DE19702688A1 - Hybridsystem zur Abstandsmessung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem in Kraftfahr­ zeugen, bei dem mehrere Überwachungseinrichtungen verwendet werden. Üblicherweise werden in Kraftfahrzeugen mehrere Überwachungseinrichtungen beispielsweise des Öldrucks, der Batteriespannung, des Füllstandes im Kraftfahrzeugtank ein­ gesetzt. Dabei können aber auch Meßgrößen gemessen werden, die die Umgebung des Fahrzeugs betreffen wie beispielsweise der Abstand zu einem Hindernis, die Außentemperatur. All diesen Überwachungseinrichtungen ist eigen, daß sie mit Hil­ fe einer spezifischen Meßgröße wie beispielsweise der Mes­ sung eines elektrischen Widerstandes, der Umdrehungszahl der Räder, dem Spannungsabfall an einem Widerstand o. a. in ei­ ner Auswerteeinrichtung den gewünschten Ergebniswert bestim­ men. Die Meßgröße dient damit indirekt zur Bestimmung der Ergebnisgröße.

Die Umfeldwahrnehmung und Abstandsmessung rund um das Kraft­ fahrzeug sowie die Ermittlung der Relativgeschwindigkeit anderer Verkehrsteilnehmer ist wegen der wachsenden Ver­ kehrsdichte von zunehmender Bedeutung. Auf diesem Gebiet werden u. a. als Meßgrößen Kapazitäten, optische Wellen, Ul­ traschallwellen, Mikrowellen, Radarimpulse, Infrarotstrah­ lung eingesetzt, die in den jeweiligen Überwachungseinrich­ tungen Verwendung finden. Jedes der Überwachungseinrichtun­ gen besitzt hinsichtlich technischem Aufwand, Kosten und Genauigkeit der Messung besondere Vor- und Nachteile. Über­ wachungssysteme, die für den nahen und mittleren Abstands­ bereich von Hindernissen zwischen 0 und 20 m dienen, können hinsichtlich ihrer Aufgaben wie Kollisionsvermeidung, Kolli­ sionswarnung, Parkhilfe, Rückfahrhilfe, Totwinkel­ überwachung, Stop & Go, Precrash-Sensorik und Aktuatorik unterschiedliche Anforderungen an Kosten und Technik stel­ len. Es gibt daher eine ganze Reihe von Überwachungseinrich­ tungen, die im Prinzip nur der Abstandsmessung dienen, gleichwohl aber vollkommen unterschiedlich aufgebaut sind und abweichende Meßgrößen zur Ermittlung des Abstandes ver­ wenden.

Es soll nun ein einziges Überwachungssystem einen größeren Wertebereich hinsichtlich der zu findenden Ergebniswerte beherrschen. Soweit dieser Wertebereich von dem durch Ver­ wendung einer bestimmten Meßgröße durch eine Überwachungs­ einrichtung zu beherrschenden Bereich weitgehend abweicht, sind somit eine Fülle von korrigierenden Maßnahmen notwen­ dig, um die gewünschte Genauigkeit über den gesamten Ergeb­ niswertebereich zu erhalten. Hierdurch wird die Überwa­ chungseinrichtung einschließlich ihrer Auswertung hochkom­ plex und entsprechend teuer.

Die Erfindung geht daher aus von einem Überwachungssystem der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gat­ tung. Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Überwa­ chungssystem an einen besonders großen Ergebnismeßbereich anzupassen, wobei dies besonders kostengünstig geschehen soll.

Die Erfindung wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, in dem Überwa­ chungssystem mehrere zueinander parallel arbeitenden Überwa­ chungseinrichtungen vorzusehen, welche innerhalb ihres zu­ geordneten Ergebniswertebereichs besonders einfach und ko­ stengünstig arbeiten. Es werden also zur Feststellung der Ergebniswerte hinsichtlich der einzelnen Ergebniswerteberei­ che unterschiedliche Meßgrößen eingesetzt, die in zugeordne­ ten Überwachungseinrichtungen genutzt werden. Dabei ist die Erfindung besonders geeignet für einen großen Ergebniswerte­ bereich von Abstandswerten, z. B. einen Abstandsbereich zwi­ schen 0 und 20 m.

Zwar erscheint es möglich, die einzelnen Ergebniswerteberei­ che aneinander angrenzen zu lassen, so daß sich ein mög­ lichst großer Gesamtbereich ergibt. Um aber die beiden Er­ gebniswertebereiche gegeneinander leichter abgleichen zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 2. Hierbei ist ein Über­ lappungsbereich der Ergebniswertebereiche vorgesehen, in denen der Abstand eines bestimmten Hindernisses von jedem der beiden Überwachungseinrichtungen parallel gemessen wer­ den kann. Da der Abstand nur einen einzigen bestimmten Wert haben kann, läßt sich ein Abgleich dadurch erreichen, daß der so gefundene Ergebniswert als definierter Abstandswert für beide Wertebereiche eingesetzt wird. Im Prinzip werden also die beiden Ergebniswertebereiche derart gegeneinander verschoben, daß sie im Überlappungsbereich zu den gleichen Abstandsergebnissen führen.

Für eine Abstandsmessung zwischen etwa 0-20 m hat sich insbesondere die Verwendung der sich aus Anspruch 3 ergeben­ den Überwachungseinrichtungen als vorteilhaft her­ ausgestellt. Selbstverständlich sind auch andere Kombinatio­ nen von Meßgrößen etwa für einen abgewandelten Abstandsbe­ reich denkbar. So kann beispielsweise ein Ultraschallverfah­ ren mit einem Infrarot- und einem Mikrowel­ len(Radar)verfahren zu einem Hybridsystem gekoppelt werden. Verwendet man als Überwachungseinrichtungen eine mit Ultra­ schall und eine mit Mikrowellen (Radar) Impulsen arbeitende Überwachungseinrichtung, so läßt sich das daraus gebildete Hybridsystem besonders gut als Park- und Rückfahrhilfe ver­ wenden.

Weiterhin kann es sich insbesondere empfehlen, im Rahmen der Erfindung für die Überwachungseinrichtungen eine gemeinsame elektronische Kontrolleinheit vorzusehen, die beispielsweise sowohl die Auslösung der Meßsignale in den einzelnen Überwa­ chungseinrichtungen als auch deren Bewertung und die Erzeu­ gung von Warnsignalen aufgrund der Auswertung der z. B. zwei Überwachungseinrichtungen übernimmt. Damit kommt man zu ei­ ner zentralisierten Steuerung und Auswertung. Zusammengefaßt läßt sich die Erfindung somit wie folgt beschreiben:
Die Umfeldwahrnehmung und Abstandsmessung rund um das Kfz sowie die Ermittlung der Relativgeschwindigkeit anderer Ver­ kehrsteilnehmer ist von zunehmender Bedeutung. Auf diesem Gebiet werden u. a. kapazitive, optische, Ultraschall-, Mikrowellen-, Infrarot-Verfahren als Einzelsysteme einge­ setzt.

Jedes dieser Einzelsysteme besitzt inhärente technische und kostenbezogene Vor- und Nachteile. Einzelsysteme im nahen und mittleren Abstandsbereich von 0-20 m wie die Kolli­ sionsvermeidung, Kollisionswarnung, Parkhilfe, Rückfahrhil­ fe, Totwinkelüberwachung, Stop & Go., Precrash-Sensorik und Aktuatorik stellen unterschiedliche Anforderungen an die Kosten und Technik.

Im Unterschied zu bisher realisierten Einzelsystemen bean­ sprucht die Erfindung die Kombination zweier oder mehrerer dieser Einzelsysteme zu einem übergeordneten hybriden Ge­ samtsystem, daß die Informationen der Subsysteme in einer zentralen elektronischen Kontrolleinheit verarbeitet und aufbereitet und dem Fahrer zur Anzeige bringt oder warnt oder eine Aktuatorik (z. B. Füllen oder Betätigen des Brems­ systems) einsetzt.

In besonderer Ausführung beansprucht die Erfindung die Er­ stellung eines Hybridsystems, das die Funktion einer Park- und Rückfahrhilfe erfüllt. Hindernisse im unmittelbaren Nah­ bereich (0-5 m) des Kfz werden von einem Ultraschall-Park­ hilfesystem detektiert und genaue Entfernungsmessungen aus­ geführt. Um den Nahbereich vollständig zu erfassen, ist der Detektionsbereich des Ultraschallverfahrens auf bis zu 2 m begrenzt.

Hochauflösende Radarverfahren, die diesen Nahbereich erfas­ sen, sind zu kostenintensiv. Dagegen erfaßt ein Radar-Rück­ fahrhilfesystem den Bereich von 0-15 m, insbesondere den Bereich (2-20 m), der von dem Ultraschallverfahren nicht abgedeckt wird (0 bis 2 m). Durch die geringeren Anforderun­ gen bzgl. der Genauigkeit und der Auflösung der Abstands­ messung können kostengünstige Radarlösungen genutzt werden.

Die gemeinsame elektronische Kontrolleinheit von Ultraschall-Parkhilfe und Mikrowellen-Rückfahrhilfe bewertet die Abstandssignale und aktiviert eine Warnung oder liefert das Signal an weitere Systeme. Damit ist ein Hybridsystem realisiert, das die technisch und wirtschaftlich günstigste Lösung zur Überwachung der verschiedenen Zonen des Nahbe­ reichs nutzt.

Claims (3)

1. Überwachungssystem in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Überwachungseinrichtungen, aus deren spezieller Meßgröße die Werte einer zugehörigen Ergebnisgröße be­ stimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die vonein­ ander abweichenden Meßgrößen der Überwachungseinrichtun­ gen der gleichen Ergebnisgröße zugeordnet sind, daß jede Überwachungseinrichtung einem anderen Werte­ bereich der gleichen Ergebnisgröße zugeordnet ist und daß die Ergebnisgröße eine die Umgebung des Fahrzeugs betreffende Größe, insbesondere den Abstand des Kraft­ fahrzeugs zu einem Hindernis betrifft.

2. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ergebnismeßwertbereiche sich überlappen und eine Abgleicheinrichtung die unterschiedlichen Ergebnis­ bereiche dadurch zueinander abgleicht, daß dem durch die Überwachungseinrichtungen im Überlappungsbereich par­ allel gemessenen Abstand des gleichen Hindernisses, der gleiche Ergebniswert in den beiden Ergebniswertbereichen zugeordnet wird.

3. Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Überwachungssystem zur Ab­ standsmessung eines Hindernisses zwei Überwachungsein­ richtungen vorgesehen sind, daß die erste Überwachungs­ einrichtung, welche dem kleinere Abstände betreffenden Ergebniswertebereich zugeordnet ist, als Meßgröße die Laufzeit von Ultraschallwellen verwendet, während die zweite Überwachungseinrichtung, welche einem größere Meßwerte betreffenden Ergebniswertebereich zugeordnet ist, als Meßgröße die Laufzeit von Radarimpulsen verwen­ det.