DE102022130711A1

DE102022130711A1 - Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102022130711A1
Application number: DE102022130711.5A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schödel
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2022-11-21
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2024-05-23
Also published as: US20240167310A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei eine Antriebsanordnung (3) mit mindestens einem einer Klappe (4) zugeordneten Antrieb (5), eine Sensoranordnung (6) sowie eine mit der Antriebsanordnung (3) und der Sensoranordnung (6) gekoppelte Steueranordnung (7) vorgesehen ist, wobei mittels der Sensoranordnung (6) Sensorwerte bezüglich einer durch einen Bediener (8) außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) vorgenommenen Bedieneraktion erfasst werden, wobei die erfassten Sensorwerte mittels der Steueranordnung (7) in einer Prüfroutine auf das Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion geprüft werden, und wobei auf Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion die Antriebsanordnung (3) mittels der Steueranordnung (7) zur motorischen Verstellung veranlasst wird. Es wird vorgeschlagen, dass in der Prüfroutine aus den Sensorwerten eine vorgegebene Auswahl von Kennwerten (10) ermittelt wird, dass anhand einer vorgegebenen Wichtungsfunktion mit den Kennwerten (10) zugeordneten, jeweiligen Wichtungsparametern (11), aus den ermittelten Kennwerten (10) ein Erkennungswert der Bedieneraktion berechnet wird, und dass auf Erfüllen eines Erkennungskriteriums durch den Erkennungswert die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion eingestuft wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Steueranordnung für eine motorische Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11 sowie eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 12.
Die in Rede stehende Klappenanordnung weist eine motorisch verstellbare Klappe auf. Bei der Klappe kann es sich um jedwedes Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs handeln. Darunter fallen Heckklappen, Heckdeckel, Fronthauben, insbesondere Motorhauben, Türen, insbesondere Seiten- oder Hecktüren, oder dergleichen. Die Klappe kann schwenkbar oder längsverschieblich an der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet sein.
Bei dem bekannten Stand der Technik ( DE 10 2017 129 151 A1 ) von dem die Erfindung ausgeht, ist die Bedienung der Klappe über eine vordefinierte Bedieneraktion vorgesehen, die durch eine Fußbewegung des Bedieners gebildet sein kann. Eine als gültige Bedieneraktion erfasste Betätigung führt zu einer Ansteuerung der motorischen Klappenanordnung, sodass der Bediener die Klappe insbesondere berührungslos öffnen oder schließen kann.
Zur Komfortsteigerung soll grundsätzlich eine Erfassung von gültig ausgeführten Bedieneraktionen mit hoher Zuverlässigkeit gewährleistet sein, während gleichzeitig ein unerwünschtes Auslösen der motorischen Verstellung durch fehlerhaft als gültige Bedieneraktionen qualifizierte Bewegungen zu unterbinden ist.
Bei dem bekannten Verfahren ( DE 10 2017 129 151 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, wird eine Bedieneraktion mit einer Sensoranordnung über Sensorwerte erfasst, wobei eine gültige Bedieneraktion durch erlaubte Bereiche von Sensorwerten oder hiervon abgeleiteten Werten gegeben ist. Eine Voraussetzung zur Qualifikation als gültige Bedieneraktion kann sein, dass sämtliche relevanten Werte in den erlaubten Bereichen liegen, womit eine Verknüpfung mehrerer notwendiger Bedingungen vorgesehen ist, um Fehlauslösungen zu unterbinden.
Es ist dabei eine Herausforderung, dass leistungsfähige Sensoranordnungen wie beispielsweise Radarsensoren eine Vielzahl an Sensorwerten zur Verfügung stellen, mit welchen zwar eine detaillierte Erfassung der Bedieneraktion möglich ist. Die Definition der erlaubten Bereiche für jeweilige Sensorwerte zur zuverlässigen Erkennung einer gültigen Bedieneraktion ist dabei jedoch vergleichsweise komplex.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass auf einfache Weise die Erkennungssicherheit der Bedieneraktion zum Auslösen der motorischen Verstellung erhöht wird.
Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Von einer insbesondere als Radarsensor ausgestalteten Sensoranordnung erfassten Sensorwerte werden hier mittels einer Steueranordnung in einer Prüfroutine auf das Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion geprüft. Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, einzelne Kennwerte aus den zeitabhängigen Sensorwerten zu ermitteln, welche über Wichtungsparameter gewichtet und zu einem Erkennungswert zusammengefasst werden. Folglich ist zum Prüfen der Bedieneraktion lediglich eine geringe Anzahl von Parametern festzulegen, hier für die Wichtung, wobei auch der Abgleich des Erkennungswerts mit einem Erkennungskriterium auf besonders einfache Weise vorgenommen werden kann.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass in der Prüfroutine aus den Sensorwerten eine vorgegebene Auswahl von Kennwerten ermittelt wird, dass anhand einer vorgegebenen Wichtungsfunktion mit den Kennwerten zugeordneten, jeweiligen Wichtungsparametern aus den ermittelten Kennwerten ein Erkennungswert der Bedieneraktion berechnet wird, und dass auf Erfüllen eines Erkennungskriteriums durch den Erkennungswert die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion eingestuft wird.
Besonders bevorzugt ist die Wichtungsfunktion gemäß Anspruch 2 als lineare Funktion vorgegeben, womit die Wichtungsparameter einfach festgelegt werden und die Berechnung des Erkennungswerts mit besonders geringem Aufwand umgesetzt wird.
Die Kennwerte können sich auf den Sensorwerten mittelbar oder unmittelbar entnehmbaren Messgrößen wie Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten gemäß Anspruch 3 beziehen. Ferner können aus Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten abgeleitete Werte herangezogen werden. Besonders vorteilhaft ist das Heranziehen von Korrelationswerten aus Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten, womit Ungenauigkeiten in den Sensorwerten, etwa eine unstimmige Verfolgung von Radarzielen beim Erfassen der Bedieneraktion, nicht zu Fehlauslösungen führen.
Verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl der Kennwerte, welche in Verbindung mit der Erkennung der Bedieneraktion besonders signifikant sein können, sind Gegenstand von Anspruch 6. Besonders bevorzugt werden als Kennwerte statistische Kennwerte ermittelt.
Eine besondere Flexibilität der vorschlagsgemäßen Lösung zum Einsatz bei verschiedenen Kraftfahrzeugen und Einbausituationen ergibt sich durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7, wonach ergänzend zur Berechnung des Erkennungswerts ein Maschinenlernmodell wie eine Support Vector Machine genutzt wird. Das Maschinenlernmodell kann hierbei die grundsätzlichen Eigenschaften der Sensoranordnung wiedergegeben, während die Wichtungsparameter vorrangig die individuellen, auf die Einbausituation zurückgehenden Anforderungen abbilden. Folglich erfolgt beispielsweise zum Einsatz in einem anderen Kraftfahrzeugtyp lediglich eine Anpassung der einfacher strukturierten Wichtungsparameter.
Entsprechend können die Wichtungsparameter im Kraftfahrzeug im Übrigen, beispielsweise der zentralen Kraftfahrzeugsteuerung, hinterlegt sein und der Steueranordnung der Klappenanordnung zur Individualisierung der Prüfroutine übermittelt werden, was in Anspruch 8 angegeben ist.
Die Verwendung der Wichtungsparameter vereinfacht zudem die Anpassung der Erkennung der Bedienergeste an jeweilige Randbedingungen während des Betriebs. In der Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 sind verschiedene Betriebsmodi mit jeweiligen Wichtungsparametern vorgesehen, sodass Sondersituationen wie ein Sitzen einer Person an der Klappenanordnung, eine Wartung, ein Reinigungsvorgang oder dergleichen mit einem jeweiligen Satz an Wichtungsparametern berücksichtigt werden können.
In der Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 wird die bereits angesprochene einfache Parametrierung für die Prüfroutine aufgegriffen, wobei insbesondere eine lineare Regression zum Ermitteln der Wichtungsparameter auf Grundlage von vorgegebenen Parametrierungs-Sensorwerten durchgeführt werden kann.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 11, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Steueranordnung für eine motorische Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs beansprucht.
Dabei ist wesentlich, dass die Steueranordnung dafür eingerichtet ist, in der Prüfroutine aus den Sensorwerten eine vorgegebene Auswahl von Kennwerten zu ermitteln, anhand einer vorgegebenen Wichtungsfunktion mit den Kennwerten zugeordneten, jeweiligen Wichtungsparametern aus den ermittelten Kennwerten ein Erkennungswert der Bedieneraktion zu berechnen, und auf Erfüllen eines Erkennungskriteriums durch den Erkennungswert die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion einzustufen. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren darf verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug beansprucht, wobei die Klappenanordnung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren und zur vorschlagsgemäßen Steueranordnung darf verwiesen werden.
Besonders vorteilhaft ist die vorschlagsgemäße Lösung mit einer als Radarsensor ausgestalteten Sensoranordnung gemäß Anspruch 13, da eine stark vereinfachte Auswertung von in der Regel umfassenden Radarwerten ermöglicht wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 einen Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemä-ßen Klappenanordnung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens,
2 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Prüfroutine und
3 beispielhafte Sensorwerte bei der Festlegung eines Prüfzeitfensters.

Das vorschlagsgemäße Verfahren betrifft den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2. Eine Antriebsanordnung 3 mit mindestens einem einer Klappe 4 der Klappenanordnung 1 zugeordneten Antrieb 5 ist vorgesehen.
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Antriebsanordnung 3 für eine Überführung der Klappe 4 der Klappenanordnung 1 von einer Schließstellung zu der in 1 mit gestrichelter Linie gezeigten Offenstellung vorgesehen. Ebenfalls kann eine Überführung der Klappe 4 von einer Offenstellung in eine Schließstellung vorgesehen sein. Grundsätzlich kann die Antriebsanordnung 3 auch andere motorische Verstellfunktionen der Klappenanordnung 1 bewirken, beispielsweise ein Entriegeln und/oder Öffnen eines der Klappe 4 zugeordneten Kraftfahrzeugschlosses. Zu möglichen Ausgestaltungen der Klappe 4 wird auf die einleitenden Ausführungen verwiesen, wobei hier und vorzugsweise die Klappe 4 gemäß 1 als Heckklappe ausgestaltet ist.
Eine Sensoranordnung 6 der Klappenanordnung 1 ist vorgesehen, wobei mittels der Sensoranordnung 6 Sensorwerte betreffend Objekte außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 erfasst werden. Ferner ist eine Steueranordnung 7 der Klappenanordnung 1 vorgesehen, welche mit der Sensoranordnung 6 und der Antriebsanordnung 3 zur Durchführung des Verfahrens gekoppelt ist. Die Steueranordnung 7 ist in 1 beispielhaft als von der Sensoranordnung 6 und Antriebsanordnung 3 separate Komponente dargestellt, welche insbesondere zur Kommunikation über ein Bus-System des Kraftfahrzeugs 2 oder dergleichen gekoppelt mit den weiteren Komponenten gekoppelt ist. In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen kann die Steueranordnung 7 in die Sensoranordnung 6 und/oder die Antriebsanordnung 3 zumindest teilweise integriert sein.
Mittels der Sensoranordnung 6 werden Sensorwerte bezüglich einer durch einen Bediener 8 außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 vorgenommenen Bedieneraktion erfasst. Unter einer Bedieneraktion ist hierbei allgemein eine zeitabhängige Handlung des Bedieners 8, insbesondere ein Bewegungsmuster eines Körperteils des Bedieners 8 wie eine Bedienergeste, in 1 eine Fußbewegung, zu verstehen.
Hier und vorzugsweise weist die Sensoranordnung 6 mindestens einen Radarsensor 9 mit einer nicht näher dargestellten Antennenanordnung auf, welche bevorzugt mit ein oder mehreren Antennenarrays ausgestaltet ist. Die Antennenarrays sind insbesondere in einer vorgegebenen Winkelstellung und Position zueinander angeordnet, um eine Winkelauflösung von Radarsignalen zu ermöglichen. Der Radarsensor 9 realisiert hier und vorzugsweise eine kontinuierliche, weiter vorzugsweise frequenzmodulierte, Abstandsmessung und Richtungsmessung, etwa als FMCW-Radarsensor. Der Radarsensor 9 ist vorzugsweise zum Betrieb mit Radarstrahlung im Frequenzband um 24 GHz und/oder 77 GHz eingerichtet. Ebenfalls kann in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ein UWB-Betrieb des Radarsensors 9, beispielsweise im Frequenzbereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz, vorgesehen sein.
Die Sensorwerte, hier die Radarwerte, sind allgemein repräsentativ für die Position von Objekten außerhalb des Kraftfahrzeugs 2. Beispielsweise enthalten die Sensorwerte eine Abstandsinformation und insbesondere eine Richtungsinformation zwischen dem erfassten Objekt, unter anderem dem Bediener 8, und dem Kraftfahrzeug 2. Weiter können die Sensorwerte zudem eine Geschwindigkeitsinformation, etwa basierend auf einer Dopplerinformation, des Objekts enthalten.
Die erfassten Sensorwerte werden mittels der Steueranordnung 7 in einer Prüfroutine auf das Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion geprüft. Hierbei werden die Sensorwerte mittels der Steueranordnung 7 anhand einer vorgegebenen, im Folgenden noch weiter erläuterten Prüfungssystematik dahingehend beurteilt, ob eine in den Sensorwerten erfasste Aktion eines Objekts hinreichend mit einer Vorgabe für eine gültige Bedieneraktion übereinstimmt. In Abhängigkeit vom Ergebnis der Prüfung wird die über die Sensorwerte erfasste Bedieneraktion als ungültig verworfen oder als gültige Bedieneraktion qualifiziert.
Auf Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion wird die Antriebsanordnung 3 mittels der Steueranordnung 7 zur motorischen Verstellung veranlasst. Die Durchführung der motorischen Verstellung kann neben dem Vorliegen der gültigen Bedieneraktion an weitere Bedingungen geknüpft sein, beispielsweise an einen Schließzustand der Klappenanordnung 1 (verriegelt / entriegelt) und/oder die Erkennung eines elektronischen Schlüssels. Entsprechende Bedingungen können wiederum durch die Steueranordnung 7 oder durch weitere, mit der Klappenanordnung 1 gekoppelte Steuerkomponenten wie ein Türsteuergerät oder dergleichen geprüft werden. Ferner kann die motorische Verstellung von einer Antriebsteuerung der Antriebsanordnung 3 umgesetzt werden.
Wesentlich ist nun, dass in der Prüfroutine aus den Sensorwerten eine vorgegebene Auswahl von Kennwerten 10 ermittelt wird, dass anhand einer vorgegebenen Wichtungsfunktion mit den Kennwerten 10 zugeordneten, jeweiligen Wichtungsparametern 11 aus den ermittelten Kennwerten 10 ein Erkennungswert S der Bedieneraktion berechnet wird, und dass auf Erfüllen eines Erkennungskriteriums durch den Erkennungswert S die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion eingestuft wird.
Bei Ausbleiben eines Erfüllens des Erkennungskriteriums wird die erfasste Bedieneraktion dagegen als ungültig verworfen.
Die Kennwerte 10 werden über eine Zusammenstellung von mehreren, zeitlich nacheinander erfassten Sensorwerten ermittelt. Die mehreren, zeitlich nacheinander erfassten Sensorwerten werden mit dem Kennwert 10 jeweils zu einer für die Zeitabhängigkeit charakteristischen Maßzahl über eine vorgegebene (mathematische) Funktion zusammengefasst. Die Auswahl solcher Kennwerte 10 enthält mindestens zwei Kennwerte 10 bzw. zugehörige Funktionen. Bevorzugt besteht die Auswahl aus mindestens zwei und höchstens zehn, weiter vorzugsweise mindestens fünf und höchstens zehn, insbesondere acht Kennwerten 10 bzw. zugehörige Funktionen.
Über die ermittelten Kennwerte 10 wird anhand von Wichtungsparametern 11 ein Erkennungswert berechnet. Die Wichtungsparameter 11 bilden hierbei vorzugsweise Koeffizienten für eine Wichtung der ermittelten Kennwerte 10 für die Berechnung des Erkennungswerts. Bei dem Erkennungswert handelt es sich vorzugsweise um einen einzelnen Zahlenwert, der weiter vorzugsweise mit einer Erkennungsschwelle im Rahmen des Erkennungskriteriums abgeglichen wird.
Anhand der Kennwerte 10 werden folglich einzelne Charakteristika der Zeitabhängigkeit der Sensorwerte als Zahlenwerte erhalten. Anhand der Wichtungsparameter 11 können diese Zahlenwerte zu dem Erkennungswert zusammengefasst werden, wobei zur Vorgabe der gültigen Bedienergeste insbesondere lediglich die Wichtungsparameter 11 einzustellen sind.
Die Wichtungsfunktion kann grundsätzlich durch eine beliebige mathematische, von den Kennwerten 10 und Wichtungsparameter 11 abhängige Funktion gegeben sein. In einer einfachen Ausgestaltung ist die Wichtungsfunktion als Potenzreihe der Kennwerte 10 mit den Wichtungsparametern 11 als Koeffizienten ausgestaltet.
Besonders bevorzugt ist vorliegend, dass die Wichtungsfunktion als lineare Funktion der Kennwerte 10 mit den Wichtungsparametern 11 als (lineare) Koeffizienten der Kennwerte 10 vorgegeben ist. Hiermit ergibt sich eine einfache Parametrierung über die Wichtungsparameter 11, welche als lineare Koeffizienten den Einfluss des jeweiligen Kennwerts 10 auf den Erkennungswert vorgeben.
Die Auswahl der Kennwerte 10 kann insbesondere statistische Kennwerte 10 enthalten, welche aus der Statistik für die Charakterisierung von Wahrscheinlichkeitsverteilung bekannte Maßzahlen betreffen, die hier auf die Zeitabfolge von Sensorwerten angewandt werden.
Hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die vorgegebene Auswahl Kennwerte 10 von Abstandswerten und/oder Geschwindigkeitswerten aus den Sensorwerten enthält. Die Begriffe „Abstandswert“ und/oder „Geschwindigkeitswert“ sind hierbei weit zu verstehen und betreffen allgemein mit dem Abstand und/oder der Geschwindigkeit des erfassten Objekts zusammenhängende Werte. Vorzugsweise ist die gültige Bedieneraktion als Bedienergeste vorgesehen, welche einen bestimmten Abstandsverlauf und Geschwindigkeitsverlauf über der Zeit aufweist. Folglich kann die über die Kennwerte 10 charakterisierte Zeitabhängigkeit des Abstands und/oder der Geschwindigkeit eine Indikation dafür geben, inwiefern die erfasste Bedienergeste mit einer vorgegebenen Bedienergeste übereinstimmt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die vorgegebene Auswahl Kennwerte 10 von aus Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten abgeleiteten Werten, vorzugsweise Korrelationswerten enthält. Unter „Korrelationswerten“ sind allgemein sowohl von Abstandswerten als auch von Geschwindigkeitswerten über einen funktionalen Zusammenhang abhängige Werte zu verstehen, beispielsweise auch ein Verhältnis von Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten oder dergleichen.
Die vorgegebene Auswahl enthält besonders bevorzugt statistische Werte von Kreuzkorrelationswerten aus Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten. Im Regelfall weisen die Abstandswerte und die Geschwindigkeitswerte - aufgrund deren grundsätzlichem Zusammenhang über die zeitliche Ableitung - ein bestimmtes Verhalten in der Kreuzkorrelation auf. Liegen jedoch fehlerbehaftete Abstandswerte und Geschwindigkeitswerte vor, kann dies in den Kreuzkorrelationswerten erkennbar sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung, wobei die Sensoranordnung 6 mindestens einen Radarsensor 9 aufweist, wird anhand der Sensorwerte eine Zielverfolgungsroutine vorgenommen, wobei mindestens ein Radarziel, beispielsweise anhand von Intensitätswerten, in den Radarwerten identifiziert und zeitabhängig Abstandswerte und Geschwindigkeitswerte, etwa Dopplerwerte, für das Radarziel ermittelt werden. Bei einer fehlerbehafteten Zielverfolgung, beispielsweise wenn die Identifikation des Radarziels kurzzeitig zu einem anderen Objekt „springt“, findet sich ein entsprechender Niederschlag in den Kreuzkorrelationswerten, da Abstand und Geschwindigkeit nicht wie erwartet zueinander korrelieren.
Weitere Sensorwerte, welche eine Grundlage für die Kennwerte 10 bilden, sind denkbar. In weiteren Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die vorgegebene Auswahl Kennwerte 10 von Intensitätswerten, Winkelwerten und/oder Rauschwerten aus den Sensorwerten enthält.
Unter Intensitätswerten ist bei Radarsensoren 9 ein Maß für die Intensität der auf die Sensoranordnung 6 zurückgeworfenen Radarwellen zu verstehen. Allgemein können die Sensorwerte eine Winkelauflösung beinhalten, wobei die Winkelwerte ein Maß für die räumliche Orientierung des Objekts, beispielsweise des Radarziels, relativ zur Sensoranordnung 6 angeben. Die Rauschwerte stellen höherfrequente Abweichungen und insbesondere ein Signal-Rausch-Verhältnis in den Sensorwerten dar.
In 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm für das Verfahren dargestellt, wobei hier die Sensoranordnung 6 mindestens einen Radarsensor 9 aufweist, welcher Radarwerte als Sensorwerte erfasst. In Aktion 12 wird zunächst die bereits angesprochene Zielverfolgungsroutine vorgenommen, wobei zu Radarwerten, vorzugsweise anhand von Intensitätswerten, mindestens ein Radarziel assoziiert wird. Für das Radarziel sind hier zeitabhängige Abstandswerte d(t) und Geschwindigkeitswerte v(t) erfasst.
Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Steueranordnung 7 aus den erfassten Sensorwerten anhand eines Triggerkriteriums ein Prüfzeitfenster 13 festgelegt wird, und dass die im Prüfzeitfenster 13 erfassten Sensorwerte der Prüfroutine unterzogen werden, was in 2 als Aktion 14 dargestellt ist.
Die zeitabhängigen Abstandswerte d(t) und Geschwindigkeitswerte v(t) werden beispielsweise in einem Ringspeicher fortlaufend hinterlegt. Das Triggerkriterium ist repräsentativ dafür, dass eine Zeitabfolge von Sensorwerten für eine Bedienergeste infrage kommt. Über das Festlegen des Prüfzeitfensters 13 ist eine fortlaufend durchgeführte Prüfungsroutine nicht für alle Sensorwerte zwingend notwendig. Vielmehr wird die Prüfungsroutine lediglich bei Bedarf und auf Erfüllen des Triggerkriteriums vorgenommen. Vorliegend werden aus dem Ringspeicher die dem Prüfzeitfenster 13 zuzuordnenden Sensorwerte (Abstandswerte d(t_1,...,t_n) und Geschwindigkeitswerte v(t₁,...,t_n) der weiteren Prüfroutine zugeführt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das Triggerkriterium mehrere Schwellwerte, welche in einer zeitlichen Abfolge überschritten und/oder unterschritten werden sollen, beispielsweise nach Art eines Schmitt-Triggers. 3 zeigt beispielhafte Sensorwerte bei der Festlegung eines Prüfzeitfensters 13 über das Triggerkriterium. Als Sensorwerte werden hier die in 3a) gezeigten Geschwindigkeitswerte v(t) angenommen, deren in 3b) gezeigter Betrag |v(t)| auf das Überschreiten bzw. Unterschreiten der Schwellwerte S₁, S₂ geprüft wird. Mit dem Überschreiten des Schwellwerts S₁ wird der Anfang des Prüfzeitfensters 13 festgelegt. Das Ende des Prüfzeitfensters 13 kann wiederum durch ein Unterschreiten des vom Schwellwert S1 verschiedenen, hier niedrigeren, Schwellwerts S2 festgelegt werden.
Das Prüfzeitfenster 13 muss nicht zwingend zeitlich zusammenhängende Sensorwerte betreffen. Vorliegend wird in 3 weiter erneut das Überschreiten des Schwellwerts S₁ und das nachfolgende Unterschreiten des Schwellwerts S₂ durch den Betrag |v(t)| geprüft und die betreffenden Sensorwerte ebenfalls dem Prüfzeitfenster 13 zugeordnet. Hierbei entspricht der erste Abschnitt des Prüfzeitfensters 13 beispielsweise einer Hinbewegung der Bedienergeste und der zweite Abschnitt des Prüfzeitfensters 13 einer Rückbewegung der Bedienergeste. Die Abschnitte können, wie in 3 dargestellt, zeitlich beabstandete Sensorwerte betreffen. Beispielsweise werden Sensorwerte, welche ein Verweilen zwischen Hinbewegung und Rückbewegung betreffen, im Prüfzeitfenster 13 nicht berücksichtigt, was hier ebenfalls über die unterschiedlichen Schwellwerte umgesetzt wird. In 3 sind in den Geschwindigkeitswerten v(t) zwei aufeinanderfolgende, erfasste Bedieneraktionen gezeigt, welche zu jeweiligen Prüfzeitfenstern 13 führen.
Für die Sensorwerte im Prüfzeitfenster 13 wird die weitere Prüfroutine vorgenommen. In 2 ist vorgesehen, dass in Aktion 15 aus den Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten über eine Korrelation weitere Werte, hier über eine Kreuzkorrelation d * v (t₁,..,,t_n), ermittelt werden, für welche in Aktion 16 neben den Abstandswerten d(t₁,...,t_n) und Geschwindigkeitswerten v(t₁,...,t_n) jeweilige Kennwerte 10 ermittelt werden.
Wie bereits angesprochen, können unterschiedliche Kennwerte 10 herangezogen werden. In bevorzugten Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Kennwerte 10 der Auswahl mindestens eines enthalten von: Maximalwert, Minimalwert, Zeitpunkt des Maximalwerts, Zeitpunkt des Minimalwerts, Mittelwert, Varianz, Schiefe, und/oder Wölbung.
Maximalwert und Minimalwert bezeichnen hier den größten bzw. kleinsten Sensorwert, beispielsweise kleinsten bzw. größten Abstandswert, insbesondere im Prüfzeitfenster 13. Für Maximalwert und/oder Minimalwert kann ebenfalls der Zeitpunkt, an welchem der entsprechende Wert auftritt, herangezogen werden. Insbesondere handelt es sich bei dem Zeitpunkt um einen relativen Zeitpunkt seit Beginn des Prüfzeitfensters 13. Als Mittelwert können verschiedene, aus der Statistik für die Berechnung eines Mittelwerts bekannte Funktionen herangezogen werden, beispielsweise der Median, der arithmetische Mittelwert oder dergleichen. Gleiches gilt für die Varianz, Schiefe und Wölbung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die Auswahl die genannten acht, vorzugsweise genau die genannten acht Kennwerte 10.
Für die statistischen Kennwerte 10 wird in Aktion 17 anhand der Wichtungsfunktion der Erkennungswert S berechnet. Vorzugsweise gehen die Kennwerte 10 linear in die Wichtungsfunktion ein, wobei die Wichtungsparameter 11 als lineare Koeffizienten für die statistischen Kennwerte 10 vorgesehen sind.
Hier ergibt sich eine besonders einfache Parametrierung für den Erkennungswert S. Beispielsweise betrifft die Auswahl Abstandswerte d, Geschwindigkeitswerte v sowie Kreuzkorrelationswerte d*v, für welche jeweils acht Kennwerte 10 ermittelt werden. Für die Berechnung des Erkennungswerts S reichen hiermit bereits 24, insbesondere lineare, Wichtungsparameter 11 aus.
In Aktion 18 wird das Erfüllen eines Erkennungskriteriums geprüft. Hier und vorzugsweise wird der Erkennungswert S mit einem Schwellwert S₀ abgeglichen, wobei auf Überschreiten des Schwellwerts S₀ in Aktion 19 die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion eingestuft wird. Andernfalls werden die Sensorwerte weiterhin über die Aktion 12 der Zielverfolgungsroutine unterzogen und in Aktion 14 auf ein Erfüllen des Triggerkriteriums zur Festlegung eines nächsten Prüfzeitfensters 13 überwacht.
Denkbar ist, dass das Erkennungskriterium neben dem in Prüfroutine berechneten Erkennungswert weitere (Teil-)Kriterien enthält. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Prüfroutine Sensorwerte als Eingangswerte einem trainierten Maschinenlernmodell zugeführt werden, und dass das Erkennungskriterium neben dem Erkennungswert einen Ausgangswert des trainierten Maschinenlernmodells betrifft, vorzugsweise, dass das trainierte Maschinenlernmodell auf einer Support Vector Machine beruht.
Das Maschinenlernmodell kann vorzugsweise dafür vorgesehen sein, die grundsätzlichen Eigenschaften der Sensoranordnung 6 wiederzugeben. Beispielsweise wird das Maschinenlernmodell an einem Testaufbau mit einem umfassenden Trainingsdatensatz trainiert. Eine individuelle Einstellung der Bedieneraktionserkennung für die jeweilige Einbausituation, insbesondere den jeweiligen Fahrzeugtyp, kann über die Wichtungsparameter 11 erfolgen. Entsprechend kann es sogar ausreichend sein, dass das vergleichsweise aufwändige Training des Maschinenlernmodells einmalig erfolgt.
Das Erkennungskriterium berücksichtigt sowohl den Erkennungswert als auch mindestens einen Ausgangswert des trainierten Maschinenlernmodells. Beispielsweise sind an Erkennungswert und den mindestens einen Ausgangswert jeweilige, notwendige Kriterien definiert. Auch können der Erkennungswert und der mindestens eine Ausgangswert zueinander gewichtet und mit einem Schwellwert abgeglichen werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Wichtungsparameter 11 mittels der Steueranordnung 7 über ein Kommunikationsnetzwerk des Kraftfahrzeugs 2, insbesondere übermittelt von einer zentralen Kraftfahrzeugsteuerung, erhalten werden. Entsprechend können die Sensoranordnung 6 und die Steueranordnung 7 in verschiedenen Kraftfahrzeugtypen verbaut werden, wobei zur individuellen Einstellung der Bedieneraktionserkennung die Wichtungsparameter 11 an die Steueranordnung 7 übermittelt oder von der Steueranordnung 7 abgefragt werden.
Wird das angesprochene trainierte Maschinenlernmodell verwendet, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das trainierte Maschinenlernmodell in der Steueranordnung 7 hinterlegt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere Sätze von Wichtungsparametern 11 vorgesehen, denen jeweils ein Betriebsmodus zugeordnet ist. Die Sätze von Wichtungsparametern 11 können wiederum in der Steueranordnung 7 hinterlegt und/oder von der Steueranordnung 7 erhalten werden. Auf Eintreten einer der Betriebsmodi wird in der Prüfroutine der dem jeweiligen Betriebsmodus zugeordnete Satz von Wichtungsparametern 11 herangezogen wird.
Folglich kann die Bedieneraktionserkennung auf einfache Weise an die Randbedingungen der jeweiligen Situation angepasst werden. Der Betriebsmodus kann dadurch eingestellt oder gewechselt werden, dass ein vorgegebenes Betriebsmodus-Kriterium durch die Sensorwerte erfüllt wird. Hierbei kann vorteilhafterweise die Sensoranordnung 6 neben dem Erfassen der Bedieneraktion dafür vorgesehen sein, bestimmte Betriebsbedingungen zu erkennen. Ein Beispiel hierfür ist ein Verweilen einer Person an der Sensoranordnung 6, beispielsweise bei einem ein Sitzen einer Person an der Klappenanordnung 1, einer Wartung, einem Reinigungsvorgang oder dergleichen.
Die Wichtungsparameter 11 können derart angepasst werden, dass gegenüber einem normalbetriebsgemäßen Modus die Robustheit der Bedieneraktionserkennung erhöht wird. Ebenfalls sind Betriebsmodi denkbar, bei welchen eine gesteigerte Empfindlichkeit bei der Bedieneraktionserkennung umgesetzt wird.
Der Betriebsmodus kann der Steueranordnung 7 auch beispielsweise über ein übergeordnetes Steuergerät wie der zentralen Kraftfahrzeugsteuerung vorgegeben werden. Die Steueranordnung 7 kann ein Betriebsmodus-Signal erhalten. Das Betriebsmodus-Signal kann auch dadurch ausgebildet sein, dass der Steueranordnung 7 neue Wichtungsparameter 11 für den aktuellen Betriebsmodus übermittelt werden.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass in einer Parametrierungsroutine basierend auf vorgegebenen Parametrierungs-Sensorwerten gemäß einer Parametrierungsvorschrift die Wichtungsparameter 11 ermittelt werden, vorzugsweise, dass die Wichtungsparameter 11 mit einer auf linearer Regression basierenden Parametrierungsvorschrift ermittelt werden.
Die Parametrierungs-Sensorwerte werden beispielsweise durch eine Abfolge von Bedieneraktionen an einem Testaufbau für den jeweiligen Kraftfahrzeugtyp erstellt. Hierbei kann zu einzelnen Bedieneraktionen eine Annotation erfolgen (gültig / ungültig oder dergleichen). Bei der Parametrierungsvorschrift handelt es sich allgemein um eine Vorschrift, auf welche Weise aus entsprechend annotierten Parametrierungs-Sensorwerte ein optimaler Satz von Wichtungsparametern 11 erstellt wird. Bevorzugt ist hierbei der Einsatz einer linearen Regression, welche insbesondere bei als linearen Koeffizienten ausgebildeten Wichtungsparametern 11 eine besonders einfache Optimierung erlaubt.
Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre eine Steueranordnung 7 für eine motorische Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2, wobei die Steueranordnung 7 im montierten Zustand mit einem Sensoranordnung 6 gekoppelt ist, welcher Sensorwerte bezüglich einer durch einen Bediener 8 außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 vorgenommenen Bedieneraktion erfasst, wobei die Steueranordnung 7 die erfassten Sensorwerte in einer Prüfroutine auf das Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion prüft, und wobei die Steueranordnung 7 auf Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion eine Antriebsanordnung 3 der Klappenanordnung 1 zur motorischen Verstellung veranlasst wird.
Dabei ist vorgesehen, dass die Steueranordnung 7 dafür eingerichtet ist, in der Prüfroutine aus den Sensorwerten eine vorgegebene Auswahl von statistischen Werten zu ermitteln, anhand einer vorgegebenen Wichtungsfunktion mit den statistischen Werten zugeordneten, jeweiligen Wichtungsparametern 11 aus den ermittelten statistischen Werten ein Erkennungswert der Bedieneraktion zu berechnen, und auf Erfüllen eines Erkennungskriteriums durch den Erkennungswert die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion einzustufen.
Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren darf verwiesen werden.
Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre eine Klappenanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug 2, wobei die Klappenanordnung 1 zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren und der vorschlagsgemäßen Steueranordnung 7 darf verwiesen werden.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Sensoranordnung 6 mindestens einen Radarsensor 9 aufweist, wozu ebenfalls auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017129151 A1 [0003, 0005]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei eine Antriebsanordnung (3) mit mindestens einem einer Klappe (4) zugeordneten Antrieb (5), eine Sensoranordnung (6) sowie eine mit der Antriebsanordnung (3) und der Sensoranordnung (6) gekoppelte Steueranordnung (7) vorgesehen ist, wobei mittels der Sensoranordnung (6) Sensorwerte bezüglich einer durch einen Bediener (8) außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) vorgenommenen Bedieneraktion erfasst werden, wobei die erfassten Sensorwerte mittels der Steueranordnung (7) in einer Prüfroutine auf das Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion geprüft werden, und wobei auf Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion die Antriebsanordnung (3) mittels der Steueranordnung (7) zur motorischen Verstellung veranlasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prüfroutine aus den Sensorwerten eine vorgegebene Auswahl von Kennwerten (10) ermittelt wird, dass anhand einer vorgegebenen Wichtungsfunktion mit den Kennwerten (10) zugeordneten, jeweiligen Wichtungsparametern (11) aus den ermittelten Kennwerten (10) ein Erkennungswert der Bedieneraktion berechnet wird, und dass auf Erfüllen eines Erkennungskriteriums durch den Erkennungswert die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion eingestuft wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wichtungsfunktion als lineare Funktion der Kennwerte (10) mit den Wichtungsparametern (11) als Koeffizienten der Kennwerte (10) vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Auswahl Kennwerte (10) von Abstandswerten und/oder Geschwindigkeitswerten aus den Sensorwerten enthält, und/oder, dass die vorgegebene Auswahl Kennwerte (10) von aus Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten abgeleiteten Werten, vorzugsweise Korrelationswerten, weiter vorzugsweise Kreuzkorrelationswerten, aus Abstandswerten und Geschwindigkeitswerten, enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die vorgegebene Auswahl Kennwerte (10) von Intensitätswerten, Winkelwerten und/oder Rauschwerten aus den Sensorwerten enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steueranordnung (7) aus den erfassten Sensorwerten anhand eines Triggerkriteriums ein Prüfzeitfenster (13) festgelegt wird, und dass die im Prüfzeitraum erfassten Sensorwerte der Prüfroutine unterzogen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennwerte (10) als statistischen Kennwerte (10) vorgegeben sind, vorzugsweise, dass die Kennwerte (10) der Auswahl mindestens eines enthalten von: Maximalwert, Minimalwert, Zeitpunkt des Maximalwerts, Zeitpunkt des Minimalwerts, Mittelwert, Varianz, Schiefe, und/oder Wölbung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prüfroutine Sensorwerte als Eingangswerte einem trainierten Maschinenlernmodell zugeführt werden, und dass das Erkennungskriterium neben dem Erkennungswert einen Ausgangswert des trainierten Maschinenlernmodells betrifft, vorzugsweise, dass das trainierte Maschinenlernmodell auf einer Support Vector Machine beruht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wichtungsparameter (11) mittels der Steueranordnung (7) über ein Kommunikationsnetzwerk des Kraftfahrzeugs (2), insbesondere übermittelt von einer zentralen Kraftfahrzeugsteuerung, erhalten werden, vorzugsweise, dass das trainierte Maschinenlernmodell in der Steueranordnung (7) hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sätze von Wichtungsparametern (11) vorgesehen sind, denen jeweils ein Betriebsmodus zugeordnet ist, und dass auf Eintreten einer der Betriebsmodi, insbesondere durch Erfüllen eines Betriebsmodus-Kriteriums durch die Sensorwerte und/oder durch Erhalten eines Betriebsmodus-Signals mittels der Steueranordnung (7), in der Prüfroutine der dem jeweiligen Betriebsmodus zugeordnete Satz von Wichtungsparametern (11) herangezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Parametrierungsroutine basierend auf vorgegebenen Parametrierungs-Sensorwerten gemäß einer Parametrierungsvorschrift die Wichtungsparameter (11) ermittelt werden, vorzugsweise, dass das Erkennungskriterium zumindest teilweise als Schwellwert für den Erkennungswert definiert ist und dass die Wichtungsparameter (11) mit einer auf linearer Regression basierenden Parametrierungsvorschrift ermittelt werden.
Steueranordnung für eine motorische Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Steueranordnung (7) im montierten Zustand mit einer Sensoranordnung (6) gekoppelt ist, welche Sensorwerte bezüglich einer durch einen Bediener (8) außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) vorgenommenen Bedieneraktion erfasst, wobei die Steueranordnung (7) die erfassten Sensorwerte in einer Prüfroutine auf das Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion prüft, und wobei die Steueranordnung (7) auf Vorliegen einer gültigen Bedieneraktion eine Antriebsanordnung (3) der Klappenanordnung (1) zur motorischen Verstellung veranlasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung (7) dafür eingerichtet ist, in der Prüfroutine aus den Sensorwerten eine vorgegebene Auswahl von Kennwerten (10) zu ermitteln, anhand einer vorgegebenen Wichtungsfunktion mit den Kennwerten (10) zugeordneten, jeweiligen Wichtungsparametern (11), aus den ermittelten Kennwerten (10) ein Erkennungswert der Bedieneraktion zu berechnen, und auf Erfüllen eines Erkennungskriteriums durch den Erkennungswert die Bedieneraktion als gültige Bedieneraktion einzustufen.
Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug (2), wobei die Klappenanordnung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 eingerichtet ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (6) mindestens einen Radarsensor (9) aufweist.