EP2513667A1 - Vorrichtung zur überwachung eines abstandes eines fahrzeuges zu einem objekt - Google Patents

Vorrichtung zur überwachung eines abstandes eines fahrzeuges zu einem objekt

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EP2513667A1
EP2513667A1 EP10781514A EP10781514A EP2513667A1 EP 2513667 A1 EP2513667 A1 EP 2513667A1 EP 10781514 A EP10781514 A EP 10781514A EP 10781514 A EP10781514 A EP 10781514A EP 2513667 A1 EP2513667 A1 EP 2513667A1
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EP
European Patent Office
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distance
value
sensor
limit value
limit
Prior art date
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Application number
EP10781514A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Hoenes
Frank Seidel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01S2013/93275—Sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring a distance of a vehicle to an object
  • the invention relates to a device for monitoring a distance of a vehicle
  • Ultrasonic sensors For a measurement, a plurality of measuring sensors are preferably arranged for transmitting and receiving transmitted pulses in the front or rear region of a vehicle.
  • An electronics unit calculates a distance to the nearest obstacle from received pulses and generates a full warning signal, eg. B. a continuous tone, falls below a predetermined minimum limit.
  • Sensors transmit and receive signals within a so-called measuring cone, whereby a monitoring area on the vehicle is defined by the arrangement position of the sensors in the vehicle contour of the front or rear area, as well as the lateral zones of a vehicle.
  • the object of the present invention is seen to provide a device for monitoring a distance of an object to a vehicle, which allows improved monitoring of a rear and / or front area.
  • the invention is based on a device for monitoring a distance of a vehicle to an object, comprising several in the front and / or in the
  • Distance range is provided and connected to the distance sensors electronics unit which generates a full warning signal upon reaching a predetermined minimum limit of a distance determined by the distance sensors and activates a display device for optical and / or acoustic display of distances. Sensors that perform a distance measurement, have a minimal
  • Measurement distance resulting from the ringing of the membrane system.
  • the minimum limit of a minimum measuring distance of a sensor is
  • the essence of the invention is that the electronics unit is designed, even before reaching the predetermined minimum limit for a determined distance at a predetermined first warning distance value, which is greater than one
  • Minimum limit of a sensor is to generate a full warning signal when passing through a
  • Direct echo of the first sensor a distance is determined which is smaller than a first limit value, wherein the first limit value is greater than a minimum limit value of the first sensor, and if a distance is determined by a direct echo of the second sensor, which is greater than a second limit value wherein the second threshold is greater than a minimum threshold of the second sensor.
  • sensors can not be positioned anywhere in the bumper. If the positioning of an external sensor results in a distance to the vehicle corner which is greater than the minimum limit value of the sensor, no full warning, for. B. a continuous tone, generated for obstacle objects in the area of the vehicle corner, which is outside the minimum limit.
  • the first and second limit value is selected such that in a region of a central
  • both the first limit and the second threshold at least at one point have the same value.
  • the area defined by the limit values can be placed in an area that lies in front of a corner area to be monitored.
  • Electronic unit is designed, even before reaching the predetermined minimum limit for a determined distance at a specified
  • Warning distance value to generate a full warning signal when a distance, which is smaller than a first limit value, is determined by a direct echo of the first sensor, wherein the first limit value is greater than the minimum limit value and if a distance is determined by a cross echo of the first and second sensor, which is greater than a third limit.
  • the constraint definition with the constraints can be used to use a special offset to match the warning distance value of one
  • the first and third limit values are selected such that both the first and the third are between an area before the minimum limit value of the first sensor and the second limit value
  • Limit value have at least at one point an equal value.
  • the range between the limit values which defines a consideration of the offset, is advantageously placed in the corner region of the vehicle.
  • the electronic unit is designed, even before reaching the predetermined minimum limit value for a determined distance, only at a second time
  • Warning distance value which is greater by an offset than the first warning distance value to output a full warning signal, if in addition by a direct echo of the first sensor, a distance is determined, which is smaller than a fourth limit, and by a cross echo of the first and second sensor, a distance is determined which is greater than a fifth threshold, wherein the fourth threshold is less than the first threshold, and wherein the fifth threshold is greater than the minimum threshold of the first sensor.
  • the minimum limit value is corrected with a first offset value. If an object enters the second monitoring area between the fourth and fifth limit value, a further offset correction is carried out. If the offset value corrected with the offset values is within the second
  • the fourth and fifth limit value is selected such that in a range between the first and third limit value before the first sensor, both the fourth and the fifth limit value have a same value at one point.
  • the first offset value is set to a value which is smaller than a hysteresis value for the withdrawal of a generated full warning signal.
  • the second offset value is set to a value which is smaller than the first offset value plus a hysteresis value.
  • a hysteresis value ensures continuous updating of a display when an obstacle object approaches a vehicle, and avoids so-called "jumping" of the display or output medium to the driver when the obstacle object moves away from the vehicle.
  • the first limit value is greater than the minimum limit value plus the first offset value.
  • the second offset value is smaller than the fourth limit value which is smaller than the first limit value.
  • Figure 1 is a schematic representation of a conventional
  • Figure 2 is a schematic representation of a distance monitoring a
  • Figure 3 is a schematic representation of a distance monitoring a
  • Figure 4 is a schematic representation of the evaluation of measured
  • sensors 2, 3, 4, 5 are preferably arranged at the same distance from each other in the vehicle contour.
  • the sensors 2, 3, 4 and 5 are designed to receive measurement signals as a direct echo signal or cross echo signal.
  • a cross echo signal is, for example, from
  • Direct echo signal is sent by a sensor and received by it again.
  • the minimum limit may coincide with the minimum limit of each sensor. However, he will regularly be above it in order not to have to operate the system at the technical limits.
  • Distance measuring device merge with the ringing of the membrane system of the sensor.
  • This minimum limit value 6 is preferably defined as a full warning limit, ie. H.
  • a full warning limit ie. H.
  • the driver of a vehicle is signaled a full warning, such as a continuous tone.
  • the distance measurement is based on a transit time measurement of the signals.
  • an electronic unit If an obstacle object is detected in the monitoring area of the sensor 2, an electronic unit generates an optical and / or acoustic warning signal.
  • a driver can be signaled obstacle objects in the surveillance area, which are not recognizable by a backward view or by a view in the rear or side mirrors of a vehicle by the driver.
  • the sensors arranged in FIG. 1 monitor the rear area.
  • the area between an illustrated line of sight 7 and the lateral contour of the vehicle is not visible to a driver and can not be detected by the sensor 2 as
  • Full warning are detected because the minimum limit 6 of the sensor 2 is smaller than the distance between sensor 2 and corner of the vehicle. If the positioning of the outer sensor 2, 5 relative to a vehicle corner results in a distance which is greater than a minimum limit value 6 of the sensor 2, no near-range warning (full warning signal) for obstacle objects in the area of a vehicle corner of a vehicle is generated by a conventional monitoring device. The risk of possible damage in this area is thus given, as only when reaching the minimum limit 6 of the sensor 2, a full warning signal is generated.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a distance monitoring on a vehicle contour 1 in the rear region of a vehicle, wherein the outer sensor 2 is positioned at a distance with reference to the vehicle corner which is smaller than the minimum limit value 6 plus a value which adds to a distance value must be so that the full warning signal is withdrawn.
  • the value is called the hysteresis value. It is a generation of a full warning signal before reaching the minimum limit 6 of the sensor 2 is provided to a in the
  • the area 10 can be defined by limiting values to be determined for the distances determined between an obstacle object and the sensors 2, 3, 4, 5.
  • a distance value of a direct echo of the sensor 2 (DE2) is smaller than a
  • a distance value (CE23) of a cross echo of the sensors 2 and 3 is greater than a predetermined distance (CE23_Max) at a fixed cross echo of the sensors 2 and 3;
  • a distance value (DE3) of a direct echo of the sensor 3 is greater than one
  • Warning distance value 14 As soon as the new warning distance value 14 is reached, it comes to an output of a full warning signal.
  • the course of an obstacle object on the line 12 with offset correction fulfills the condition for an offset 8 (see hatching of the area 10), whereby a full warning is triggered at an intersection of the line 12 with the new warning distance value 14.
  • the offset correction may in fact be such that the offset value 8 is subtracted from the measured distance of the sensor 2 at the intersection point 16 of the line 12 with the limit value at DE2_Min. This would be an addition to
  • Figure 3 is intended to illustrate the operation of a device for monitoring a distance of a vehicle, wherein the distance range to be monitored is divided into two different areas - in a first region 21 and in a second region 20th
  • a two-stage monitoring of the corner region is preferably to be used when the distance between the outer sensor 2 to the vehicle corner is smaller than the minimum limit value 6 plus a double hysteresis value. It is in a first stage, the consideration of a first offset 8 and in a second stage the
  • the first monitoring area 21 is defined by the following conditions:
  • the direct echo DE2 of the second sensor is smaller than a fixed one
  • Limit DE2_Min for a distance of a direct echo of the sensor 2; a distance value CE23 of a cross echo of the sensors 2 and 3 is greater than a predetermined limit CE23;
  • a distance value DE3 of a direct echo of the sensor 3 is greater than one
  • a cross echo of the sensors 3, 4 may be considered in such a way that a distance value is greater than a threshold value CE34_Max of the cross echo.
  • the monitoring area 20 may be defined by the following conditions.
  • a distance value DE2 of a direct echo of the sensor 2 is smaller than a defined limit DE2_min_nnnen and a distance value CE23 of a cross echo of
  • Sensors 2, 3 is greater than a specified limit CE23_Max_lnnen. If the conditions for the monitoring area 21 and the conditions for the second monitoring area 20 are met, a further offset value 9 for the minimum limit value 6 is taken into account in addition to the offset value 8. In addition, a cross echo of the sensors 3, 4 may be taken into account in a manner that is a distance value greater than a threshold CE34_Max_lnnen of the cross echo.
  • Warning distance value 15 is then within the monitoring area 20.
  • FIG. 4 shows a schematic representation to illustrate FIG
  • a display of distances of an obstacle object for the driver takes place in different stages, preferably via LEDs in different colors or acoustically with different pulse sequences of tones.
  • the first column 22 of FIG. 4 shows an optical signaling of distance values, wherein the area 25 is a full warning, the area 26 an alert, the
  • the regions 25, 26, 27, 28 are shown shifted by the first offset value 8. It illustrates the one-step case.
  • the regions 25, 26, 27, 28 are additionally shifted by the second offset value 9 in relation to the second column 23. This represents the two-stage case.
  • the offset values add up to a total of 15. In the single-stage and two-stage case, it was assumed that all above conditions are met and an evaluation only depends on the direct echo DE2.
  • a display for a driver may be updated as an obstacle approaches the vehicle. If an obstacle is removed, it can be determined that it must first move away by a value of X before the ad is updated, ie. H. returns to the previously valid warning level.
  • This value X can, for example, with reference to Figure 4 ten units, z. B. 10 cm, amount.
  • the limits can be z.
  • a first offset 8 is preferably smaller than a display hysteresis value X.
  • the limit value DE2_Min is preferably greater than or equal to the minimum measuring distance 6 plus the offset value 8.
  • the offset value 9 is preferably smaller than the sum of the offset value 1 and the display Hysteresis value X.
  • the offset value 2 is preferably smaller than the limit DE2_Min_lnnen, which in turn is smaller than the limit DE2_Min.
  • the present invention should not be limited to the embodiment for monitoring a single vehicle corner. Rather, all vehicle corners of a vehicle can be monitored with the device according to the invention, wherein the one-stage or two-stage described in the embodiment
  • Corner monitoring can be extended by further stages.

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Objekt vorgeschlagen, umfassend mehrere im Front- und/oder im Heckbereich des Fahrzeuges anzubringende Abstandssensoren (2, 3, 4, 5), eine mit den Abstandssensoren verbundene Elektronikeinheit und eine Anzeigevorrichtung zur optischen und/oder akustischen Anzeige von Abständen. Erfindungsgemäß ist die Elektronikeinheit dazu ausgelegt, bereits vor dem Erreichen des vorgegebenen Mindestgrenzwertes (6) für einen ermittelten Abstand bei einem festgelegten ersten Warnabstandswert (14), der größer als der Mindestgrenzwert (6) eines ersten Sensors (2) ist, ein Vollwarnsignal zu generieren, wenn durch ein Direktechos des ersten Sensors (2, 3, 4, 5) ein Abstand ermittelt wird, der kleiner als ein erster Grenzwert (DE2_Min) ist, wobei der erste Grenzwert (DE2_Min) größer als der Mindestgrenzwert (6) des ersten Sensors (2) ist, und wenn durch ein Direktecho (DE2) des zweiten Sensors (2) ein Abstand ermittelt wird, der größer als ein zweiter Grenzwert (DE3_Max) ist, wobei der zweite Grenzwert (DE3_Max) größer als der Mindestgrenzwert (6) des zweiten Sensors (2) ist.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Objekt Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes eines
Fahrzeuges zu einem Objekt nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .
Stand der Technik Vorrichtungen zur Überwachung eines Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Objekt sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt.
Eine Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung umfasst die Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt auf der Basis von
Ultraschallsensoren. Für eine Messung werden vorzugsweise mehrere Messsensoren zum Senden und Empfangen von Sendeimpulsen im Front- bzw. Heckbereich eines Fahrzeugs angeordnet. Eine Elektronikeinheit berechnet aus empfangenen Impulsen einen Abstand zum nächstliegenden Hindernis und generiert ein Vollwarnsignal, z. B. einen Dauerton, bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestgrenzwertes.
Sensoren senden und empfangen Signale innerhalb eines so genannten Messkegels, wodurch ein Überwachungsbereich am Fahrzeug durch die Anordnungslage der Sensoren in der Fahrzeugkontur des Front- bzw. Heckbereichs, sowie der seitlichen Zonen eines Fahrzeuges definiert ist.
Die Aufgabenstellung zur vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes eines Objekts zu einem Fahrzeug bereitzustellen, die eine verbesserte Überwachung eines Heck- und/oder Frontbereichs erlaubt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 3 und 5 gelöst.
Vorteilhafte Erweiterungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Objekt aus, umfassend mehrere im Front- und/oder im
Heckbereich des Fahrzeuges anzubringende Abstandssensoren, wobei ein erster
Abstandssensor zur Anordnung im Bereich einer Fahrzeugecke und ein zweiter Abstandsensor zur Anordnung beabstandet zum ersten Sensor in Richtung
Fahrzeugmitte zur Überwachung eines die Fahrzeugecke umgebenden
Abstandsbereichs vorgesehen ist und eine mit den Abstandssensoren verbundene Elektronikeinheit, welche bei Erreichen eines vorgegebenen Mindestgrenzwertes eines von den Abstandssensoren ermittelten Abstandes ein Vollwarnsignal generiert und eine Anzeigevorrichtung zur optischen und/oder akustischen Anzeige von Abständen aktiviert. Sensoren, die eine Abstandsmessung ausführen, weisen eine minimale
Messentfernung auf, die sich aus dem Nachschwingen des Membransystems ergibt. Der Mindestgrenzwert einer minimalen Messentfernung eines Sensors liegt
beispielsweise, abhängig von dem technischen Aufbau des Sensors, im Bereich von ca. 20 cm. Abstandswerte, die kleiner als ein Mindestgrenzwert eines Sensors sind „verschmelzen" mit dem Nachschwingen des Membransystems und können nicht mehr genau aufgelöst werden. Gleiche Abstandswerte um einen Sensor definieren im Raum einen Ausschnitt einer Kugeloberfläche. Messsignale, die von einem Ultraschallsensor gesendet und vom gleichen Sensor empfangenen werden sind als Direktecho bekannt. Die von einem Ultraschallsensor gesendeten und von einem direkt benachbarten Sensor empfangenen Messsignale sind als Kreuzecho bekannt. Gleiche Abstandswerte bei einem Kreuzecho definieren im Raum die Oberfläche eines Ellipsoiden.
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass die Elektronikeinheit dazu ausgelegt ist, bereits vor dem Erreichen des vorgegebenen Mindestgrenzwertes für einen ermittelten Abstand bei einem festgelegten ersten Warnabstandswert, der größer als ein
Mindestgrenzwert eines Sensors ist, ein Vollwarnsignal zu generieren, wenn durch ein
Direktecho des ersten Sensors ein Abstand ermittelt wird, der kleiner als ein erster Grenzwert ist, wobei der erste Grenzwert größer als ein Mindestgrenzwert des ersten Sensors ist, und wenn durch ein Direktecho des zweiten Sensors ein Abstand ermittelt wird, der größer als ein zweiter Grenzwert ist, wobei der zweite Grenzwert größer als ein Mindestgrenzwert des zweiten Sensors ist. Aufgrund von Konstruktions- und Designanforderungen können Sensoren nicht beliebig im Stoßfänger positioniert werden. Ergibt sich bei der Positionierung eines äußeren Sensors ein Abstand zur Fahrzeugecke, welcher größer als der Mindestgrenzwert des Sensors ist, wird keine Vollwarnung, z. B. ein Dauerton, für Hindernisobjekte im Bereich der Fahrzeugecke generiert, die außerhalb des Mindestgrenzwertes liegt. Dem
Fahrzeugführer wird daher keine Kollisionsgefahr bewusst gemacht. Die Gefahr einer Beschädigung des Fahrzeuges in einem solchen Bereich der Fahrzeugecke durch ein Hindernisobjekt, beispielsweise ein Pfosten, ist daher sehr hoch. Durch eine Definition von Grenzwerten, die größer als der Mindestgrenzwert sind, kann für den Fahrer eines Fahrzeuges eine Verlagerung eines Mindestgrenzwertes in einem speziellen Bereich des Fahrzeugs erreicht werden, um eine Kollision des Fahrzeuges mit einem
Hindernisobjekt in den neuralgischen Bereichen zu vermeiden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und zweite Grenzwert so gewählt ist, dass in einem Bereich einer zentralen
Messachse vor dem ersten Sensor sowohl der erste Grenzwert als auch der zweite Grenzwert zumindest an einer Stelle den gleichen Wert aufweisen. Damit kann der durch die Grenzwerte definierte Bereich in ein Gebiet gelegt werden, der vor einem zu überwachenden Eckbereich liegt.
Bei einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Elektronikeinheit dazu ausgelegt ist, bereits vor dem Erreichen des vorgegebenen Mindestgrenzwertes für einen ermittelten Abstand bei einem festgelegten
Warnabstandswert ein Vollwarnsignal zu generieren, wenn durch ein Direktecho des ersten Sensors ein Abstand ermittelt wird, der kleiner als ein erster Grenzwert ist, wobei der erste Grenzwert größer als der Mindestgrenzwert ist und wenn durch ein Kreuzecho des ersten und zweiten Sensors ein Abstand ermittelt wird, der größer als ein dritter Grenzwert ist. Die Grenzwertdefinition mit den Bedingungen kann zur Verwendung eines speziellen Offsets dienen, um damit den Warnabstandswert von einem
vorgegebenen Wert zu einem neuen Wert zu verschieben, bei welchem ein
Vollwarnsignal generiert wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und dritte Grenzwert so gewählt ist, dass zwischen einem Bereich vor dem Mindestgrenzwert des ersten Sensors und dem zweiten Grenzwert sowohl der erste als auch der dritte
Grenzwert zumindest an einer Stelle einen gleichen Wert aufweisen. Damit wird der Bereich zwischen den Grenzwerten, der eine Berücksichtigung des Offsets definiert, vorteilhaft in den Eckbereich des Fahrzeuges gelegt. Bei einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektronikeinheit dazu ausgelegt ist, bereits vor dem Erreichen des vorgegebenen Mindestgrenzwertes für einen ermittelten Abstand erst bei einem zweiten
Warnabstandswert, der um einen Offset größer ist als der erste Warnabstandswert ein Vollwarnsignal auszugeben, wenn zusätzlich durch ein Direktecho des ersten Sensors ein Abstand ermittelt wird, der kleiner als ein vierter Grenzwert ist, und durch ein Kreuzecho des ersten und zweiten Sensors ein Abstand ermittelt wird, der größer als ein fünfter Grenzwert ist, wobei der vierte Grenzwert kleiner als der erste Grenzwert ist und wobei der fünfte Grenzwert größer als der Mindestgrenzwert des ersten Sensors ist. Bei der Detektion eines Hindernisobjektes in den Abstandsbereichen zwischen dem ersten und dritten Grenzwert wird der Mindestgrenzwert mit einem ersten Offsetwert korrigiert. Bei Eintreten eines Objektes in den zweiten Überwachungsbereich zwischen dem vierten und fünften Grenzwert wird eine weitere Offsetkorrektur ausgeführt. Liegt der mit den Offsetwerten korrigierte Abstandswert innerhalb des zweiten
Überwachungsbereiches, kann dem Fahrer eine Vollwarnung sowie alle Vorstufen zur Vollwarnung signalisiert werden. Dieses zweistufige Verfahren eignet sich bei der Anordnung von Abstandssensoren an Fahrzeugen mit relativ großen
Fahrzeugkonturen.
Es ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der vierte und fünfte Grenzwert so gewählt ist, dass in einem Bereich zwischen dem ersten und dritten Grenzwert vor dem ersten Sensor sowohl der vierte als auch der fünfte Grenzwert an einer Stelle einen gleichen Wert aufweisen.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Offsetwert auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als ein Hysteresewert zur Rücknahme eines generierten Vollwarnsignals ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Offsetwert auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner ist als der erste Offsetwert zuzüglich eines Hysteresewertes.
Die Festlegung eines Hystereswertes gewährleistet eine kontinuierliche Aktualisierung einer Anzeige, wenn sich ein Hindernisobjekt einem Fahrzeug nähert und vermeidet ein so genanntes„Springen" der Anzeige bzw. des Ausgabemediums für den Fahrer, wenn sich das Hindernisobjekt vom Fahrzeug entfernt. In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Grenzwert größer ist als der Mindestgrenzwert zuzüglich des ersten Offsetwertes. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Offsetwert kleiner als der vierte Grenzwert ist, welcher kleiner als der erste Grenzwert ist.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor.
Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen
Abstandsüberwachung eines Heckbereiches eines Fahrzeuges zu einem Objekt;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Abstandsüberwachung eines
Heckbereiches eines Fahrzeuges zu einem Objekt mit einer einstufigen Eckenabsicherung; Figur 3 eine schematische Darstellung einer Abstandsüberwachung eines
Heckbereiches eines Fahrzeuges zu einem Objekt mit einer einstufigen Eckenabsicherung;
Figur 4 eine schematische Darstellung zu der Auswertung von gemessenen
Abstandswerten ohne und mit Offset-Korrekturen der Abstandswerte.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Abstandsüberwachung an einer Fahrzeugkontur 1 im Heckbereich eines Fahrzeuges, welche mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Überwachungsvorrichtung eine Abstandsmessung zwischen der Fahrzeugkontur 1 und einem zur Fahrzeugkontur 1 beabstandeten Hindernisobjekt (nicht dargestellt) ausführen kann. Zur Bestimmung eines kritischen Abstandes zwischen der Fahrzeugkontur 1 und einem Hindernisobjekt sind Sensoren 2, 3, 4, 5 vorzugsweise im gleichen Abstand zueinander in der Fahrzeugkontur angeordnet. Die Sensoren 2, 3, 4 und 5 sind dazu ausgelegt, Messsignale als Direktechosignal bzw. Kreuzechosignal zu empfangen. Ein Kreuzechosignal wird beispielsweise vom
Sensor 2 gesendet und vom benachbarten Sensor 3 empfangen oder umgekehrt. Ein
Direktechosignal wird von einem Sensor gesendet und von diesem wieder empfangen. Der Mindestgrenzwert kann mit dem Minimal-Grenzwert der einzelnen Sensoren zusammen fallen. Regelmäßig wird er jedoch darüber liegen, um das System nicht an den technischen Grenzen betreiben zu müssen.
Abstände unterhalb des technischen Grenzwertes der Sensoren 2, 3, 4, 5 können nicht bestimmt werden, da die Signale beispielsweise bei Ultraschallsensoren als
Abstandsmesseinrichtung mit dem Nachschwingen des Membransystems des Sensors verschmelzen.
Dieser Mindestgrenzwert 6 ist vorzugsweise als Vollwarngrenze definiert, d. h. an dieser Stelle wird dem Fahrer eines Fahrzeuges ein Vollwarnung, beispielsweise ein Dauerton, signalisiert. Die Abstandsmessung basiert auf eine Laufzeitmessung der Signale.
Wird ein Hindernisobjekt im Überwachungsbereich des Sensors 2 detektiert, generiert eine Elektronikeinheit ein optisches und/oder akustisches Warnsignal.
Dadurch können einem Fahrer Hindernisobjekte im Überwachungsbereich signalisiert werden, welche durch ein Rückwärtssehen bzw. durch eine Sicht in den Rück- bzw. Seitenspiegel eines Fahrzeuges vom Fahrer nicht zu erkennen sind.
Die in Figur 1 angeordneten Sensoren überwachen den Heckbereich.
Der Bereich zwischen einer dargestellten Sichtlinie 7 und der seitlichen Fahrzeugkontur ist für einen Fahrer nicht einsehbar und kann auch nicht von dem Sensor 2 als
Vollwarnung erfasst werden, da der Mindestgrenzwert 6 des Sensors 2 kleiner als der Abstand zwischen Sensor 2 und Fahrzeugecke ist. Ergibt sich bei der Positionierung des äußeren Sensors 2, 5 bezogen zu einer Fahrzeugecke ein Abstand, welcher größer als ein Mindestgrenzwert 6 des Sensors 2 ist, so wird keine Nahbereichswarnung (Vollwarnsignal) für Hindernisobjekte im Bereich einer Fahrzeugecke eines Fahrzeuges durch eine herkömmliche Überwachungsvorrichtung generiert. Die Gefahr einer eventuellen Beschädigung in diesem Bereich ist damit gegeben, da erst bei Erreichen des Mindestgrenzwertes 6 des Sensors 2 ein Vollwarnsignal generiert wird.
Die Abstände zwischen dem äußeren Sensor 2, 5 und einer Fahrzeugecke eines Fahrzeuges ergeben sich aus Konstruktions- und Designanforderungen an das jeweilige Fahrzeug. In Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer Abstandsüberwachung an einer Fahrzeugkontur 1 im Heckbereich eines Fahrzeuges gezeigt, wobei der äußere Sensor 2 in einem Abstand mit Bezug zur Fahrzeugecke positioniert ist, welcher kleiner ist als der Mindestgrenzwert 6 zuzüglich eines Wertes, der auf einen Abstandswert addiert werden muss, damit das Vollwarnsignal zurückgenommen wird. Der Wert wird als Hysteresewert bezeichnet. Es ist eine Generierung eines Vollwarnsignals vor dem Erreichen des Mindestgrenzwertes 6 des Sensors 2 vorgesehen, um ein im
Eckenbereich des Fahrzeuges eintauchendes Hindernisobjekt vor einer Beschädigung des Fahrzeuges dem Fahrer zu signalisieren. Durch Eintauchen eines Hindernisobjekts innerhalb eines schraffiert dargestellten Überwachungsbereiches 10 wird der
Mindestgrenzwert 6, bei welchem ein Vollwarnsignal ausgegeben wird, um einen Offsetwert 8 angehoben. Der Bereich 10 lässt sich durch festzulegende Grenzwerte für die ermittelten Abstände zwischen einem Hindernisobjekt und den Sensoren 2, 3, 4, 5 definieren. Zusätzlich kann mindestens eine weitere Bedingung von z. B. einem
Grenzwert aus einem Kreuzecho der Sensoren 3 und 4 den Bereich 10 weiter definieren.
Das Korrigieren eines Mindestgrenzwertes 6 durch einen Offsetwert 8 erfolgt insbesondere, wenn folgende Bedingungen in„Und" -Kombination vorliegen:
- ein Abstandswert eines Direktechos des Sensors 2 (DE2) ist kleiner als ein
festgelegter Abstand (DE2_Min) bei einem Direktecho des Sensors 2;
- ein Abstandswert (CE23) eines Kreuzechos der Sensoren 2 und 3 ist größer als ein festgelegter Abstand (CE23_Max) bei einem festgelegten Kreuzecho der Sensoren 2 und 3;
- ein Abstandswert (DE3) eines Direktechos des Sensors 3 ist größer als ein
festgelegter Abstand eines Direktechos des Sensors 3 (DE3_Max).
Verschiedene Hindernisläufe werden nachstehend zur Veranschaulichung der Funktion beschrieben.
Nähert sich zum Beispiel ein Hindernisobjekt auf einer Linie 1 1 , tritt bei Unterschreiten des Grenzwertes bei DE2_Min das Objekt in den Bereich 10 ein und es erfolgt eine
Korrektur des Mindestgrenzwertes 6 des Sensors 2 bzw. ein aus den kombinierten Echos errechneter Abstand mit einem Offsetwert 8 auf einen neuen
Warnabstandswert 14. Sobald der neue Warnabstandswert 14 erreicht wird, kommt es zu einer Ausgabe eines Vollwarnsignals.
Nähert sich beispielsweise ein Hindernisobjekt gemäß der Linie 12, würde ohne Korrektur des Mindestgrenzwertes 6 mit einem Offsetwert 8 keine Vollwarnung generiert und das Hindernisobjekt am Fahrzeug Schaden erzeugen.
Es wird kein Warnabstandswert festgelegt, der vor einer Sichtlinie 7 liegt.
Der Verlauf eines Hindernisobjektes auf der Linie 12 mit Offsetkorrektur erfüllt die Bedingung für einen Offset 8 (siehe Schraffur des Bereichs 10), wodurch bei einem Schnittpunkt der Linie 12 mit dem neuen Warnabstandswert 14 eine Vollwarnung ausgelöst wird. Die Offsetkorrektur kann faktisch so aussehen, dass am Schnittpunkt 16 der Linie 12 mit dem Grenzwert bei DE2_Min der Offsetwert 8 von dem gemessenen Abstand des Sensors 2 abgezogen wird. Dies entspräche einer Addition zum
Mindestwarnabstand.
Nähert sich zum Beispiel ein Hindernisobjekt gemäß der Linie 13, dann tritt das Objekt außerhalb der Sichtlinie 7 bei Unterschreiten des Grenzwertes bei DE2_Min in den Überwachungsbereich 10 ein. Der Offsetwert 8 wird vom Abstandswert beim Grenzwert DE2_Min für DE2 subtrahiert. Es erfolgt aber keine Generierung eines Vollwarnsignals, da kein Kollisionskurs mit dem Warnabstand vorliegt.
Figur 3 soll die Arbeitsweise einer Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes eines Fahrzeuges veranschaulichen, wobei der zu überwachende Abstandsbereich in zwei unterschiedliche Bereiche unterteilt ist - in einen ersten Bereich 21 sowie in einen zweiten Bereich 20.
Eine zweistufige Überwachung des Eckenbereichs ist vorzugsweise dann anzuwenden, wenn der Abstand zwischen dem äußeren Sensor 2 zur Fahrzeugecke kleiner ist als der Mindestgrenzwert 6 zuzüglich eines doppelten Hysteresewertes. Es ist in einer ersten Stufe die Berücksichtigung eines ersten Offsets 8 und in einer zweiten Stufe die
Berücksichtigung eines zusätzlichen Offsets 9 vorgesehen, um vor Beschädigung des Fahrzeuges ein im Eckenbereich des Fahrzeuges eintauchendes Hindernisobjekt dem Fahrer zu signalisieren. Der erste Überwachungsbereich 21 wird durch folgende Bedingungen festgelegt:
- das Direktecho DE2 des zweiten Sensors ist kleiner als ein festgelegter
Grenzwert DE2_Min für einen Abstand eines Direktechos des Sensors 2; - ein Abstandswert CE23 eines Kreuzechos der Sensoren 2 und 3 ist größer als ein festgelegter Grenzwert CE23;
- ein Abstandswert DE3 eines Direktechos des Sensors 3 ist größer als ein
Grenzwert DE3_Max.
Zusätzlich kann ein Kreuzecho der Sensoren 3, 4 in einer Weise berücksichtigt werden, dass ein Abstandswert größer als ein Grenzwert CE34_Max des Kreuzechos ist.
Treffen diese Bedingungen zusammen, wird ein Mindestgrenzwert um einen ersten Offsetwert 8 der ersten Stufe korrigiert. Der Überwachungsbereich 20 kann durch die nachstehenden Bedingungen definiert werden.
Ein Abstandswert DE2 eines Direktechos des Sensors 2 ist kleiner als ein festgelegter Grenzwert DE2_Min_lnnen und ein Abstandswert CE23 eines Kreuzechos der
Sensoren 2, 3 ist größer als ein festgelegter Grenzwert CE23_Max_lnnen. Wenn die Bedingungen für den Überwachungsbereich 21 und die Bedingungen für den zweiten Überwachungsbereich 20 erfüllt sind, wird zusätzlich zum Offsetwert 8 ein weiterer Offsetwert 9 zum Mindestgrenzwert 6 berücksichtigt. Zusätzlich kann ein Kreuzecho der Sensoren 3, 4 in einer Weise berücksichtigt werden, das ein Abstandswert größer als ein Grenzwert CE34_Max_lnnen des Kreuzechos ist.
Verschiedene Hindernisläufe sollen nachstehend die Hinderniserkennung auf der Grundlage der beiden definierten Bereiche 20 und 21 veranschaulichen.
Nähert sich zum Beispiel ein Hindernisobjekt gemäß der Linie 17, erfolgt bei
Unterschreiten des Grenzwertes bei DE2_Min und beim Eindringen in den Bereich 21 eine Korrektur des Mindestgrenzwertes 6 des Sensors 2 mit dem ersten Offsetwert 8. Wird im weiteren Verlauf ein Abstand zum Hindernisobjekt detektiert, der unterhalb eines festgelegten Grenzwertes DE2_Min_lnnen für einen Abstand eines Direktechos des Sensors 2 liegt, erfolgt eine zweite Korrektur des Abstandswertes bzw.
Mindestgrenzwertes 6 mit einem zweiten Offsetwert 9. Verlässt ein Hindernis den Bereich 20 am Grenzwert CE23_Max_lnnen, wird diese Korrektur wieder rückgängig gemacht. Es ist nur noch der erste Offsetwert 8 maßgeblich. Eine Vollwarnung erfolgt erst bei Erreichen des Warnabstandswertes 14 für die erste Stufe.
Nähert sich beispielsweise ein Hindernisobjekt gemäß der Linie 18 im Bereich vor der Sichtlinie 7 wird bei Unterschreiten des Grenzwertes bei DE2 Min der Mindestgrenzwert 6 mit einem Offsetwert 8 korrigiert. Im weiteren Verlauf erfolgt bei Unterschreiten des Grenzwertes bei DE2_Min_lnnen eine weitere Korrektur des Abstandswertes mit dem zweiten Offsetwert 9 und eine Vollwarnung wird generiert, wenn das Hindernis auf einen korrigierten Warnabstand 15 trifft. Der
Warnabstandswert 15 liegt dann innerhalb der Überwachungsbereiches 20.
Nähert sich zum Beispiel ein Hindernisobjekt gemäß der Linie 19, dann tritt das Objekt außerhalb der Sichtlinie 7 bei Unterschreiten des Grenzwertes bei DE2_Min in den Überwachungsbereich 21 ein. Der Offsetwert 8 wird vom Abstandswert beim Grenzwert für DE2 subtrahiert. Es erfolgt keine Generierung eines Vollwarnsignals, da kein Kollisionskurs mit dem Warnabstand 14 vorliegt.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der
Berücksichtigung der Offsetwerte, bezogen auf den Sensor 2. Es werden also
Abstandswerte DE2 dargestellt. Eine Anzeige von Abständen eines Hindernisobjektes für den Fahrer erfolgt in unterschiedlichen Stufen, vorzugsweise über Leuchtdioden in unterschiedlichen Farben oder akustisch mit unterschiedlichen Pulsfolgen von Tönen.
Wenn eine Bedingung zur Korrektur eines Abstandswertes erfüllt ist, wird z. B. die Anzeige ähnlich einer Koordinatentransformation verschoben.
Die erste Spalte 22 der Figur 4 zeigt eine optische Signalisierung von Abstandswerten, wobei der Bereich 25 eine Vollwarnung, der Bereich 26 eine Vorwarnung, der
Bereich 27 eine Info 1 und der Bereich 28 eine Info 2 signalisiert.
In der zweiten Spalte 23 sind die Bereiche 25, 26, 27, 28 um den ersten Offsetwert 8 verschoben dargestellt. Es ist der einstufige Fall veranschaulicht.
In der dritten Spalte 24 sind die Bereiche 25, 26, 27, 28 zusätzlich um den zweiten Offsetwert 9 gegenüber der zweiten Spalte 23 verschoben. Dies stellt den zweistufigen Fall dar.
Die Verschiebung soll anhand eines nachfolgenden Beispiels erläutert werden:
Ist zum Beispiel der gemessene Abstandswert eines Direktechos des Sensors 2 DE2 kleiner bzw. kleiner gleich als der festgelegte Grenzwert DE2_Min bei einem Abstand DE2_Min=47 eines Direktechos des Sensors 2, wird der Abstandswert um den ersten Offsetwert 8 korrigiert. Es erfolgt eine Verschiebung der Anzeige in der zweiten Spalte 23 von Wert 47 auf den Wert 40. Der Wert für den Offset 8 ist somit 7. Ist der gemessene Abstandswert DE2 auch noch kleiner bzw. kleiner gleich als der Wert bei DE2_Min_lnnen=44, erfolgt eine zweite Korrektur des Abstandswertes mit dem zweiten Offsetwert 9 und es erfolgt eine Verschiebung der Anzeige in der dritten Spalte 24 von Wert 36 auf 28. Der zusätzliche Wert für den Offset 9 ist somit 8. Die Offsetwerte addieren sich somit insgesamt auf 15. Im einstufigen und zweistufigen Fall wurde angenommen, dass alle insbesondere oben beschriebenen weiteren Bedingungen erfüllt sind und eine Auswertung lediglich noch am Direktecho DE2 hängt.
Entsprechend der aufgezeigten Fälle kann eine Ausgabe bzw. Anzeige für einen Fahrer so aktualisiert werden, wenn sich ein Hindernis dem Fahrzeug nähert. Entfernt sich ein Hindernis, kann festgelegt werden, dass es sich erst um einen Wert X entfernen muss, ehe die Anzeige aktualisiert, d. h. in die davor gültige Warnstufe zurückkehrt. Dieser Wert X kann beispielsweise in Bezug auf Figur 4 zehn Einheiten, z. B. 10 cm, betragen.
Zur Dimensionierung der Grenzwerte lassen sich z. B. folgende Bedingungen angeben:
Ein erster Offset 8 ist vorzugsweise kleiner als ein Anzeige-Hysteresewert X. Der Grenzwert DE2_Min ist vorzugsweise größer oder gleich der Mindestmessentfernung 6 zuzüglich des Offsetwertes 8. In der zweiten Stufe ist der Offsetwert 9 vorzugsweise kleiner als die Summe aus dem Offsetwert 1 und dem Anzeige-Hysteresewert X.
Der Offsetwert 2 ist vorzugsweise kleiner als der Grenzwert DE2_Min_lnnen, wobei wiederum dieser kleiner ist als der Grenzwert DE2_Min.
Die vorliegende Erfindung soll nicht auf die Ausführungsform zur Überwachung einer einzelnen Fahrzeugecke beschränkt werden. Vielmehr können alle Fahrzeugecken eines Fahrzeuges mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung überwacht werden, wobei die im Ausführungsbeispiel beschriebene einstufige bzw. zweistufige
Eckenüberwachung durch weitere Stufen erweiterbar ist.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zur Überwachung eines Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Objekt, umfassend mehrere im Front- und/oder im Heckbereich des Fahrzeuges anzubringende Abstandssensoren (2, 3, 4, 5), wobei ein erster Abstandssensor (2) zur Anordnung im Bereich einer Fahrzeugecke und ein zweiter Abstandssensor (3) zur Anordnung beabstandet zum ersten Sensor (2) in Richtung Fahrzeugmitte zur Überwachung eines die Fahrzeugecke umgebenden Abstandsbereichs vorgesehen ist, und eine mit den Abstandsensoren (2, 3, 4, 5) verbundene Elektronikeinheit, welche bei Erreichen eines vorgegebenen Mindestgrenzwertes (6) eines von den Abstandssensoren (2, 3, 4, 5) ermittelten Abstandes ein Vollwarnsignal generiert und eine Anzeigevorrichtung zur optischen und/oder akustischen Anzeige von Abständen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit dazu ausgelegt ist, bereits vor dem Erreichen eines vorgegebenen Mindestgrenzwertes (6) für einen ermittelten Abstand bei einem festgelegten ersten Warnabstandswert (14), der größer als der Mindestgrenzwert (6) eines Sensors (2, 3, 4, 5) ist, ein
Vollwarnsignal zu generieren, wenn durch ein Direktecho des ersten Sensors (2) ein Abstand ermittelt wird, der kleiner als ein erster Grenzwert (DE2_Min) ist, wobei der erste Grenzwert (DE2_Min) größer als ein Mindestgrenzwert (6) des ersten Sensors (2) ist, und wenn durch ein Direktecho (DE2) des zweiten Sensors (3) ein Abstand ermittelt wird, der größer als ein zweiter Grenzwert (DE3_Max) ist, wobei der zweite Grenzwert (DE3_Max) größer als ein Mindestgrenzwert (6) des zweiten Sensors (3) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Grenzwert (8, 9) so gewählt ist, dass in einem Bereich einer zentralen
Messachse (29) vor dem ersten Sensor (2) sowohl der erste Grenzwert (DE2_Min) als auch der zweite Grenzwert (DE3_ Max) zumindest an einer Stelle den gleichen Wert aufweisen. 3. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 , insbesondere nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit dazu ausgelegt ist, bereits vor dem Erreichen des vorgegebenen Mindestgrenzwertes (6) für einen ermittelten Abstand bei einem festgelegten Warnabstandswert (14) ein Vollwarnsignal zu generieren, wenn durch ein Direktecho (DE2) des ersten Sensors (2) ein Abstand ermittelt wird, der kleiner als ein erster Grenzwert (DE2_Min) ist, wobei der erste Grenzwert (DE2_Min) größer als der Mindestgrenzwert (6) ist und wenn durch ein Kreuzecho des ersten und zweiten Sensors (2, 3) ein Abstand ermittelt wird, der größer als ein dritter Grenzwert (CE23_Max) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und dritte Grenzwert (DE2_Min, CE23_Max) so gewählt ist, dass zwischen einem Bereich vor dem Mindestgrenzwert (6) des ersten Sensors (2) und dem zweiten Grenzwert (DE3_Max) sowohl der erste als auch der dritte Grenzwert (DE2_Min, CE23_Max) zumindest an einer Stelle einen gleichen Wert aufweisen.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 , insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit dazu ausgelegt ist, bereits vor dem Erreichen des vorgegebenen Mindestgrenzwertes (6) für einen ermittelten Abstand erst bei einem zweiten Warnabstandswert (15), der um einen Offset (9) größer ist als der erste Warnabstandswert (14) ein Vollwarnsignal auszugeben, wenn zusätzlich durch ein Direktecho (DE2) des ersten Sensors (2) ein Abstand ermittelt wird, der kleiner als ein vierter Grenzwert (DE2_Min_lnnen) ist, und durch ein Kreuzecho (CE23) des ersten und zweiten Sensors (2, 3) ein Abstand ermittelt wird, der größer als ein fünfter Grenzwert (CE23_Max_lnnen) ist, wobei der vierte Grenzwert (DE2_Min_lnnen) kleiner als der erste Grenzwert (DE2_Min) ist und wobei der fünfte Grenzwert (CE23_Max_lnnen) größer als der Mindestgrenzwert (6) des ersten Sensors (2) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte und fünfte Grenzwert (DE2_Min_lnnen, CE23_Max_lnnen) so gewählt ist, dass in einem Bereich zwischen dem ersten und dritten Grenzwert (DE2_Min, CE23_Max) vor dem ersten Sensor (2) sowohl der vierte (DE2_Min_lnnen) als auch der fünfte Grenzwert (CE23_Max_lnnen) an einer Stelle einen gleichen Wert aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Offsetwert (8) auf einen Wert festgelegt ist, wenn der vorgegebene Wert kleiner als ein Hysteresewert (X) zur Rücknahme eines generierten Vollwarnsignals ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Offsetwert (9) auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner ist als der erste Offsetwert (8) zuzüglich eines Hystereswertes (X).
9 .Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grenzwert (DE2_Min) größer ist als der Mindestgrenzwert (6) zuzüglich des ersten Offsetwertes (8).
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Offsetwert (9) kleiner als der vierte Grenzwert (DE2_Min_lnnen) ist, welcher kleiner als der erste Grenzwert (DE2_Min) ist.
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