DE102020215440A1 - Ultraschallsensorvorrichtung sowie Ultraschallsystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen Ultraschallsystems - Google Patents

Ultraschallsensorvorrichtung sowie Ultraschallsystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen Ultraschallsystems Download PDF

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Abstract

Die Erfindung gibt eine Ultraschallsensorvorrichtung (3) in einem Kraftfahrzeug (2) zur Abstandsermittlung eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (2) angeordneten Objekts (4) und zur Steuerung einer Vorrichtung (8) des Objekts (4) an, umfassend eine Ultraschallsendeeinheit zum Aussenden eines Ultraschallmesssignals (13) und eine Ultraschallempfangseinheit zum Empfangen des von dem Objekt (4) reflektierten Ultraschallmesssignals (13), wobei das Ultraschallmesssignal (13) eine Codierung aufweist, und wobei basierend auf der Codierung die Vorrichtung (8) steuerbar ist. Weiter gibt die Erfindung ein Ultraschallsystem (1) an, umfassend ein Kraftfahrzeug (2) mit einer Ultraschallsensorvorrichtung (3) und ein außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) angeordnetes Objekt (4) mit einer Vorrichtung (8) und einer Ultraschallsensoreinrichtung (11), wobei die Ultraschallsensorvorrichtung (3) zur Abstandsermittlung des Objekts (4) und zur Steuerung der Vorrichtung (8) ausgebildet ist und eine Ultraschallsendeeinheit zum Aussenden eines Ultraschallmesssignals (13) und eine Ultraschallempfangseinheit zum Empfangen des von dem Objekt (4) reflektierten Ultraschallmesssignals (13) umfasst, wobei das Ultraschallmesssignal (13) eine Codierung aufweist, und wobei basierend auf der Codierung die Vorrichtung (8) gesteuert wird. Zudem gibt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Ultraschallsystems (1) an.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung in einem Kraftfahrzeug zur Abstandsermittlung eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordneten Objekts und zur Steuerung einer Vorrichtung des Objekts. Die Erfindung betrifft ferner ein Ultraschallsystem umfassend ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Ultraschallsensorvorrichtung und ein außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnetes Objekt mit einer Vorrichtung und einer Ultraschallsensoreinrichtung. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Ultraschallsystems.
  • Aus dem Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, die Funktionen aufweisen, welche den Fahrer eines Kraftfahrzeugs sowohl beim Fahren als auch beim Parken unterstützen. Üblicherweise werden dabei dem Fahrer insbesondere mithilfe einer oder mehreren im Kraftfahrzeug angeordneten Ultraschallsensorvorrichtungen unterschiedliche Informationen über die Umgebung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt und er wird beispielsweise beim Lokalisieren einer Parklücke oder einer Garageneinfahrt und bei einem Ein- und/oder Ausparken des Kraftfahrzeugs unterstützt.
  • Eine Ultraschallsensorvorrichtung in einem Kraftfahrzeug wird üblicherweise zur Umfelderfassung in einem Bereich bis etwa 7 Meter eingesetzt und umfasst regelmäßig eine Ultraschallsendeeinheit, welche Ultraschallmesssignale aussendet, die sich in der Luft mit Schallgeschwindigkeit von etwa 340 Meter pro Sekunde fortpflanzt. Dazu wird gewöhnlich eine Membran der Ultraschallsendeeinheit mit einem entsprechenden Wandlerelement zu mechanischen Schwingungen angeregt. Das Ultraschallmesssignal wird an Objekten in der Umgebung als Echo reflektiert und von einer Ultraschallempfangseinheit detektiert. Anhand der Laufzeitdifferenz zwischen dem Sendezeitpunkt und dem Empfangszeitpunkt kann unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschallmesssignals der Abstand, oder anders ausgedrückt, die Entfernung zum Objekt bestimmt werden. Dabei ist es bekannt, das auszusendende Ultraschallmesssignal zu modulieren, so dass mit dem Ultraschallmesssignal eine Codierung, genauer ein spezifisches Codewort, also eine spezifische Kennung, übertragen wird. Dieses Ultraschallmesssignal kann dann von Störsignalen oder von Schallsignalen anderer Sensoren unterschieden werden.
  • Darüber hinaus ist es bekannt, Vorrichtungen von Objekten außerhalb des Kraftfahrzeugs, wie insbesondere Antriebe von Toren an Garagen oder Einfahrten sowie an Schranken, durch mobile Funkvorrichtungen zu steuern, die in dem Kraftfahrzeug mitgeführt und von dem Fahrer zum Öffnen und/oder zum Schließen entsprechender Tore oder Schranken betätigt werden.
  • Ausgehend hiervon ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein eine Ultraschallsensorvorrichtung in einem Kraftfahrzeug zur Abstandsermittlung eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordneten Objekts und zur Steuerung einer Vorrichtung des Objekts sowie ein entsprechendes Ultraschallsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Ultraschallsystems anzugeben, welches eine zuverlässige, robuste und kostengünstige Steuerung der Vorrichtung ermöglicht.
  • Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie der Ansprüche 4 und 12 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
  • Die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, die zur Abstandermittlung eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordneten Objekts und zur Steuerung einer Vorrichtung des Objekts ausgebildet ist, umfasst eine Ultraschallsendeeinheit zum Aussenden eines Ultraschallmesssignals und eine Ultraschallempfangseinheit zum Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallmesssignals. Dabei weist das Ultraschallmesssignal eine Codierung auf, wobei basierend auf der Codierung die Vorrichtung steuerbar ist.
  • Die Erfindung geht dabei zunächst von der Überlegung aus, dass eine zuverlässige, robuste und kostengünstige Steuerung der Vorrichtung ermöglicht wird, wenn dabei auf einen bewährten Sensor, wie eine Ultraschallsensorvorrichtung, des Kraftfahrzeugs zurückgegriffen wird, die ohnehin verbaut ist und wenn überdies auch keinerlei Modifikation der Ultraschallsensorvorrichtung erfolgt, und dass auch während der Steuerung der Vorrichtung zur Gewährleistung der Sicherheit und vollständigen Funktionsfähigkeit etwaiger Fahrerassistenzsysteme eine Abstandsermittlung basierend auf der Ultraschallsensorvorrichtung weiterhin uneingeschränkt ermöglicht sein muss. Weiter geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass das Ultraschallmesssignal einer Ultraschallsensorvorrichtung in einem Kraftfahrzeug eine spezifische Codierung aufweist, welche auch als Identifizierungscode zur zuverlässigen Steuerung der Vorrichtung verwendet werden kann. Daher sieht die Erfindung vor, basierend auf der Codierung des Ultraschallmesssignals die Vorrichtung eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordneten Objekts zu steuern.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, dass dadurch eine Ultraschallsensorvorrichtung bereitgestellt wird, die eine kostengünstige und dabei zuverlässige und robuste Steuerung der Vorrichtung des Objekts ermöglicht.
  • Das Kraftfahrzeug kann eine oder mehrere Ultraschallsensorvorrichtungen aufweisen. Die Ultraschallsensorvorrichtung kann beispielsweise in oder hinter einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Alternativ dazu kann die Ultraschallsensorvorrichtung, in oder hinter einem Karosseriebauteil, beispielsweise einer Tür des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
  • Im Rahmen der Erfindung wird unter der Codierung eine spezifische Codierung, also ein spezifisches Codewort, d.h. eine spezifische Kennung verstanden, die dem Ultraschallmesssignal aufgeprägt ist und die mit dem Ultraschallmesssignal übertragen wird. Eine Ultraschallsensorvorrichtung bzw. eine Sendeeinheit der Ultraschallsensorvorrichtung sendet somit ein Ultraschallmesssignal mit einer zugeordneten spezifischen Kennung. Eine solche Codierung dient dabei insbesondere der Unterscheidung von Störsignalen und/oder von Schallsignalen anderer Sensoren bzw. dem Erkennen des „sensoreigenen“ Schallsignals.
  • Die Steuerung der Vorrichtung bedeutet insbesondere, dass das Verhalten der Vorrichtung beeinflusst wird, die Vorrichtung somit in einen anderen Zustand gebracht wird, bevorzugt einen bestimmten Vorgang ausführt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Codierung als eine bestimmte Reihe von Ultraschallbursts mit einem jeweiligen zeitlichen Abstand zwischen den Ultraschallbursts ausgebildet. Im Sinne der Erfindung wird unter Burst insbesondere eine begrenzte Anzahl von Schwingungen fester Frequenz verstanden. Dabei kann die Codierung insbesondere anhand der einzelnen Ultraschallbursts und/oder anhand des zeitlichen Abstands zwischen den Ultraschallbursts ausgebildet. Der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Bursts kann einem festen Muster folgen. Dieses kann zufällig erscheinen, wobei er aber festgelegt ist und/oder der Ultraschallsensorvorrichtung bekannt ist. Bevorzugt ist die Codierung als ein stochastischer Code ausgebildet.
  • Es ist aber auch denkbar, dass die Codierung als Frequenzcode ausgebildet ist. Dabei wird das auszusendende Ultraschallmesssignal linear frequenz-moduliert, nämlich aufwärts, d.h. die Frequenz wird über der Zeit erhöht, oder abwärts, d.h. die Frequenz wird über der Zeit verringert. Es entsteht somit ein linear modulierter Wellenimpuls (Chirp).
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ultraschallsendeeinheit derart ausgeführt, dass das Aussenden des Ultraschallmesssignals aktiviert wird, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts, vorzugsweise unterhalb von 20 km/h, liegt. Bevorzugt wird das Aussenden bei Unterschreiten des Grenzwerts automatisch, also insbesondere ohne Zutun des Fahrers, aktiviert. Alternativ oder zusätzlich kann die Ultraschallsendeeinheit derart ausgeführt, dass das Aussenden des Ultraschallmesssignals durch eine Eingabe des Fahrers, bspw. durch Betätigen eines entsprechenden Schalters oder Touchscreens, aktiviert wird, insbesondere auch unabhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs.
  • Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Ultraschallsystem umfassend ein Kraftfahrzeug mit einer Ultraschallsensorvorrichtung und ein außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnetes Objekt mit einer Vorrichtung und einer Ultraschallsensoreinrichtung. Dabei ist die Ultraschallsensorvorrichtung zur Abstandsermittlung des Objekts und zur Steuerung der Vorrichtung ausgebildet und umfasst eine Ultraschallsendeeinheit zum Aussenden eines Ultraschallmesssignals und eine Ultraschallempfangseinheit zum Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallmesssignals. Das Ultraschallmesssignal weist eine Codierung auf, wobei basierend auf der Codierung die Vorrichtung gesteuert wird.
  • Die für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung beschriebenen Vorteile gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Ultraschallsystem.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Codierung als eine bestimmte Reihe von Ultraschallbursts mit einem jeweiligen zeitlichen Abstand zwischen den Ultraschallbursts ausgebildet. Im Sinne der Erfindung wird unter Burst insbesondere eine begrenzte Anzahl von Schwingungen fester Frequenz verstanden. Dabei kann die Codierung insbesondere anhand der einzelnen Ultraschallbursts und/oder anhand des zeitlichen Abstands zwischen den Ultraschallbursts ausgebildet. Der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Bursts kann einem festen Muster folgen. Dieses kann zufällig erscheinen, wobei er aber festgelegt ist und/oder der Ultraschallsensorvorrichtung bekannt ist. Bevorzugt ist die Codierung als ein stochastischer Code ausgebildet.
  • Es ist aber auch denkbar, dass die Codierung als Frequenzcode ausgebildet ist. Dabei wird das auszusendende Ultraschallmesssignal linear frequenz-moduliert, nämlich aufwärts, d.h. die Frequenz wird über der Zeit erhöht, oder abwärts, d.h. die Frequenz wird über der Zeit verringert. Es entsteht somit ein linear modulierter Wellenimpuls (Chirp).
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ultraschallsendeeinheit derart ausgeführt, dass das Aussenden des Ultraschallmesssignals aktiviert wird, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts, vorzugsweise unterhalb von 20 km/h, liegt. Bevorzugt wird das Aussenden bei Unterschreiten des Grenzwerts automatisch, also insbesondere ohne Zutun des Fahrers, aktiviert. Alternativ oder zusätzlich kann die Ultraschallsendeeinheit derart ausgeführt, dass das Aussenden des Ultraschallmesssignals durch eine Eingabe des Fahrers, bspw. durch Betätigen eines entsprechenden Schalters oder Touchscreens, aktiviert wird, insbesondere auch unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, wobei in einem Speicher der Steuereinheit die Codierung abgespeichert ist, die aus einer Lernphase resultiert. In der Lernphase wir der Vorrichtung also die Codierung der Ultraschallmesssignale der Ultraschallsensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs zugeordnet bzw. bekannt gemacht und in den Speicher der Steuereinheit der Vorrichtung geschrieben. Die Vorrichtung wird in der Lernphase folglich mittels eines oder mehrerer Ultraschallmesssignale der Ultraschallsensorvorrichtung entsprechend angelernt, sodass das die Vorrichtung im normalen Betrieb dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug anhand der Codierung der Ultraschallmesssignale der Ultraschallsensoreinheit eindeutig bestimmen zu können. Sofern dann im normalen Betrieb von der Vorrichtung bzw. basierend auf einer entsprechenden Auswertung durch deren Steuereinheit die in der Lernphase angelernte und abgespeicherte Codierung erkannt wird, wird die Vorrichtung gesteuert, führt also insbesondere einen bestimmten Vorgang aus. Falls im normalen Betrieb dagegen ein Ultraschallmesssignal mit einer nicht angelernten bzw. abgespeicherten Codierung von der Ultraschallsensoreinrichtung der Vorrichtung empfangen wird, so führt die Vorrichtung insbesondere keinen Vorgang aus.
  • Dieser Lernprozess kann insbesondere dadurch stattfinden, dass an der Vorrichtung zunächst die Lernphase aktiviert wird. Dies kann beispielsweise durch Betätigen eines entsprechenden Schalters oder einer sonstigen Eingabeeinheit der Vorrichtung erfolgen. Anschließend wird das Kraftfahrzeug von dem Fahrer in der Nähe des Objekts bzw. der Vorrichtung, also innerhalb des Erfassungsbereichs der Ultraschallsensorvorrichtung, positioniert und die Ultraschallsensorvorrichtung, insbesondere ein Aussenden eines oder mehrerer Ultraschallmesssignals, aktiviert. Dabei kann die Aktivierung der Ultraschallsensorvorrichtung automatisch erfolgen, insbesondere dadurch, dass das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts, vorzugsweise unterhalb von 20 km/h, bewegt wird, oder dass das Kraftfahrzeug im Stillstand angelassen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Aktivierung der Ultraschallsensorvorrichtung durch eine Eingabe des Fahrers, bspw. durch Betätigen eines entsprechenden Schalters oder Touchscreens, aktiviert werden. Von der Ultraschallsensoreinrichtung der Vorrichtung werden dann die Ultraschallmesssignale der Ultraschallsensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs empfangen und die Codierung der Ultraschallmesssignale ausgelesen und in den Speicher der Steuereinheit der Vorrichtung geschrieben. Die Reihenfolge kann natürlich variieren, es kann also auch die Lernphase erst nach der Aktivierung der Ultraschallsensorvorrichtung aktiviert werden.
  • Vorzugsweise kann die Vorrichtung auch auf mehr als eine bestimmte Codierung angelernt sein, kann in dem Speicher der Steuereinheit also mehr als eine Codierung abgespeichert sein, die jeweils aus einer Lernphase resultieren. Da die jeweiligen Ultraschallmesssignale von Ultraschallsensorvorrichtungen beispielsweise zweier Kraftfahrzeuge jeweils eine „eigene“, spezifische Codierung aufweisen, sich die Codierungen der Ultraschallmesssignale der Ultraschallmessvorrichtungen zweier Kraftfahrzeuge also voneinander unterscheiden, so kann dadurch basierend auf der Codierung der Ultraschallmesssignale beider Kraftfahrzeuge die Vorrichtung gesteuert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Besitzer mehrerer Kraftfahrzeuge der Vorrichtung alle seine Kraftfahrzeuge bzw. die jeweilige Codierung der Ultraschallmesssignale der Ultraschallsensorvorrichtungen der Kraftfahrzeuge anlernen, sodass basierend auf all diesen Codierungen die Vorrichtung steuerbar ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ultraschallsensoreinrichtung ausschließlich als Empfänger ausgebildet ist. Die Ultraschallsensoreinrichtung weist also ausschließlich einen Empfänger und keinen Sender auf. Sie besitzt daher keinerlei Sendereigenschaften.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Objekt als eine Garage ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung als ein Garagentorantrieb ausgebildet ist.
  • Dabei ist die Ultraschallsensoreinrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform an einer Außenseite einer Wand, die ein Garagentor einfasst, angeordnet. Damit kann insbesondere das sich außerhalb der Garage befindliche, sich der Garage oder der Garageneinfahrt nähernde Kraftfahrzeug erkannt bzw. der Garagentorantrieb basierend auf der Codierung des Ultraschallmesssignals der Ultraschallsensorvorrichtung des sich außerhalb der Garage befindlichen, sich der Garage oder der Garageneinfahrt nähernden Kraftfahrzeugs gesteuert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Garagentorantrieb derart ausgebildet, dass in Abhängigkeit der Codierung ein Öffnen eines Garagentores durch den Garagentorantrieb bewirkt wird. Damit kann der Garagentorantrieb insbesondere basierend auf der Codierung des Ultraschallmesssignals der Ultraschallsensorvorrichtung des sich außerhalb der Garage befindlichen, sich der Garage oder der Garageneinfahrt nähernden Kraftfahrzeugs gesteuert und dadurch insbesondere ein Öffnen eines ursprünglich geschlossenen Garagentores bewirkt werden. Vorzugsweise wird nach dem Öffnen des Garagentores dieses wieder geschlossen, sobald von der Ultraschallsensoreinrichtung der Vorrichtung kein Ultraschallmesssignal der Ultraschallsensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs mehr detektiert wird, da dann insbesondere davon ausgegangen werden kann, dass das Kraftfahrzeug nun in der Garage parkend abgestellt wurde.
  • Vorteilhafterweise ist eine weitere Ultraschallsensoreinrichtung des Garagentorantriebs an einer Innenseite einer Wand der Garage angeordnet. Damit kann der Garagentorantrieb nach dem Anlassen und Aktivieren der Ultraschallsensorvorrichtung des ursprünglich in der Garage abgestellten bzw. geparkten Kraftfahrzeugs basierend auf der Codierung des Ultraschallmesssignals der Ultraschallsensorvorrichtung gesteuert und dadurch insbesondere ein Öffnen eines ursprünglich geschlossenen Garagentores bewirkt werden.
  • Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Ultraschallsystems, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    • - Aussenden eines eine Codierung aufweisenden Ultraschallmesssignals durch eine Ultraschallsendeeinheit einer Ultraschallsensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs;
    • - Empfangen des von einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten Ultraschallmesssignals mit einer Ultraschallempfangseinheit der U ltraschal Isensorvorrichtung;
    • - Ermittlung eines Abstands des Objekts von dem Kraftfahrzeug basierend auf dem reflektierten Ultraschallmesssignal; und
    • - Steuerung einer Vorrichtung des Objekts basierend auf der Codierung des Ultraschallmesssignals.
  • Die für das erfindungsgemäße Ultraschallsystem beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur in einer schematischen Draufsicht ein erfindungsgemäßes Ultraschallsystem.
  • Die einzige Figur zeigt in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Ultraschallsystem 1. Das Ultraschallsystem 1 umfasst ein Kraftfahrzeug 2 mit insgesamt zwölf Ultraschallsensorvorrichtungen 3, wobei in der Fig. lediglich einzelne Ultraschallsensorvorrichtungen mit dem Bezugszeichen 3 versehen sind, um die Abbildung nicht zu überladen, sowie ein außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 angeordnetes und als eine Garage 4 ausgebildetes Objekt. Der Pfeil gibt die Fahrtrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 2 an.
  • Die Garage 4 weist eine Wand 6, die ein geschlossenes Garagentor 7 einfasst, sowie eine als Garagentorantrieb 8 ausgebildete Vorrichtung auf, welche eine Steuereinheit 9 mit einem Speicher sowie einen mit dem Garagentor 7 verbundenen Antriebsgurt 10 umfasst. Ferner ist an einer Außenseite der Wand 6 eine Ultraschallsensoreinrichtung 11 angeordnet, die ausschließlich als ein Empfänger ausgebildet ist und daher keinerlei Sendereigenschaften besitzt. Der Garagentorantrieb 8 ist über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung 12 mit der Ultraschallsensoreinrichtung 11 verbunden. Bei einem Öffnen des Garagentores 7 wird das Garagentor 7 mittels des Garagentorantriebs 8 derart angehoben, dass die zwischen der Wand 6 bestehende Garagentoröffnung freigegeben wird, so dass das Kraftahrzeug 2 in die Garage 4 einfahren kann.
  • Die Ultraschallsensorvorrichtungen 3 des Kraftfahrzeugs 2 sind zur Abstandsermittlung von außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 angeordneten Objekten, wie der Garage 4 bzw. der Wand 6 und des Garagentores 7 der Garage 4, sowie zur Steuerung des Garagentorantriebs 8 ausgebildet und weisen jeweils eine Ultraschallsendeeinheit zum Aussenden eines Ultraschallmesssignals 13 und eine Ultraschallempfangseinheit zum Empfangen des von dem Objekt, hier der Garage 4 bzw. der Wand 6 und des Garagentores 7 der Garage 4, reflektierten Ultraschallmesssignals auf.
  • Das in der Fig. dargestellte, sich außerhalb der Garage 4 in einem Abstand von etwa 7 Metern zur Garage 4 befindliche Kraftfahrzeug 2 nähert sich nun der Garage 4 mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 15 km/h an. Aufgrund der unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts von 20 km/h liegenden Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 2 sind die Ultraschallsensorvorrichtungen 3 und damit ein Aussenden der jeweiligen Ultraschallmesssignale 13 mittels der jeweiligen Ultraschallsendeeinheiten aktiviert, wobei in der Fig. beispielhaft lediglich das Ultraschallmesssignal 13 einer Ultraschallsensorvorrichtung 11 gezeigt ist.
  • Dabei werden die Ultraschallmesssignale 13 an der Wand 6 und dem Garagentor 7 als Echos (nicht dargestellt) reflektiert und von den Ultraschallempfangseinheiten detektiert. Anhand der Laufzeitdifferenz zwischen dem Sendezeitpunkt und dem Empfangszeitpunkt wird unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallmesssignale 13 der Abstand, oder anders ausgedrückt, die Entfernung zu der Wand 6 und/oder dem Garagentor 7 bestimmt und dem Fahrer beispielsweise akustisch oder optisch zur Anzeige gebracht.
  • Die Ultraschallmesssignale 13 weisen zudem eine Codierung auf, also eine spezifische Kennung, die den Ultraschallmesssignalen 13 aufgeprägt ist und die mit den Utraschallmesssignalen 13 übertragen wird. Die Codierung ist hier als eine bestimmte Reihe von Ultraschallbursts mit einem jeweiligen zeitlichen Abstand zwischen den Ultraschallbursts und anhand des zeitlichen Abstands zwischen den Ultraschallbursts ausgebildet. Hierbei kann der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Bursts einem festen Muster folgen, wobei dieses zufällig erscheinen, aber festgelegt und/oder der jeweiligen Ultraschallsensorvorrichtung 3 bekannt ist. Die Codierung dient dabei insbesondere der Unterscheidung von Störsignalen und von Schallsignalen anderer Sensoren bzw. dem Erkennen des „sensoreigenen“ Schallsignals.
  • Darüber hinaus wird basierend auf der Codierung der Garagentorantrieb 8 gesteuert. Hierzu wurde vorab in einer Lernphase dem Garagentorantrieb 8 die Codierung der Ultraschallmesssignale 13 des Kraftfahrzeugs 2 zugeordnet bzw. bekannt gemacht und in den Speicher der Steuereinheit 9 des Garagentorantriebs 8 geschrieben. Der Garagentorantrieb 8 wurde also vorab in der Lernphase mittels der Ultraschallmesssignale 13 der Ultraschallsensorvorrichtungen 3 des Kraftfahrzeugs 2 entsprechend angelernt, sodass dass der Garagentorantrieb 8 im normalen Betrieb dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug 2 anhand der Codierung der Ultraschallmesssignale 13 eindeutig bestimmen zu können.
  • Die vom sich der Garage 4 nähernden Kraftfahrzeug 2 ausgesendeten Ultraschallmesssignale 13 werden nun auch zumindest teilweise von der Ultraschallsensoreinrichtung 11 der Garage 4 empfangen und es wird basierend auf einer entsprechenden Auswertung in dem Steuereinheit 9 die in der Lernphase angelernte und abgespeicherte Codierung erkannt, wodurch der Garagentorantrieb 9 derart gesteuert wird, dass das Garagentor 7 mittels des Garagentorantriebs 8 so angehoben wird, dass die zwischen der Wand 6 bestehende Garagentoröffnung freigegeben wird, so dass das Kraftahrzeug 2 in die Garage 4 einfahren kann. Es kann also während der uneingeschränkt möglichen bzw. stattfindenden Abstandsmessung die Steuerung des Garagentorantriebs 8 durchgeführt werden, basierend auf den ohnehin im Rahmen der Abstandsmessung ausgesendeten Ultraschallmesssignalen 13 bzw. deren Codierung. Die Codierung kann als Identifizierungscode zur zuverlässigen und robusten Steuerung des Garagentorantriebs 8 verwendet werden, ohne dass hierfür separate oder zusätzliche Einrichtung oder eine von der Abstandsmessung abweichende Betriebsart der Ultraschallsensorvorrichtung erforderlich wäre.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ultraschallsystem
    2
    Kraftfahrzeug
    3
    Ultraschallsensorvorrichtung
    4
    Garage
    5
    Fahrtrichtung
    6
    Wand
    7
    Garagentor
    8
    Garagentorantrieb
    9
    Steuereinheit
    10
    Antriebsgurt
    11
    Ultraschallsensoreinrichtung
    12
    Verbindung
    13
    Ultraschallmesssignal

Claims (12)

  1. Ultraschallsensorvorrichtung (3) in einem Kraftfahrzeug (2) zur Abstandsermittlung eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (2) angeordneten Objekts (4) und zur Steuerung einer Vorrichtung (8) des Objekts (4), umfassend eine Ultraschallsendeeinheit zum Aussenden eines Ultraschallmesssignals (13) und eine Ultraschallempfangseinheit zum Empfangen des von dem Objekt (4) reflektierten Ultraschallmesssignals (13), wobei das Ultraschallmesssignal (13) eine Codierung aufweist, und wobei basierend auf der Codierung die Vorrichtung (8) steuerbar ist.
  2. Ultraschallsensorvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei die Codierung als eine bestimmte Reihe von Ultraschallbursts mit einem jeweiligen zeitlichen Abstand zwischen den Ultraschallbursts ausgebildet ist.
  3. Ultraschallsensorvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ultraschallsendeeinheit derart ausgeführt ist, dass das Aussenden des Ultraschallmesssignals (13) aktiviert wird, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (2) unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts, vorzugsweise unterhalb von 20 km/h, liegt.
  4. Ultraschallsystem (1) umfassend ein Kraftfahrzeug (2) mit einer Ultraschallsensorvorrichtung (3) und ein außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) angeordnetes Objekt (4) mit einer Vorrichtung (8) und einer Ultraschallsensoreinrichtung (11), wobei die Ultraschallsensorvorrichtung (3) zur Abstandsermittlung des Objekts (4) und zur Steuerung der Vorrichtung (8) ausgebildet ist und eine Ultraschallsendeeinheit zum Aussenden eines Ultraschallmesssignals (13) und eine Ultraschallempfangseinheit zum Empfangen des von dem Objekt (4) reflektierten Ultraschallmesssignals (13) umfasst, wobei das Ultraschallmesssignal (13) eine Codierung aufweist, und wobei basierend auf der Codierung die Vorrichtung (8) gesteuert wird.
  5. Ultraschallsystem (1) nach Anspruch 4, wobei die Codierung als eine bestimmte Reihe von Ultraschallbursts mit einem jeweiligen zeitlichen Abstand zwischen den Ultraschallbursts ausgebildet ist.
  6. Ultraschallsystem (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Ultraschallsendeeinheit derart ausgeführt ist, dass das Aussenden des Ultraschallmesssignals (13) aktiviert wird, wenn eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (2) unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts, vorzugsweise unterhalb von 20 km/h, liegt.
  7. Ultraschallsystem (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Vorrichtung (8) eine Steuereinheit (9) umfasst, und wobei in einem Speicher der Steuereinheit (9) die Codierung abgespeichert ist, die aus einer Lernphase resultiert.
  8. Ultraschallsystem (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Ultraschallsensoreinrichtung (11) ausschließlich als Empfänger ausgebildet ist.
  9. Ultraschallsystem (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Objekt (4) als eine Garage ausgebildet ist, und wobei die Vorrichtung (8) als ein Garagentorantrieb ausgebildet ist.
  10. Ultraschallsystem (1) nach Anspruch 9, wobei die Ultraschallsensoreinrichtung (11) an einer Außenseite einer Wand (6), die ein Garagentor (7) einfasst, angeordnet ist.
  11. Ultraschallsystem (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Garagentorantrieb derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit der Codierung ein Öffnen eines Garagentores (7) durch den Garagentorantrieb bewirkt wird.
  12. Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsystem (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Aussenden eines eine Codierung aufweisenden Ultraschallmesssignals (13) durch eine Ultraschallsendeeinheit einer Ultraschallsensorvorrichtung (3) eines Kraftfahrzeugs (2); - Empfangen des von einem Objekt (4) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (2) reflektierten Ultraschallmesssignals (13) mit einer Ultraschallempfangseinheit der Ultraschallsensorvorrichtung (3); - Ermittlung eines Abstands des Objekts (4) von dem Kraftfahrzeug (2) basierend auf dem reflektierten Ultraschallmesssignal (13); und - Steuerung einer Vorrichtung (8) des Objekts (4) basierend auf der Codierung des Ultraschallmesssignals (13).
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