasst worden sind.
-
Die Steuereinrichtung 50 weist einen Algorithmus 52 auf, der zur Auswertung der Daten der zweiten Sensoreinrichtung 20, d.h. zur Auswertung der Daten des Kompasses 25 und des Drehratensensors 26 ausgebildet ist. Insbesondere lässt sich damit zum einen die Ist-Einbauposition EP11 des Ultraschallwandlers 11 vor und nach dem Parkrempler PR durch Änderung der entsprechenden Winkels α sowie der während des Parkremplers PR auftretenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen erfassen.
-
Insbesondere, jedoch nicht einschränkend, werden die Daten der zweiten Sensoreinrichtung 20 lediglich während einer Stillstandsphase des Fahrzeugs FZ, vorzugsweise lediglich bei abgeschalteter Zündung erfasst bzw. ausgewertet, da in diesem Fall auf eine Einparksituation des Fahrzeugs FZ (ohne Fahrer) geschlossen wird. Sobald die von der zweiten Sensoreinrichtung 20 übermittelten Signale in der Steuereinrichtung 50 bzw. dem Algorithmus 52 abgespeicherte Grenzwerte (Winkelabweichungen des Ultraschallwandlers 11 zur Längsachse des Fahrzeugs FZ bzw. Überschreitung von festgelegten Verzögerungen bzw. Beschleunigungen) überschreiten, wird daraus auf eine Ist-Einbauposition des Ultraschallwandlers 11 geschlossen, der außerhalb der Spezifikationen bzw. der Grenzwerte der Soll-Einbauposition des Ultraschallwandlers 11 liegt. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass von der Steuereinrichtung 50 ein entsprechendes Signal (optisch, akustisch oder auf sonstige Art und Weise) erzeugt wird und/oder dass ein teilautonomer oder vollautonomer Fahrbetrieb des Fahrzeugs FZ nicht (mehr) erfolgt.
-
Das soweit beschriebene Fahrerassistenzsystem 100 bzw. das soweit beschriebene Verfahren zur Identifikation von Einbaupositionen der wenigstens einen ersten Sensoreinrichtung 10 außerhalb vorgesehener Spezifikationen kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
-
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 102018126105 A1 [0002]
