DE10360800A1

DE10360800A1 - Abstandssensor zur Verwendung bei Einparkhilfen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10360800A1
Application number: DE10360800A
Authority: DE
Inventors: Richard Baur; Ralph Neuberger; Karsten Henze
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: DE10360800B4

Abstract

Bei einem Abstandssensor zur Verwendung bei Einparkhilfen in Kraftfahrzeugen mit einer druckbezogenen Vorrichtung zur Abstandserkennung, wobei die Vorrichtung zur Abstandserkennung eine Abdeckung aufweist, umfasst die Vorrichtung zur Abstandserkennung mindestens einen Aktuator zur Ausstrahlung eines druckbezogenen Signals und mindestens einen Sensor zur Erfassung des Signal-Echos, durch das druckbezogene Beschaffenheits-Daten zumindest eines Teils der Abdeckung ermittelt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abstandssensor zur Verwendung bei Einparkhilfen in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Abstandssensor ist beispielsweise aus der DE 100 07 050 A1 in Form eines Ultraschallsensors bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Abstandssensor zur Verwendung bei Einparkhilfen in Kraftfahrzeugen im Hinblick auf die Sicherheit einer richtigen Abstandserkennung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Abstandssensor ist mit einer druckbezogenen Vorrichtung zur Abstandserkennung, d.h. zur Erkennung des Abstandes zu einem fahrzeugexternen Hindernis, ausgestattet. Die Vorrichtung zur Abstandserkennung weist eine Abdeckung, meist zumindest in Form einer Membran, die beispielsweise auch mit Lack und/oder Schmutz versehen sein kann, auf.
Unter druckbezogener Vorrichtung sollen Messmittel verstanden werden, die im weitesten Sinne druckbezogen, also auch kraft- oder druckimpulsbezogen sind. Vorzugsweise werden als Vorrichtung zur Abstandserkennung in einer Kraftfahrzeugstoßstange integrierte Drucksensoren in Form von Ultraschallsensoren verwendet. Diese Ultraschallsensoren sind einerseits Aktuatoren zur Abgabe von Ultraschall- bzw. Druckwellen und andererseits Sensoren zur Erfassung der reflektierten abgegebenen Ultraschall- bzw. Druckwellen. Die Vorrichtung zur Abstandserkennung ist, wie bereits bekannt, vorzugsweise mit einem Steuergerät, beispielsweise einem sogenannten PDC (Park Distance Control) Steuergerät, elektrisch verbunden.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zur Abstandserkennung mindestens einen Aktuator zur Ausstrahlung eines druckbezogenen (insbesondere mechanischen oder akustischen) Signals (z. B. Druck-, Kraft- oder Ultraschall-Impulse, -Pulse oder -Wellen usw.) und mindestens einen Sensor zur Erfassung des Signal-Echos. Das Signal-Echo ist die Systemantwort auf das druckbezogene Signal. Aus dem Signal-Echo (z. B. reflektierte Wellen, Pulse oder Impulse) werden druckbezogene Beschaffenheits-Daten (z. B. durch Auswertung des Amplitudenabfalls oder des Ausschwingverhaltens der reflektierten Wellen, Pulse oder Impulse) zumindest eines Teils der Abdeckung ermittelt.
Es werden also Daten über die druckbezogene Beschaffenheit der Abdeckung des Abstandssensors ermittelt. Eine druckbezogene Beschaffenheit der Abdeckung ergibt sich insbesondere aus Vorspannungen durch das Membranmaterial, durch die Dicke der Überlackierung oder durch das Ausmaß der Verschmutzung und ändert sich darüber hinaus über der Lebenszeit durch Alterungsprozesse der Materialien. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese (sich auch ändernde) Beschaffenheit Einfluss auf die Funktionsfähigkeit bzw. Sicherheit einer richtigen Abstandserkennung ausübt. Diese gilt es erfindungsgemäß zu berücksichtigen.
Vorzugsweise ist eine Auswerteeinheit vorhanden, die beispielsweise auch in dem der Abstandserkennungs-Vorrichtung zugeordneten Steuergerät integriert ist, die das Signal-Echo empfängt, aus dem Signal-Echo die elektronischen Beschaffenheits-Daten bildet und mit abgespeicherten Daten vergleicht, wobei die abgespeicherten Daten mindestens einen Grenzwert für eine Beschaffenheit enthalten, die eine richtige Abstandserkennung gerade noch oder gerade nicht mehr gewährleistet. Die in der Auswerteeinheit bzw. im Steuergerät abgespeicherten Daten werden vorzugsweise in einer Entwicklungsphase empirisch ermittelt.
Führt ein derartiger Vergleich zur Erkenntnis, dass eine richtige Abstandserkennung nicht (mehr) gewährleistet ist, kann beispielweise ein dafür vorgesehener Fehlerspeicher im Steuergerät bzw. in der Auswerteeinheit entsprechend beschrieben werden, eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden und/oder eine Notlauffunktion aktiviert werden.
Vorzugsweise werden die Beschaffenheits-Daten bei nicht aktiver Einparkhilfe ermittelt. Die Ermittlung der Beschaffenheits- Daten und die Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Abstandserkennung kann beispielsweise bei jeder Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden.
Die Funktionen des Aktuators und des Sensors können in einem Bauteil zusammengefasst sein. Zumindest der Aktuator oder das Bauteil können ein ohnehin für die Abstandserkennung benötigtes Sensorelement, insbesondere ein Ultraschallsensor, sein.
Zumindest der Aktuator oder das Bauteil ist vorzugsweise ein bekanntes Piezoelement, das als Aktuator und als Sensor verwendet werden kann und das vorzugsweise ein ohnehin in PDC Systemen vorhandener piezoelektrischer Wandler bei Ultraschallsensoren als Abstandssensoren ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die einzige Figur zeigt eine Stoßstange 5 eines hier nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs. In der Stoßstange 5 ist ein Ultraschallsensor 2 als Vorrichtung zur Abstandserkennung integriert. Der Ultraschallsensor 2 weist einen piezoelektrischen Wandler 3 als Aktuator wie als Sensor und eine Abdeckung 1 in Form einer Sensormembran auf. Die Beschaffenheit der Abdeckung 1, die die druckbezogene Abstandserkennung beeinflusst, wird wie folgt ermittelt:
Eine Auswerteeinheit 4 steuert den piezoelektrischen Wandler 3 derart an, dass er zu vorgegebener Zeit (zeit- oder ereignisgesteuert) als Aktuator ein druckbezogenes Signal S, beispielsweise Ultraschallwellen oder Druckimpulse, in Richtung Außenfläche der Stoßstange 5 bzw. in richtung Abdeckung 1 aussendet. Danach erfasst der piezoelekirische Wandler 3 als Sensor das Signal-Echo E als Reaktion des druckbezogenen Signals S im Abdeckungsumfeld und leitet es an die Auswerteeinheit 4 weiter. Die Auswerteeinheit 4 empfängt das Signal-Echo E und bildet daraus elektronische Beschaffenheits-Daten. Beispielsweise kann dazu der Druckabfall oder das Ausschwingverhalten des reflektierten druckbezogenen Signals ausgewertet werden. Die so gebildeten Daten werden mit abgespeicherten Daten D verglichen. Die abgespeicherten Daten enthalten mindestens einen Grenzwert für eine Beschaffenheit, die eine richtige Abstandserkennung gerade noch oder gerade nicht mehr gewährleistet. Ist beispielsweise der Druckabfall aus den aktuell gebildeten Beschaffenheits-Daten größer als ein abgespeicherter Druckabfall-Grenzwert, wird auf eine möglicherweise falsche Abstandserkennung geschlossen. Diese Erkenntnis wird beispielsweise in einem Fehlerspeicher der Auswerteeinheit oder des die Auswerteeinheit enthaltenden Steuergeräts (z. B. PDC-Steuergerät) abgelegt. Gleichzeitig kann an den Fahrer eine Empfehlung zur Überprüfung des PDC-Steuergeräts ausgegeben werden.
Die Auswerteeinheit bzw. das Steuergerät kann auch derart ausgestaltet sein, dass in vorbestimmten Grenzen ein Nachregeln bzw. Nachjustieren des Abstandssensors durchgeführt wird. Damit können die Auswirkungen der typischen Prozesseinflüsse wie Lackdicke/Lackbeschaffenheit/Produktionsschwankungen/Werkstoffschwankungen zunächst nahezu ausgeglichen werden. Die Messgenauigkeit bleibt hierdurch nahezu konstant. Erst wenn der Aussteuerbereich die vorbestimmten Grenzen überschreitet, wird ein Fehler ausgegeben und/oder eine Notlauffunktion aktiviert.

Claims

Abstandssensor zur Verwendung bei Einparkhilfen in Kraftfahrzeugen mit einer druckbezogenen Vorrichtung zur Abstandserkennung, wobei die Vorrichtung zur Abstandserkennung eine Abdeckung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) zur Abstandserkennung mindestens einen Aktuator (3) zur Ausstrahlung eines druckbezogenen Signals (S) und mindestens einen Sensor (3) zur Erfassung des Signal-Echos (E) umfasst, durch das druckbezogene Beschaffenheits-Daten zumindest eines Teils der Abdeckung (1) ermittelt werden.
Abstandssensor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (4) vorhanden ist, die das Signal-Echo (E) empfängt, aus dem Signal-Echo (E) die elektronischen Beschaffenheits-Daten bildet und mit abgespeicherten Daten (D) vergleicht, wobei die abgespeicherten Daten mindestens einen Grenzwert für eine Beschaffenheit enthalten, die eine richtige Abstandserkennung gerade noch oder gerade nicht mehr gewährleistet.
Abstandssensor nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschaffenheits-Daten bei nicht aktiver Einparkhilfe ermittelt werden.
Abstandssensor nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen des Aktuators und des Sensors in einem Bauteil (3) zusammengefasst sind.
Abstandssensor nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Aktuator oder das Bauteil (3) ein ohnehin für die Abstandserkennung benötigtes Sensorelement ist.
Abstandssensor nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Aktuator oder das Bauteil (3) ein Piezoelement ist.