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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Heizvorrichtung eines Radoms eines Radarsensors eines Fahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung für ein Fahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, ein temperierbares Radomsystem sowie ein Fahrzeug.
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Moderne Fahrzeuge verfügen heutzutage über zahlreiche Assistenzsysteme. Im Zuge dessen verfügen moderne Fahrzeuge zusätzlich über Umgebungssensoren, beispielsweise Radarsensoren, um ihre Umgebung wahrzunehmen. Dabei werden Radarsensoren mittels eines Radoms vor Umgebungs- und Witterungseinflüssen mittels eines Radoms geschützt. Das Radom des Radarsensors kann dabei beispielsweise in die Außenhaut des Fahrzeugs integriert sein. So kann das Radom beispielsweise durch einen Teil des Stoßfängers, des Kühlergrills, des Markenemblems oder dergleichen gebildet sein. Je nach Witterungsbedingungen kann sich dabei Niederschlag, Schmutz oder dergleichen an dem Radom ablagern und so die Sensorperformanz des Radarsensors beeinflussen. Insbesondere bei Temperaturen um den Gefrierpunkt kann es vorkommen, dass Niederschlag gefriert und sich so am Radom festsetzt.
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Um eine hohe Verfügbarkeit für die Assistenzsysteme des Fahrzeugs zu gewährleisten, muss eine solche Niederschlagsablagerung von dem Radom des Radarsensors entfernt werden. Hierzu können beispielsweise Heizvorrichtungen in das Radom integriert sein. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Heizvorrichtung kann das Radom temperiert werden. Dadurch kann eine Niederschlagsablagerung von dem Radom entfernt werden.
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Das Finden einer geeigneten Heizstrategie gilt dabei als besondere Herausforderung. Insbesondere der Zeitpunkt und die eingebrachte Heizleistung zum Temperieren des Radoms sind von entscheidender Bedeutung. Wird nämlich das Radom zu stark temperiert, so kann der Kunststoff des Radoms unter Umständen Schaden nehmen. Temperiert man das Radom nicht ausreichend, so kann der Niederschlag bzw. Schnee oder dergleichen nicht abgetaut werden. Temperiert man das Radom unnötigerweise, so wird Energie verbraucht, deren resourcenschonende Verwendung insbesondere bei batterieelektrischen Fahrzeugen von Bedeutung ist.
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Das Dokument
DE 10 2017 221 589 A1 offenbart ein Heizsystem für ein Radom eines Radars für ein Kraftfahrzeug, wobei das Heizsystem ein Heizelement zum Heizen des Radoms, und eine mit dem Heizelement verbundene Steuereinheit zum Aktivieren des Heizelements umfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine für eine Außentemperatur charakteristische Größe entgegen zu nehmen oder zu bestimmen, eine mit einem Schmelzpunkt von Niederschlagsablagerungen auf einer äußeren Radomoberfläche zusammenhängende Größe entgegenzunehmen oder zu bestimmen, zumindest einen Temperaturschwellwert in Abhängigkeit von der mit dem Schmelzpunkt zusammenhängenden Größe zu bestimmen, und das Heizelement in Abhängigkeit von einem Schwellwertvergleich der Außentemperatur mit dem Temperaturschwellwert zu aktivieren.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie das Temperieren eines Radoms eines Radarsensors eines Fahrzeugs mit geringem Aufwand energieeffizient realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch ein computerlesbares Speichermedium, ein temperierbares Radomsystem sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Heizvorrichtung eines Radoms eines Radarsensors eines Fahrzeugs umfasst ein Empfangen von Radardaten des Radarsensors, wobei die Radardaten eine Umgebung des Fahrzeugs beschreiben. Darüber hinaus umfasst das Verfahren ein Bestimmen einer Dämpfungsänderung anhand der empfangenen Radardaten, wobei die Dämpfungsänderung eine Änderung einer Dämpfung eines durch das Radom hindurch ausgesendeten und/oder empfangenen Radarsignals des Radarsensors beschreibt. Schließlich umfasst das Verfahren ein Ausgeben eines Heizsignals in Abhängigkeit der Dämpfungsänderung zum Temperieren des Radoms. Dabei werden Dämpfungsdaten eines weiteren Umgebungssensors empfangen, welche eine Dämpfung eines durch eine Abdeckung des weiteren Umgebungssensors hindurch ausgesendeten und/oder empfangenen Sensorsignals des weiteren Umgebungssensors beschreibt. Das Heizsignal kann so zusätzlich in Abhängigkeit der weiteren Dämpfungsdaten ausgegeben werden.
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Das Verfahren kann beispielsweise mittels einer Recheneinrichtung durchgeführt werden. Die Recheneinrichtung kann dabei beispielsweise als zumindest ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs, welches einen oder mehrere programmierbare Prozessoren umfasst, ausgebildet sein. Die Recheneinrichtung kann auch in den Radarsensor integriert sein. Zudem kann die Recheneinrichtung ein computerlesbares Speichermedium aufweisen, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist. Um entsprechende Verfahrensschritte, wie beispielsweise das Bestimmen der Dämpfungsänderung anhand der empfangenen Radardaten, auszuführen, kann das Computerprogramm auf der Recheneinrichtung ausgeführt werden.
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Das Verfahren zum Betreiben der Heizvorrichtung dient also dem Temperieren des Radoms. Dabei werden mehrere Sensordaten kombiniert, um eine präzisere, zentral-berechnete adaptive Steuerkennlinie für die Heizvorrichtung zu bestimmen. So kann die Heizvorrichtung energieeffizient betrieben werden. Ferner kann die Verfügbarkeit von Assistenzsystemen, welche die Radardaten empfangen, erhöht werden.
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Zunächst können also hierzu Radardaten des Radarsensors empfangen werden. Die Radardaten können dabei beispielsweise die Umgebung des Fahrzeugs in Form von Radar-Rohdaten, Punktewolken (Radardetektionen), Objektlisten oder dergleichen beschrieben werden. Typischerweise umfassen die Radardaten, sofern diese die Umgebung in Form von Punktewolken oder Objektlisten beschreiben, über zusätzliche Informationen. So kann für jede Radardetektion und/oder jedes Objekt der Objektliste ein Radarquerschnitt oder dergleichen enthalten sein. Anhand des Radarquerschnitts kann so beispielsweise durch eine zeitliche Nachverfolgung (engl. fachsprachlich tracking) eine Dämpfungsänderung bestimmt werden. Ändert sich beispielsweise über einen längeren Zeitraum der Radarquerschnitt eines (vorausfahrenden) Objekts, so kann dies auf eine sich ändernde Dämpfung des durch das Radom hindurch ausgesendeten und/oder empfangenen Radarsignals des Radarsensors hindeuten.
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Ursachen für eine Dämpfung des Radarsignals können beispielsweise Ablagerungen an dem Radom des Radarsensors sein. Hierzu zählen unter anderem Schmutz, Niederschlag oder dergleichen. In Abhängigkeit der Dämpfungsänderung kann so ein Heizsignal zum Temperieren des Radoms ausgegeben werden. Das Heizsignal kann dabei als elektrische Spannung und/oder als elektrischer Strom ausgegeben werden. Um die Heizvorrichtung zu aktivieren kann also eine elektrische Spannung an die Heizvorrichtung angelegt werden und/oder die Heizvorrichtung kann von einem elektrischen Strom durchflossen werden.
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Durch das Heizsignal kann eine Heizleistung der Heizvorrichtung vorgegeben bzw. angepasst werden.
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Typischerweise verfügen moderne Fahrzeuge über eine Vielzahl von Sensoren. Beispielsweise können Fahrzeuge über zusätzliche Ultraschallsensoren, Lidarsensoren oder dergleichen verfügen. Durch eine Plausibilisierung der Dämpfung kann so die Heizstrategie verbessert werden. Werden also Dämpfungsdaten des weiteren Umgebungssensors (beispielsweise eines Ultraschallsensors) empfangen, so kann in Abhängigkeit derer das Heizsignal ausgegeben werden. Insgesamt ergibt sich so eine verbesserte Heizstrategie für die Heizvorrichtung des Radoms des Radarsensors des Fahrzeugs.
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Schneefall bei Temperaturen um den Gefrierpunkt können zu eher nassem Schneebesatz auf der Karosserie des Fahrzeugs führen. Infolgedessen wird nicht nur der Radarsensor durch Schnee zugesetzt, sondern auch in ungefähr gleichem Maß die Ultraschallsensoren an der Fahrzeugfront des Fahrzeugs. Damit können die Ultraschallsensoren zur Gegenplausibilisierung der Dämpfung (beispielsweise aufgrund eines veränderten Ausschwingverhaltens des Ultraschallsensors) des durch das Radom hindurch ausgesendeten und/oder empfangenen Radarsignals des Radarsensors dienen. Zudem kann eine Aussage über die Feuchtigkeit des Schnees gemacht werden, wenn die Fahrzeugfront des Fahrzeugs über mehrere Messpunkte hinweg zugesetzt ist. Dabei kann der Niederschlag als besonders beeinträchtigend für die Sensorperformanz des Radarsensors angesehen werden und infolgedessen kann die mittels des Heizsignals bereitgestellte Heizleistung zusätzlich erhöht werden. Mit anderen Worten kann also mittels des weiteren Umgebungssensors eine Niederschlagsablagerung erkannt und anschließend mittels der Radardaten plausibilisiert werden.
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Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die Dämpfungsänderung anhand einer zeitlichen Nachverfolgung eines Radarquerschnitts eines Objekts der Umgebung bestimmt wird, wobei die Radardaten den Radarquerschnitt des Objekts der Umgebung beschreiben. Der Radarquerschnitt, auch als Rückstrahlfläche oder effektive Reflexionsfläche bezeichnet, eines Objekts gibt an, wie groß die Reflexion einer Funkwelle (und damit des Radarsignals) durch das Objekt zurück in Richtung des Radarsensors ist. Verändert sich der Radarquerschnitt des Objekts über die Zeit hinweg, ohne dass sich das Objekt wesentlich ändert bzw. sich dessen Orientierung relativ zu dem Radarsensor verändert, kann dies auf eine Niederschlagsablagerung auf dem Radom des Radarsensors und damit auf die Dämpfung hindeuten. Durch die zeitliche Nachverfolgung des Radarquerschnitts des Objekts der Umgebung kann so der ideale Zeitpunkt zur Ansteuerung der Heizvorrichtung des Radoms gewählt werden. Bei dem Objekt der Umgebung kann es sich beispielsweise um ein (vorausfahrendes) Fahrzeug handeln.
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Eine weitere Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Dämpfungsänderung fortlaufend während und/oder nach dem Ausgeben des Heizsignals bestimmt wird, und mittels der fortlaufend bestimmten Dämpfungsänderung und in Abhängigkeit der Dämpfungsdaten ein Heizerfolg bestimmt wird, wobei der Heizerfolg eine Folge des Temperierens des Radoms beschreibt. Mit anderen Worten kann also überwacht werden, wie erfolgreich das Temperieren des Radoms tatsächlich ist. Durch einen Abgleich der sich ändernden Dämpfung mit den Dämpfungsdaten des weiteren Umgebungssensors kann so ein erfolgreiches Temperieren des Radoms erkannt werden. Ebenso kann auf verbesserte Art und Weise erkannt werden, wenn die mittels des Heizsignals eingebrachte Heizleistung nicht ausreichend ist, um das Radom von der Niederschlagsablagerung zu befreien. So ist eine hochgenaue Regelung der Heizleistung der Heizvorrichtung möglich. Insgesamt kann so die Heizvorrichtung des Radoms energieeffizient betrieben werden. Insbesondere bei batterieelektrischen Fahrzeugen kann so eine Reichweite erhöht werden.
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Ferner kann es auch vorteilhaft sein, wenn das Heizsignal zusätzlich in Abhängigkeit des Heizerfolgs ausgegeben und/oder angepasst wird. Wie bereits angedeutet, kann je nachdem, ob das Temperieren des Radoms in dem Sinne erfolgreich ist, dass das Radom von der Niederschlagsablagerung befreit wird, die Heizleistung mittels des ausgegebenen Heizsignals angepasst werden. Eine derart verbesserte Heizstrategie kann den Energieverbrauch der Heizvorrichtung minimieren. Insgesamt kann so die Heizvorrichtung des Radoms des Radarsensors nachhaltiger betrieben werden.
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Eine weitere Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mittels der Radardaten und/oder der zusätzlich empfangenen Sensordaten des weiteren Umgebungssensors eine Folgefahrt erkannt wird, und das Heizsignals in Abhängigkeit der erkannten Folgefahrt ausgegeben wird. Ein weiteres, vor dem Fahrzeug fahrendes, Fahrzeug kann einen sich auf der Fahrbahn ansammelnden Niederschlag hochschleudern, welcher sich anschließend an dem Radom des Radarsensors des Fahrzeugs ablagert.
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Daher kann es vorteilhaft sein, wenn eine solche Folgefahrt erkannt wird. In Abhängigkeit der erkannten Folgefahrt kann daher das Radom des Radarsensors vorkonditioniert werden, sodass eine Ablagerung von aufgewirbeltem Niederschlag weniger wahrscheinlich ist. Durch das Erkennen der Folgefahrt kann so die Heizstrategie für die Heizvorrichtung des Radoms verbessert werden. So kann die Verfügbarkeit eines Assistenzsystems, welches die Radardaten benötigt, erhöht werden.
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Schließlich kann es auch vorteilhaft sein, wenn das Heizsignal in Abhängigkeit zusätzlich empfangener Standortdaten des Fahrzeugs ausgegeben wird. Der Standort des Fahrzeugs kann beispielsweise darüber entscheiden, ob Straßen gesalzen werden, welche Außentemperatur herrscht und/oder welche Wetterbedingungen vorliegen. Anhand von zusätzlich empfangenen Standortdaten kann so also die Heizstrategie der Heizvorrichtung zusätzlich verbessert werden. Das Betreiben der Heizvorrichtung des Radoms des Radarsensors des Fahrzeugs kann so verbessert werden.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für ein Fahrzeug ist dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise als elektronisches Steuergerät, welches ein oder mehrere programmierbare Prozessoren umfasst, ausgebildet sein.
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Ein erfindungsgemäßes computerlesbares Speichermedium, umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Ein erfindungsgemäßes temperierbares Radomsystem für ein Fahrzeug umfasst ein Radom für einen Radarsensor, welches dazu eingerichtet ist, den Radarsensor vor Witterungs- und/oder Umgebungseinflüssen zu schützen. Darüber hinaus umfasst das temperierbare Radomsystem eine Heizvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Radom des Radarsensors in Abhängigkeit eines Heizsignals zu temperieren. Schließlich umfasst das erfindungsgemäße temperierbare Radomsystem eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Heizsignal an die Heizvorrichtung auszugeben.
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Das Radom kann beispielsweise ein Teil einer Außenhaut des Fahrzeugs, insbesondere ein Stoßfänger und/oder ein Teil einer Kühlergrillabdeckung (von manchen Herstellern auch als Niere bezeichnet) und/oder eines Markenemblems, sein. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise als Heizfolie oder als Heizdraht ausgebildet sein. Die Heizvorrichtung kann dabei in das Radom integriert sein. Vorzugsweise verlaufen dabei die Heizdrähte in Polarisationsrichtung des Radarsensors.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug umfassend ein erfindungsgemäßes temperierbares Radomsystem. Das Fahrzeug kann insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet sein.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für das erfindungsgemäße computerlesbare Speichermedium, das temperierbare Radomsystem sowie für das erfindungsgemäße Fahrzeug. Ferner gelten die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile auch für das erfindungsgemäße Computerprogramm.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1a eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, umfassend ein erfindungsgemäßes temperierbares Radomsystem,
- 1b eine schematische Darstellung des Fahrzeugs gemäß 1a in vergrößerter Darstellung, und
- 2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs gemäß 1a bzw. 1b während einer Folgefahrt.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1a zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1, welches ein temperierbares Radomsystem 2 umfasst. Das temperierbare Radomsystem 2 umfasst dabei ein Radom 4 für einen Radarsensor 3, welches dazu eingerichtet ist, den Radarsensor 3 vor Witterungs- und/oder Umgebungseinflüssen zu schützen. Darüber hinaus umfasst das temperierbare Radomsystem 2 eine Heizvorrichtung 5, welche dazu eingerichtet ist, das Radom 4 des Radarsensors 3 in Abhängigkeit eines Heizsignals zu temperieren. Schließlich umfasst das temperierbare Radomsystem 2 eine Recheneinrichtung 6, welche dazu eingerichtet ist, ein Heizsignal an die Heizvorrichtung 5 auszugeben. Ein computerlesbares Speichermedium 7, umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch die Recheneinrichtung 6 diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Das Fahrzeug 1 umfasst zusätzlich einen weiteren Umgebungssensor 8, welcher durch eine Abdeckung 9 vor Umgebungseinflüssen und/oder Witterungseinflüssen geschützt wird. Die Recheneinrichtung 6 kann Radardaten des Radarsensors 3 sowie Dämpfungsdaten des weiteren Umgebungssensors 8 empfangen. Anhand der empfangenen Radardaten kann die Recheneinrichtung 6 eine Dämpfungsänderung bestimmen. In Abhängigkeit der bestimmten Dämpfungsänderung kann ein Heizsignal an die Heizvorrichtung 5 ausgegeben werden. Mittels des Heizsignals kann die Heizvorrichtung 5 angesteuert und so eine Heizleistung zum Temperieren des Radoms 4 eingebracht werden.
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Durch das Temperieren des Radoms 4 kann eine Niederschlagsablagerung 10 an dem Radom 4 entfernt werden. Bei der Niederschlagsablagerung 10 kann es sich beispielsweise um Schnee, Eis, Schmutz oder dergleichen handeln.
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In Abhängigkeit der Dämpfungsdaten des weiteren Umgebungssensors 8 kann eine Heizstrategie für die Heizvorrichtung 5 des Radoms 4 verbessert werden. Beispielsweise kann mittels eines Ultraschallsensors als der weitere Umgebungssensor 8 eine Niederschlagsablagerung 10` erkannt werden. Infolge dessen kann die Dämpfungsänderung, welche eine Änderung einer Dämpfung eines durch das Radom 4 hindurch ausgesendeten und/oder empfangenen Radarsignals des Radarsensors 3 beschreibt, plausibilisiert werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 1 während einer Folgefahrt. Ein sich vor dem Fahrzeug 1 befindendes Objekt 11, hier dargestellt durch einen weiteren Personenkraftwagen, kann einen sich auf der Fahrbahn befindenden Niederschlag aufwirbeln, welcher sich in Form der Niederschlagsablagerung 10 bzw. 10' an dem Radom 4 bzw. der Abdeckung 9 ablagert. Der aufgewirbelte Niederschlag ist in 2 durch die gestrichelten Linien 12 dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017221589 A1 [0005]
