DE10349755B3 - Sensor an einem Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Ein Sensor an einem Kraftfahrzeug (1) weist einen im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerichteten Erfassungsbereich (3a, 3b) auf. Um unterschiedliche seitliche Bereiche des Kraftfahrzeuges (1) erfassen zu können, ist der Sensor um eine Querachse des Kraftfahrzeuges (1) drehbar.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor an einem Kraftfahrzeug mit einem im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerichteten Erfassungsbereich, wobei der Sensor um eine Querachse des Kraftfahrzeuges drehbar gelagert ist.
  • In der Kraftfahrzeugtechnik sind unterschiedliche Sensoren bekannt, mit denen seitliche Hindernisse erfassbar bzw. Entfernungen zu anderen Kraftfahrzeugen messbar sind. Die Sensoren finden Anwendung in Fahrassistenzsystemen, um einem Nutzer das Führen des Kraftfahrzeuges zu erleichtern und Unfälle oder verkehrsgefährdende Situationen zu vermeiden. Die erfassten Abstände zu Hindernissen bzw. das Vorhandensein eines Hindernisses überhaupt wird dem Nutzer mit akustischen und/oder optischen Anzeigemitteln mitgeteilt.
  • Z. B. kann mit seitlichen Sensoren, deren wirksamer Erfassungsbereich im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist, eine Parklücke zwischen mehreren hintereinander in einer Reihe am Straßenrand abgestellten Kraftfahrzeugen ausgemessen werden, um beurteilen zu können, ob eine Parklücke zwischen zwei Kraftfahrzeugen ausreichend lang ist, um mit dem eigenen Kraftfahrzeug einparken zu können. Dazu wird während langsamer Fahrt ein dem Fachmann bekannter Signalimpuls seitlich, im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse bzw. zur Fahrtrichtung, vom Sensor ausgestrahlt, an einem Hindernis oder einem geparkten Kraftfahrzeug reflektiert und von geeigneten Empfangsmitteln des Sensors wieder empfangen. Aus der gesamten Laufzeit des Sensorsignals bzw. aus einer Erhöhung oder Verringerung der Laufzeit in Verbindung mit der zurückgelegten Wegstrecke kann darauf geschlossen werden, dass seitlich eine Parklücke bestimmter Länge vorhanden ist. Das Sensorsignal kann dabei im Wesentlichen symmetrisch zur Horizontalen seitlich ausgestrahlt werden.
  • Die DE 697 10 579 T2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Parklücken für Fahrzeuge, wobei zur Verbesserung der Messgenauigkeit ein von einem feststehenden Sensor ausgesandtes Messbündel, d. h. ein Sensorsignal, schräg nach unten auf den Boden gerichtet ist.
  • Eine andere Art bekannter seitlicher Sensoren tastet den "toten Winkel" im seitlichen und hinteren Bereich des Kraftfahrzeuges auf das Vorhandensein von Hindernissen ab. Dieser tote Winkel kann vom Nutzer des Kraftfahrzeuges weder aus dem Augenwinkel noch durch einen Rück- oder Seitenspiegel unmittelbar eingesehen werden. Hierzu muss stets der Kopf gedreht werden, was aus Unaufmerksamkeit oft vergessen wird, so dass beim Anfahren und Abbiegen an einer Kreuzung z. B. ein Fahrrad oder Motorrad übersehen wird bzw. ein anderes Kraftfahrzeug im seitlichen hinteren Bereich bei einem Spurwechsel auf einer mehrspurigen Straße. Um daraus resultierende Unfälle zu vermeiden, senden fest am Kraftfahrzeug angeordnete Sensoren ein Sensorsignal in diesen in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen schräg hinten liegenden Bereich, so dass aus den Laufzeitänderungen des Sensorsignals auf das Vorhandensein eines Hindernisses geschlossen und der Nutzer gewarnt werden kann.
  • Die DE 299 10 069 U1 beschreibt einen Sensor-Empfänger für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, das an einer geeigneten Stelle des Kraftfahrzeugs mit einem Befestigungsteil befestigbar ist. Wie im Schutzanspruch beschrieben ist zwischen dem Gehäuse und dem Befestigungsteil ein Drehverbindungsteil angeordnet, um eine gegenseitige Verdrehung um bis zu 360° zu ermöglichen. Somit kann das Gehäuse des Sensor-Empfängers beispielsweise im Heckbereich des Kraftfahrzeugs eingebaut werden. Um nicht für jede Karosserieform ein eigenes Gehäuse zur korrekten Ausrichtung des im Gehäuse angeordneten Sensor-Empfängers bereitstellen zu müssen ist ein Befestigungsteil vorgesehen, das relativ zum Gehäuse verdrehbar ist. Somit kann je nach Einbaulage des Gehäuses am Kraftfahrzeug der Sensorempfänger in die gewünschte Richtung ausgerichtet werden. Eventuelle Montagefehler können durch die Verschwenkbarkeit nachjustiert werden. Die Ausrichtung des Sensors bleibt nach korrekter Justierung unverändert. Ein Drehen des Sensor-Empfängers im Betrieb des Kraftfahrzeugs ist hier nicht vorgesehen.
  • Die DE 43 33 066 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Montage eines hülsenförmigen Körpers an einem Fahrzeugteil wobei z. B. mittels eines keilförmigen Ringes der Neigungswinkel des hülsenförmigen Körpers relativ zum Fahrzeugteil eingestellt werden kann. Dies dient dazu, den hülsenförmigen Körper, in dem vorzugsweise ein Sensor für Ultraschall-Entfernungsmessungen angeordnet ist, in korrekter Einbaulage am Fahrzeug zu montieren bzw. die Sende- und Empfangsrichtung des Sensors korrekt auszurichten. Nach korrekter Ausrichtung wird der hülsenförmige Körper in seiner Lage arretiert. Ein Drehen oder Schwenken des Sensors im Betrieb des Fahrzeugs ist hier nicht vorgesehen.
  • Die bekannten Sensoren sind insofern nachteilig, als sie jeweils nur einen Teil des seitlichen Bereichs des Kraftfahrzeuges erfassen können. Daher müssen für unterschiedliche Aufgaben bzw. Funktionalitäten in einem Fahrassistenzsystem, wie u. a. ein Parklückenassistenzsystem und ein Totwinkelassistenzsystem, mehrere Sensoren vorgesehen werden. Dies führt zu einem konstruktiven Mehraufwand, erfordert zusätzlichen Einbauraum für die mehreren Sensoren und ist mit höheren Kosten verbunden.
    •
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sensor der eingangs genannten Art anzugeben, der unterschiedliche seitliche Bereiche des Kraftfahrzeuges erfassen kann.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Stellmotor vorgesehen ist, der den Sensor um einen beliebigen Winkel dreht.
  • Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, einen Sensor um eine im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse bzw. zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtete Querachse drehbar zu lagern. Dabei kann ein an sich bereits bekannter Sensor verwendet werden. Die Ausgestaltung des Stellmotors zur Drehung des Sensors ist in Abhängigkeit des verwendeten Sensors in beliebiger Weise ausführbar. Es ist ein Stellmotor vorgesehen, der den Sensor um einen beliebigen Winkel, z. B. 45°, 90°, 135° oder 180°, dreht. Die Steuerung des Stellmotors kann von einer im Fahrzeug vorhandenen zentralen Steuereinheit für alle Funktionen des Kraftfahrzeuges übernommen werden. Der Sensor kann kontinuierlich, d. h. auch wenn er um die Querachse gedreht wird, Signale aussenden und empfangen oder nur wenn er in seine gewünschte Ausrichtung gedreht ist. Es versteht sich, dass der Sensor entweder an einer oder zwei Sensoren symmetrisch an beiden Seiten des Kraftfahrzeuges angeordnet sind.
  • Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mit nur einem Sensor je nach Ausrichtung oder Drehlage um die Querachse unterschiedliche seitliche Bereiche erfassbar und auf Hindernisse abtastbar sind. Somit können von einem Sensor unterschiedliche Funktionalitäten des Fahrassistenzsystems ausgeführt werden. Dadurch werden Kosten und Gewicht für weitere Sensoren eingespart und der Einbau nur eines drehbaren Sensors erfordert weniger Einbauraum.
  • Zweckmäßigerweise ist der Sensor ein Parklückensensor. Mit einem derartigen Sensor kann in vorstehend beschriebener Weise das Vorhandensein einer Parklücke festgestellt werden. Der Parklückensensor verfügt vorzugsweise über einen schmalen horizontalen und einen breiten vertikalen Erfassungsbereich, um nach Art eines Scanners beim Vorbeifahren an mehreren geparkten Kraftfahrzeugen eine Parklücke zwischen diesen ausmessen zu können. Nach einer Drehung dieses Sensors um 90° um die Fahrzeugquerachse kann er als vorstehend beschriebener Totwinkelsensor verwendet werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung ist der Sensor ein Totwinkelsensor. Mit einem derartigen Sensor kann in vorstehend beschriebener Weise ein seitlicher und hinterer Bereich des Kraftfahrzeuges auf das Vorhandensein von Hindernissen, wie z. B. Fahrrädern, abgetastet werden. Der Totwinkelsensor verfügt vorzugsweise über einen breiten horizontalen und einen schmalen vertikalen Erfassungsbereich, um den gesamten seitlichen und vorzugsweise schräg hinteren Bereich des Kraftfahrzeuges zu erfassen. Nach einer Drehung dieses Sensors um 90° um die Fahrzeugquerachse kann er als vorstehend beschriebener Parklückensensor verwendet werden.
  • Bevorzugt ist der Sensor zusätzlich um die Fahrzeuglängsachse verschwenkbar, z. B. jeweils um 15° bis zu 45° nach oben und unten aus der Horizontalen, um insbesondere bei der Verwendung als Totwinkelsensor den seitlichen Bereich nicht nur in Höhe des Sensors nach Hindernissen abzutasten sondern durch Nickbewegungen um die Fahrzeuglängsachse den gesamten seitlichen und hinteren Raum nach oben und unten hin zu erfassen. Der Mechanismus zum Verschwenken sowie die Ansteuerung z. B. eines Stellmotors kann in beliebiger Weise ausgeführt sein.
  • Vorteilhafterweise ist der Sensor in oder an einem Außenspiegel des Kraftfahrzeuges eingebaut oder integriert. Somit ist durch den Sensor ein zusätzlicher Luftwiderstand vermieden und der gesamte seitliche Bereich des Kraftfahrzeuges kann von dem am frei stehenden Außenspiegel angeordneten Sensor ungehindert erfasst werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Drehachse des Sensors geringfügig gegen die Horizontale und/oder Vertikale gekippt. Dadurch wird ein symmetrischer Erfassungsbereich eines Parklückensensors, d. h. dass der Erfassungsbereich gegen die Horizontale gesehen nach oben und unten ausgehend vom Sensor den gleichen Öffnungswinkel aufweist, durch die Drehung, z. B. um 90°, derart verschwenkt, dass der Sensor im Betrieb als Totwinkelsensor nur einen Bereich erfasst, der von einer Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse nach hinten reicht. Dies ist vorteilhaft, da ein seitlicher, vorderer Bereich des Kraftfahrzeuges, bei Draufsicht auf das Kraftfahrzeug der erste Quadrant, vom Nutzer unmittelbar einsehbar ist und der tote Winkel im vom Totwinkelsensor erfassten zweiten Quadranten liegt.
  • Des Weiteren ist vorgeschlagen, dass die Drehung des Sensors um eine Querachse nicht notwendigerweise das Verdrehen des gesamten Sensors erfordert sondern lediglich eines Bauteils des Sensors. Dies kann je nach Art des Sensors oder des verwendeten Sensorsignals ein Spiegel, eine Linse, eine Blende, eine Signalquelle oder dergleichen sein. Somit ist der Mechanismus der Sensordrehung vereinfacht.
  • In weiteren Ausführungsformen werden als Sensorsignal Ultraschall, Infrarotstrahlung oder elektromagnetische Wellen, insbesondere Radarwellen, verwendet. Derartige Sensoren sind dem Fachmann bekannt und geläufig und die Ausgestaltung eines Drehmechanismus für die Sensoren oder Bauteile davon ist ihm möglich.
  • Vorzugsweise ist die Steuerung der Drehbewegung des Sensors an die Fahrtgeschwindigkeit gekoppelt, die mit einem Geschwindigkeitssensor messbar ist. Bei langsamer Fahrt, z. B. von Schrittgeschwindigkeit bis zu 20 oder 30 km/h, wie es bei der Parkplatzsuche entlang mehrerer geparkter Kraftfahrzeuge üblich ist, wird der Sensor von einer zentralen Steuereinheit derart gedreht, dass er als Parklückensensor dient. Bei Stillstand des Kraftfahrzeuges, wie z. B. an einer Ampel, wird der Sensor derart gedreht, dass er als Totwinkelsensor dient, so dass Fahrräder oder Motorräder erfassbar sind. Gleiches gilt für höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten, also z. B. ab 20 oder 30 km/h, bei denen üblicherweise keine Parkplatzsuche stattfindet. In diesen Fahrsituationen ist aber dennoch eine Überwachung des toten Winkels notwendig, um den Nutzer des Kraftfahrzeuges bei einem Spurwechsel ohne vorherigen Blick über die Schulter vor einer Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer zu warnen. Die Geschwindigkeit bei der eine Umschaltung erfolgt kann veränderbar sein. Es ist auch möglich, dass ein Drehen um beliebige Winkel vom Nutzer des Kraftfahrzeuges manuell angesteuert wird.
    •
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1a und 1b den Erfassungsbereich eines Parklückensensors eines Kraftfahrzeuges nach dem Stand der Technik,
  • 2a und 2b den Erfassungsbereich eines Totwinkelsensors eines Kraftfahrzeuges nach dem Stand der Technik und
  • 3a und 3b den Erfassungsbereich eines erfindungsgemäßen drehbaren Sensors eines Kraftfahrzeuges.
  • Das in 1a in Draufsicht und in 1b in Heckansicht schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 1 ist mit einem nach dem Stand der Technik bekannten Parklückensensor versehen, der in einen Außenspiegel 2 eingebaut ist. Der Parklückensensor hat einen schmalen hori zontalen Erfassungsbereich 3a und einen breiten vertikalen Erfassungsbereich 3b, wie aus den 1a, 1b ersichtlich ist. Somit kann der feststehende Parklückensensor nach Art eines Scanners im Vorbeifahren das Vorhandensein einer Parklücke registrieren und diese ausmessen. Der vertikale Erfassungsbereich 3b ist im Wesentlichen symmetrisch zur Horizontalen ausgebildet, er kann aber auch nach unten, d. h. zur Fahrbahn hin, weisen.
  • Das in 2a in Draufsicht und in 2b in Heckansicht schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 1 ist mit einem nach dem Stand der Technik bekannten Totwinkelsensor versehen, der in einen Außenspiegel 2 eingebaut ist. Der Totwinkelsensor hat einen breiten horizontalen Erfassungsbereich 3a und einen schmalen vertikalen Erfassungsbereich 3b, wie aus den 2a, 2b ersichtlich ist. Insbesondere wird nur der Bereich abgetastet, der von einer Querachse des Kraftfahrzeuges 1 aus gesehen im schräg hinteren Bereich liegt. Somit kann der feststehende Totwinkelsensor im Stillstand oder bei schneller Fahrt ein Hindernis erfassen, das sich in Draufsicht auf das Kraftfahrzeug 1 gesehen im zweiten Quadranten befindet.
  • Der Darstellung in den 3a, 3b ist ein Kraftfahrzeug 1 in Seitenansicht entnehmbar. Dabei ist der in einem Außenspiegel 2 des Kraftfahrzeuges 1 eingebaute Sensor um eine leicht gegen die Vertikale und/oder Horizontale geneigte Querachse, z. B. um 90°, drehbar, wie durch den Pfeil 4 angedeutet. Dadurch kann der Sensor sowohl als Parklückensensor, wie in 3a, als auch als Totwinkelsensor, wie in 3b, verwendet werden. Durch die Drehung um eine leicht gekippte Querachse wird der z. B. zur Horizontalen symmetrische Erfassungsbereich des Parklückensensors derart verdreht, dass er nach der Drehung eine optimale Ausrichtung als Totwinkelsensensor aufweist und umgekehrt.
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Außenspiegel
    3a
    horizontaler Erfassungsbereich
    3b
    vertikaler Erfassungsbereich
    4
    Pfeil

Claims (9)

  1. Sensor an einem Kraftfahrzeug (1) mit einem im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerichteten Erfassungsbereich (3a, 3b), wobei der Sensor um eine Querachse des Kraftfahrzeuges (1) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellmotor vorgesehen ist, der den Sensor um einen beliebigen Winkel dreht.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Parklückensensor ist, insbesondere mit einem schmalen horizontalen Erfassungsbereich (3a) und einem breiten vertikalen Erfassungsbereich (3b).
  3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Totwinkelsensor ist, insbesondere mit einem breiten horizontalen Erfassungsbereich (3a) und einem schmalen vertikalen Erfassungsbereich (3b).
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor um die Fahrzeuglängsachse verschwenkbar ist.
  5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor an einem Außenspiegel (2) des Kraftfahrzeuges (1) angeordnet ist.
  6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor um eine gegen die Horizontale und/oder Vertikale gekippte Querachse drehbar ist.
  7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil des Sensors um die Querachse des Kraftfahrzeuges (1) drehbar ist.
  8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor Ultraschall, Infrarotstrahlung oder elektromagnetische Wellen, insbesondere Radarwellen, als Sensorsignal aussendet.
  9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in Abhängigkeit von einer Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (1) drehbar ist.
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