WO2023208524A1 - Radomvorrichtung für einen radarsensor eines fahrzeugs umfassend ein heizelement zum temperieren eines bevorzugten ablagerungsbereichs, verfahren zum betreiben eines heizelementes einer radomvorrichtung - Google Patents

Radomvorrichtung für einen radarsensor eines fahrzeugs umfassend ein heizelement zum temperieren eines bevorzugten ablagerungsbereichs, verfahren zum betreiben eines heizelementes einer radomvorrichtung Download PDF

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Definitions

  • Radome device for a radar sensor of a vehicle comprising a heating element for temperature control of a preferred deposition area, method for operating a heating element of a radome device
  • the present invention relates to a radome device for a radar sensor of a vehicle, comprising a heating element for temperature control of a preferred deposition area.
  • the present invention relates to a method for operating a heating element of a radome device for a radar sensor, which has at least a first heating circuit and a second heating circuit.
  • Vehicles with modern driver assistance systems often include radar sensors, which are used, for example, to detect objects in the area surrounding the vehicle.
  • radar sensors are used together with longitudinal control systems.
  • These radar sensors are covered by a radome and protected from environmental influences. Particularly in cold weather conditions combined with precipitation, a deposit can form on the radome. The deposition of precipitation can adversely affect the functionality of the radar sensor and consequently the driver assistance system.
  • heating devices and heating elements for radomes of radar sensors are known from the prior art.
  • the radome can be heated or tempered with these heating elements.
  • the heating devices are controlled, for example, depending on the ambient temperature.
  • the heating element is activated in a temperature range of -5 °C to +5 °C.
  • a heating conductor typically runs within the radome, which serves to control the temperature or heat the radome of the radar sensor accordingly.
  • the conductor tracks of the heating conductor or the wires in the case of a heating wire are evenly distributed within the radome or symmetrically distributed in the radome.
  • the published patent application DE 10 2017 221 589 A1 discloses a heating system for a radome of a radar for a motor vehicle, the heating system comprising a heating element for heating the radome, and a control unit connected to the heating element for activating the heating element.
  • the control unit is set up to receive or determine a variable that is characteristic of an outside temperature, to receive or determine a variable related to a melting point of precipitation deposits on an outer radome surface, at least one To determine the temperature threshold depending on the quantity related to the melting point, and to activate the heating element depending on a threshold comparison of the outside temperature with the temperature threshold.
  • the document DE 102011 054645 A1 describes a heatable window, in particular a vehicle window, with an upper and a lower edge of the window as well as side edges of the window, a transparent field of view with a central main field of view, a group of heating wires which are at least partially arranged in the field of view and run between collective contact strips of different polarities , and a lower heating field area having at least a partial number of heating wires and arranged along the lower edge of the pane below the main field of view.
  • the heatable pane is characterized by an upper heating field area which has at least a partial number of heating wires and is at least partially arranged in the transparent field of vision and along the upper edge of the pane above the main field of view, with the heating wires in the upper heating field area being uncrossed relative to one another and in their main direction at least on the predominant route run essentially parallel to the upper edge of the pane.
  • a ring heater constructed with heating wires can be provided which surrounds the main field of view.
  • a radome device according to the invention comprises a heating element for temperature control of the central region of the radome, with heating power being able to be introduced into the central region of the radome by means of electrical energy.
  • the central area has a preferred deposition area, within which precipitation from an environment of the vehicle is preferably deposited on the vehicle when the radome device is arranged as intended.
  • a total heating output different from the heating output can be introduced in the preferred deposition area.
  • the radome device according to the invention is intended to prevent precipitation from the surroundings of the vehicle from depositing on the radome of the radome device.
  • the radome serves as a cover for the radar sensor and thus protects the radar sensor from environmental influences.
  • the radome can be formed by an area of a bumper of the vehicle, an emblem and/or a cladding element of the vehicle.
  • the radome can have a central area which is transparent to electromagnetic radiation from the radar sensor. In other words, the radar sensor can emit and/or receive the electromagnetic radiation through the central region of the radome.
  • the radome device in the case of an off-center arrangement of the radome device on the vehicle, an improved removal and/or removal of the deposit of precipitation is to be made possible as the intended arrangement of the radome device on the vehicle.
  • a stagnation point Due to the geometric design of the radome or the radome device and/or an outer skin of the vehicle surrounding the radome device, a stagnation point can form in an area of the central area. Due to such a stagnation point, which may arise due to design requirements for the vehicle, precipitation from the environment can be deposited in the stagnation point. This can be the case in particular if the radar sensor or the radome device is installed off-center.
  • the precipitation from the surroundings of the vehicle can be preferably deposited within a preferred deposition area within the central area of the radome.
  • the preferred deposition area can be determined, for example, using aerodynamic flow simulations.
  • the preferred deposition area can be determined during an early development phase of the vehicle, so that the preferred deposition area can also be taken into account in an early development phase of the radar sensor. It is also conceivable to determine the preferred deposition area through wind tunnel tests. Finally, the preferred deposition area can also be determined during test drives, especially during winter tests.
  • the heating element of the radome device is used to control the temperature of the central area. By means of the radome device according to the invention, a total heating output that differs from the heating output can now be introduced into the preferred deposition area. In other words, the heating output is not evenly distributed in the central area of the radome.
  • the total heating power in the preferred deposition area can be higher than the heating power outside the preferred deposition area. This can ensure that the radome device or the radome is reliably freed from deposits of precipitation, without, however, unnecessarily introducing an increased heating output outside the preferred deposition area.
  • Precipitation from the vehicle's surroundings can be deposited on the radome, particularly at ambient temperatures below freezing. For example, ice, snow, slush, hail, sleet or the like can accumulate. It is also conceivable that fog or water is also deposited on the radome or the radome device.
  • the deposition of the precipitation can result in the emission and/or reception of the electromagnetic radiation from the radar sensor through the radome or through the central region being negatively influenced.
  • the heating element is activated. Heating power can be introduced into the central area of the radome using electrical energy. As a result, the central area of the radome can be tempered. In order to activate the heating element, an electrical voltage can be applied to the heating element and/or an electrical current can flow through the heating element.
  • the heating element is designed as a heating conductor, the heating conductor being arranged essentially orthogonally to a polarization of the electromagnetic radiation of the radar sensor in the central region of the radome.
  • This heating conductor can be designed, for example, as a heating wire, heating foil and/or heating board. If the heating conductor is arranged orthogonally to a polarization of the radar sensor or to a polarization of the electromagnetic radiation of the radar sensor, the heating element can be better penetrated by the electromagnetic radiation of the radar sensor. In other words, the emission and/or reception of the electromagnetic radiation from the radar sensor can be improved. If an electrical voltage is applied to the heating conductor and/or the heating conductor is affected by one Electrical current flows through, the electrical energy can be converted into the heating power, which can be introduced into the central area of the radome.
  • the heating element has at least a first heating circuit and a second heating circuit, wherein the central area can be heated with/without the preferred deposition area by means of the first heating circuit and only the preferred deposition area can be heated by means of the second heating circuit.
  • the heating power can be introduced into the central area of the radome.
  • the second heating circuit By means of the second heating circuit, the total heating power, which is different from the heating power, can be introduced into the preferred deposition area.
  • the use of a first heating circuit and a second heating circuit allows energy-efficient temperature control of the radome device.
  • a total heating output which can be higher than the heating output, can be introduced into the preferred deposition area, so that the deposit of precipitation can be removed from the environment of the vehicle in the stagnation point or in the preferred deposition area.
  • first heating circuit and the second heating circuit control different regions of the central region of the radome.
  • first heating circuit tempers the entire central area of the radome, so that the total heating power consequently includes the heating power introduced by the first heating circuit as well as the heating power introduced by the second heating circuit.
  • the total heating power which is different from the heating power, can be introduced into the preferred deposition area by means of an inhomogeneous heating conductor density distribution of the heating conductor.
  • the heating conductor is designed, for example, in the form of a heating wire, an increased number of heating wires or a reduced distance between the heating wires in the preferred deposition area can ensure that a total heating power different from the heating output of the central area can be introduced in the preferred deposition area in the preferred deposition area .
  • a reduced spacing between the heating wires in the preferred deposition region can result in an increased heating conductor density distribution in the preferred deposition region.
  • the heating conductor density distribution of the heating conductor in the central region of the radome is inhomogeneous, which means that within the preferred Deposition area a total heating output different from the heating output can be introduced.
  • the total heating power which is different from the heating power, can be introduced into the preferred deposition area by means of an inhomogeneous heating conductor cross-sectional distribution of the heating conductor.
  • a heating conductor cross section of the heating conductor is indirectly proportional to an electrical resistance of the heating conductor.
  • Heat development can be influenced by varying the heating conductor cross section of the heating conductor. For example, less heat can develop at points on the heating conductor with a larger heating conductor cross-section than at points on the heating conductor with a lower heating conductor cross-section.
  • By reducing the heating conductor cross-section of the heating conductor in the preferred deposition area an increased heating power or a total heating power different from the heating power can be introduced in the preferred deposition area. This can ensure that the deposition of precipitation from the surroundings of the vehicle, which is preferably deposited within the preferred deposition area, can be removed in an energy-efficient manner by increasing heat development compared to the remaining central area of the radome.
  • a method for operating a heating element of a radome device for a radar sensor which has at least a first heating circuit and a second heating circuit, includes receiving environmental data which describes an environment of the vehicle and / or at least a central region of a radome of the radome device of the vehicle, wherein the central area is transparent to electromagnetic radiation from the radar sensor.
  • the method includes detecting precipitation and/or deposition of precipitation within the central region of the radome based on the environmental data.
  • the method according to the invention also includes outputting a first heating signal to the heating element for temperature control of the radome by means of the first heating circuit depending on the detected deposition of the precipitation.
  • a partial area deposition probability for a partial area deposition of the precipitation within a preferred deposition area of the central area can additionally be determined.
  • a second heating signal for temperature control of the radome can then be output by means of the second heating circuit depending on the partial area deposition probability.
  • an increased heating power compared to the remaining area of the radome device or compared to the remaining central area of the radome of the radar device may be necessary to remove the deposit. It can be energy efficient if less heating power is introduced in the remaining area of the central area, i.e. in the central area without the preferred deposition area, than in the preferred deposition area. In other words, it can be energy efficient if the second heating circuit is only activated when increased deposition of precipitation in the form of partial area deposition is expected and/or is detected in the preferred deposition area.
  • the partial area deposition can also be a deposit that is identical to the detected precipitation and/or the detected deposition of the precipitation within the central area. It is therefore conceivable that the partial area deposition probability is determined indirectly and independently of actual partial area deposition.
  • the partial area deposition probability can indicate a probability of the precipitation deposition within the preferred deposition area. However, the partial area deposition probability can also indicate a confidence for the detected precipitation and/or the detected deposition of the precipitation.
  • the method can be carried out using a computing device in the vehicle.
  • This computing device can be formed by at least one electronic control device, which includes one or more programmable processors.
  • the environmental data can be received with this computing device.
  • This environmental data can describe the surroundings of the vehicle or an area of the surroundings of the vehicle. Alternatively or additionally, the environmental data can describe the radome itself or the central area of the radome or a part thereof.
  • the computing device can determine whether the precipitation is deposited on the radome or in the central area of the radome. In order to remove this deposit of precipitation from the central area of the radome, the computing device can output a first heating signal to the heating element.
  • the first heating circuit can be activated using the first heating signal.
  • the computing device can output a second heating signal.
  • at least temperature data and/or humidity data are received as the environmental data, which describe a temperature and/or humidity in the surroundings of the vehicle.
  • the precipitation can be characterized using temperature data and/or humidity data.
  • the precipitation can be characterized as ice, snow, slush, hail, sleet, fog, water or the like.
  • the first heating signal and/or the second heating signal can thus additionally be output as a function of the characterized precipitation.
  • the temperature data can be received, for example, from a temperature sensor which describes the temperature in the surroundings of the vehicle and/or the radome.
  • the humidity data can be received, for example, from a humidity sensor, which describes the humidity in the surroundings of the vehicle and/or the radome.
  • the temperature data and/or humidity data can be received or accessed by a weather service. Based on this temperature data and/or humidity data, it can be concluded how likely the precipitation in the area surrounding the vehicle is to be deposited in the central area of the radome. For example, in the case of low temperature and low humidity, it may be possible to conclude that powdery snow is present. In such a case, the precipitation may be less likely to deposit on the radome device. In contrast, in the case of high humidity and a temperature just above the freezing point of water, it can be concluded that there is an increased probability of precipitation from the surroundings of the vehicle. This can also influence the partial area deposition probability.
  • a further embodiment of the method according to the invention also provides that at least image data is received as the environmental data from a camera of the vehicle and the precipitation in the environment and/or the deposition of the precipitation within the central area of the radome is recognized based on the image data.
  • the image data may include a digital image or a sequence.
  • the image data can describe the visible wavelength range.
  • the image data can be provided by a camera in the vehicle.
  • the image data can describe the precipitation present in the area. For example, based on the image data, it can be determined whether there is ice or snow in the area.
  • the image data can be the central area of the radome or the radome describe itself or an area of it.
  • a camera of the vehicle can be used, in whose detection range the radome is located at least in some areas.
  • the image data be used by the camera, which is usually present on modern vehicles anyway. This means that it may not be necessary to install an additional sensor.
  • the image data can thus be used to control the heating element.
  • the heating element of the radome can be operated in a simple, energy-efficient manner.
  • the precipitation is additionally characterized using the image data, with the image data describing the precipitation on, next to and/or above a roadway in the surrounding area.
  • the first heating signal and/or the second heating signal can thus additionally be output as a function of the characterized precipitation.
  • a further embodiment of the method according to the invention finally provides that additional radar data from the radar sensor are received and, based on the radar data, a subsequent trip in which another road user is driving in front of the vehicle is recognized and the first heating signal and / or the second heating signal is additionally dependent on of the detected subsequent journey is output.
  • a subsequent journey can also be detected using a camera on the vehicle and/or other sensors.
  • a subsequent journey describes the traffic situation in which the other road user is in front of the vehicle and is traveling in the same direction. In particular, during this subsequent journey, the road user's wheels can stir up the precipitation that has settled on the road and settle on the radome or in the central area of the radome.
  • the probability of the precipitation depositing in the central area of the radome can increase.
  • the probability of partial area deposition can also increase.
  • the temperature, humidity and/or the like can be taken into account.
  • a computing device for a vehicle is set up to carry out a method according to the invention and the advantageous embodiments thereof.
  • the computing device can be designed, for example, as an electronic control device that includes one or more programmable processors.
  • a computer-readable (storage) medium according to the invention comprises instructions which, when executed by a computing device, cause it to carry out a method according to the invention and the advantageous embodiments thereof.
  • a further aspect of the invention relates to a computer program comprising commands which, when the program is executed by a computing device, cause it to carry out a method according to the invention and the advantageous embodiments thereof.
  • the invention further relates to a vehicle comprising a radome device according to the invention for a radar sensor.
  • the vehicle can in particular be designed as a passenger car.
  • FIGs. 1a, b schematic representations of a vehicle comprising a radome device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a vehicle comprising a radome device according to the invention with a stylized preferred deposition area
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a radome device according to the invention
  • Figs. 4a-c schematic representations of various exemplary embodiments of a radome device according to the invention with corresponding embodiments of a heating conductor
  • Fig. 5 shows the vehicle according to Fig. 1 during a subsequent journey in which another road user is in front of the vehicle.
  • Fig. 1a shows a schematic representation of a vehicle 1, which is designed as a passenger car, in a top view.
  • the vehicle 1 includes a radome device 2.
  • This radome device 2 serves to protect a radar sensor 3 from environmental influences from an environment 4 of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 also includes a computing device 5 as well as a temperature sensor 6 and a humidity sensor 7.
  • the vehicle 1 includes a camera 8, which in the example is arranged on a front of the vehicle 1.
  • Fig. 1b shows a schematic representation of the vehicle 1 in an enlarged side view.
  • Fig. 1b shows the radome device 2, the radar sensor 3 and a deposit 9 of a precipitation 10 - shown here in the form of snowflakes - from the environment 4 of the vehicle 1.
  • the radar sensor 3 can be arranged in a housing 11. To protect against environmental influences from the environment 4 of the vehicle 1, the radar sensor 3 can be protected by means of the radome device 2. At low temperatures in the environment 4, which can be determined by means of the temperature sensor 6, precipitation 10 can be deposited on the radome device 2. This deposit 9 can adversely affect the emission and/or reception of electromagnetic radiation from the radar sensor 3.
  • a central area 13 of the radome device 2 can be tempered so that the deposit 9 of the precipitation 10 is removed from the environment 4 of the vehicle 1.
  • the camera 8 can be used to detect whether precipitation 10 is present in the surroundings 4 of the vehicle 1 and/or whether a deposition of the precipitation 10 occurs within the central region 13 of the radome 14 of the radome device 2. Whether a deposit 9 of the precipitation 10 occurs on the radome device 2 can depend on the humidity in the environment 4 of the vehicle 1. The humidity can be measured using the humidity sensor 7.
  • the computing device 5 can output a first heating signal and/or a second heating signal to the heating element 16 of the radome device 2. This allows the deposit 9 to be removed from the radome device 2.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the vehicle 1 in a frontal view. For the sake of clarity, only the radome device 2 is shown.
  • the radome device 2 is arranged off-center in the radiator grille of the vehicle 1. Due to such an off-center arrangement of the radome device 2, it can happen that the precipitation 10 from the environment 4 of the vehicle 1 is deposited asymmetrically on the radome device 2.
  • such an asymmetrical deposition 9 is represented by a preferred deposition region 12 within the central region 13 of the radome 14 of the radome device 2.
  • the deposition 9 of the precipitation 10 can therefore occur increasingly within the preferred deposition area 12. In other words, more precipitation 10 can be deposited in the preferred deposition area 12 than in the remaining central area 13.
  • a total heating output that is different from the heating output in the central area 13 can be introduced into the preferred deposition area 12.
  • Technical exemplary embodiments of how a total heating output different from the heating output can be introduced into the preferred deposition area 12 can be found in the description of FIGS. 4a-c.
  • This radome device 2 includes the radome 14 with the central region 13.
  • the central region 13 has a preferred deposition region 12.
  • the radome device 2 serves to protect the radar sensor 3 from environmental influences from the environment 4 of the vehicle 1.
  • the radar sensor 3 can be arranged in a housing 15.
  • the heating element 16 may have a first heating circuit 17 and a second heating circuit
  • the central area 13 can be tempered with the preferred deposition area 12.
  • the preferred deposition area 12 can be tempered by means of the second heating circuit 18.
  • the heating power can be introduced into the central area 13 including the preferred deposition area 12 of the radome 14.
  • the total heating power which is different from the heating power, can be introduced into the preferred deposition area 12 by means of the additional second heating circuit 18.
  • the total heating power can include the heating power of the central area 13 and the heating power introduced by the second heating circuit 18 - as shown in FIG. 3.
  • the heating power introduced by the second heating circuit 18 is shown in the exemplary embodiment of FIG. 3 by the diagonal hatching. In general, however, it is also conceivable that the total heating power can be introduced exclusively by means of the second heating circuit 18.
  • the figures 4a-c show various exemplary embodiments for an arrangement of a heating conductor 19 within the central region 13 of the radome 14.
  • the preferred deposition region 12 can, for example - as shown in Fig. 4a - have more conductor tracks of the heating conductor 19 than the rest of the central region 13.
  • This can 4a results in an inhomogeneous heating conductor density distribution of the heating conductor 19.
  • the total heating power which differs from the heating power, can be introduced into the preferred deposition region 12 by means of an inhomogeneous heating conductor density distribution of the heating conductor 19.
  • the total heating power which is different from the heating power, can be introduced into the preferred deposition region 12 by means of an inhomogeneous heating conductor cross-sectional distribution of the heating conductor 19.
  • the heating conductor cross section 20 of the heating conductor 19 can be larger than the heating conductor cross section 20 'of the heating conductor 19'.
  • An increased heating conductor cross section 20 of the heating conductor 19 outside the preferred deposition area 12 can reduce an electrical resistance or a specific electrical resistance of the heating conductor 19.
  • the area of the central area 13 without the preferred deposition area 12 can be tempered to a lesser extent than the preferred deposition area 12.
  • FIG. 4c finally shows a possible embodiment of the heating element 16 according to FIG. 3.
  • a first heating circuit 17 can run within the central region 13.
  • a second heating circuit 18 can run within the preferred deposition area 12.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of the vehicle from Fig. 1 during a subsequent journey.
  • another road user 21 drives in front of the vehicle 1, with the vehicle 1 and the other road user 21 moving in the same direction of travel.
  • the other road user 21 in the example is also a passenger car.
  • the precipitation 10 is on a roadway 22 on which the vehicle 1 and the other road user 21 are located.
  • This precipitation 10 on the roadway 22 and next to the roadway 22 can be recognized based on the image data from the camera 8.
  • the precipitation 10 on the roadway 22 can be whirled up or thrown up by the wheels of the other road user 21 rolling on the roadway 22.
  • This swirled-up precipitation 10 is illustrated here by the lines 23.
  • This swirled-up precipitation 10 can also be recognized using the image data from the camera 8. Based on the image data, a probability of deposition 9 of the precipitation 10 on the radome 14 can be determined.
  • the precipitation 10 can be characterized based on temperature, humidity, image data and/or the like.

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Abstract

Eine erfindungsgemäße Radomvorrichtung für einen Radarsensor eines Fahrzeugs umfasst ein Radom mit einem Zentralbereich, welcher für eine elektromagnetische Strahlung des Radarsensors durchlässig ist. Zudem umfasst eine erfindungsgemäße Radomvorrichtung ein Heizelement zum Temperieren des Zentralbereichs des Radoms, wobei mittels einer elektrischen Energie eine Heizleistung in den Zentralbereich des Radoms einbringbar ist. Hierbei weist der Zentralbereich einen bevorzugten Ablagerungsbereich auf, innerhalb dessen sich bevorzugt Niederschlag aus einer Umgebung des Fahrzeugs bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung der Radomvorrichtung an dem Fahrzeug ablagert. Zudem ist eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich einbringbar.

Description

Radomvorrichtung für einen Radarsensor eines Fahrzeugs umfassend ein Heizelement zum Temperieren eines bevorzugten Ablagerungsbereichs, Verfahren zum Betreiben eines Heizelementes einer Radomvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radomvorrichtung für einen Radarsensor eines Fahrzeugs umfassend ein Heizelement zum Temperieren eines bevorzugten Ablagerungsbereichs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Heizelements einer Radomvorrichtung für einen Radarsensor, welches zumindest einen ersten Heizstromkreis und einen zweiten Heizstromkreis aufweist.
Fahrzeuge mit modernen Fahrerassistenzsystemen umfassen oftmals Radarsensoren, welche beispielsweise dazu dienen Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu detektieren. Insbesondere werden solche Radarsensoren zusammen mit Längsregelsystemen eingesetzt. Diese Radarsensoren werden von einem Radom abgedeckt und vor Umwelteinflüssen geschützt. Insbesondere bei kalten Witterungsbedingungen in Verbindung mit Niederschlag kann sich eine Ablagerung auf dem Radom bilden. Die Ablagerung des Niederschlags kann die Funktionsfähigkeit des Radarsensors und folglich des Fahrerassistenzsystems nachteilig beeinflussen.
Um diesem Problem zu begegnen sind aus dem Stand der Technik Heizeinrichtungen und Heizelemente für Radome von Radarsensoren bekannt. Mit diesen Heizelementen kann das Radom geheizt oder temperiert werden. Dabei werden die Heizeinrichtungen gemäß dem Stand der Technik beispielsweise in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur angesteuert. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das Heizelement in einem Temperaturbereich von -5 °C bis +5 °C aktiviert wird. Typischerweise verläuft hierzu ein Heizleiter innerhalb des Radoms, welcher dazu dient, das Radom des Radarsensors entsprechend zu temperieren bzw. zu heizen. Gemäß dem Stand der Technik sind die Leiterbahnen des Heizleiters bzw. die Drähte im Falle eines Heizdrahtes gleichmäßig innerhalb des Radoms verteilt bzw. symmetrisch in dem Radom verteilt.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2017 221 589 A1 offenbart ein Heizsystem für ein Radom eines Radars für ein Kraftfahrzeug, wobei das Heizsystem ein Heizelement zum Heizen des Radoms, und eine mit dem Heizelement verbundene Steuereinheit zum Aktivieren des Heizelements umfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine für eine Außentemperatur charakteristische Größe entgegenzunehmen oder zu bestimmen, eine mit einem Schmelzpunkt von Niederschlagsablagerungen auf einer äußeren Radomoberfläche zusammenhängende Größe entgegenzunehmen oder zu bestimmen, zumindest einen Temperaturschwellwert in Abhängigkeit von der mit dem Schmelzpunkt zusammenhängenden Größe zu bestimmen, und das Heizelement in Abhängigkeit von einem Schwellwertvergleich der Außentemperatur mit dem Temperaturschwellwert zu aktivieren.
Die Druckschrift DE 102011 054645 A1 beschreibt eine beheizbare Scheibe, insbesondere eine Fahrzeugscheibe, mit einer oberen und einer unteren Scheibenkante sowie seitlichen Scheibenkanten, einem transparenten Sichtfeld mit einem zentralen Hauptsichtfeld, einer Schar von zumindest zum Teil im Sichtfeld angeordneten und zwischen Sammelkontaktleisten unterschiedlicher Polarität verlaufenden Heizdrähten, und einen zumindest eine Teilanzahl der Heizdrähte aufweisenden, entlang der unteren Scheibenkante unterhalb des Hauptsichtfeldes angeordneten unteren Heizfeldbereich. Die beheizbare Scheibe kennzeichnet sich dabei durch einen zumindest eine Teilanzahl der Heizdrähte aufweisenden, zumindest zum Teil im transparenten Sichtfeld und entlang der oberen Scheibenkante oberhalb des Hauptsichtfeldes angeordneten oberen Heizfeldbereich, wobei im oberen Heizfeldbereich die Heizdrähte zueinander ungekreuzt und in ihrer Hauptverlaufsrichtung zumindest auf der überwiegenden Verlaufsstrecke im Wesentlichen parallel zur oberen Scheibenkante verlaufen. Insbesondere kann hierbei eine mit Heizdrähten aufgebaute Ringheizung vorgesehen werden, die das Hauptsichtfeld umgibt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie das Temperieren eines Radoms gegenüber dem Stand der Technik weiter verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radomvorrichtung für einen Radarsensor eines Fahrzeugs sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizelements einer Radomvorrichtung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Radomvorrichtung für einen Radarsensor eines Fahrzeugs umfasst ein Radom mit einem Zentralbereich, welcher für eine elektromagnetische Strahlung des Radarsensors durchlässig ist. Zudem umfasst eine erfindungsgemäße Radomvorrichtung ein Heizelement zum Temperieren des Zentralbereichs des Radoms, wobei mittels einer elektrischen Energie eine Heizleistung in den Zentralbereich des Radoms einbringbar ist. Hierbei weist der Zentralbereich einen bevorzugten Ablagerungsbereich auf, innerhalb dessen sich bevorzugt Niederschlag aus einer Umgebung des Fahrzeugs bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung der Radomvorrichtung an dem Fahrzeug ablagert. Zudem ist eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich einbringbar.
Mittels der erfindungsgemäßen Radomvorrichtung soll eine Ablagerung von Niederschlag aus der Umgebung des Fahrzeugs an dem Radom der Radomvorrichtung verhindert werden. Das Radom dient dabei als Abdeckung des Radarsensors und somit als Schutz des Radarsensors vor Umwelteinflüssen. Das Radom kann dabei durch einen Bereich eines Stoßfängers des Fahrzeugs, ein Emblem und/oder ein Verkleidungselement des Fahrzeugs gebildet sein. Das Radom kann dabei einen Zentralbereich aufweisen, welcher für eine elektromagnetische Strahlung des Radarsensors durchlässig ist. Mit anderen Worten kann also der Radarsensor die elektromagnetische Strahlung durch den Zentralbereich des Radoms hindurch aussenden und/oder empfangen.
Insbesondere soll mittels der erfindungsgemäßen Radomvorrichtung im Fall einer außermittigen Anordnung der Radomvorrichtung an dem Fahrzeug als die bestimmungsgemäße Anordnung der Radomvorrichtung an dem Fahrzeug ein verbessertes Abführen und/oder Entfernen der Ablagerung des Niederschlags ermöglicht werden. Aufgrund der geometrischen Gestaltung des Radoms bzw. der Radomvorrichtung und/oder einer die Radomvorrichtung umgebende Außenhaut des Fahrzeugs kann sich ein Staupunkt in einem Bereich des Zentralbereichs bilden. Aufgrund eines solchen Staupunktes, welcher sich unter Umständen aufgrund von Designanforderungen an das Fahrzeug ergibt, kann es zu einer Ablagerung des Niederschlags aus der Umgebung in dem Staupunkt kommen. Dies kann insbesondere bei einem außermittigen Verbau des Radarsensor bzw. der Radomvorrichtung der Fall sein. Mit anderen Worten kann sich der Niederschlag aus der Umgebung des Fahrzeugs innerhalb eines bevorzugten Ablagerungsbereichs innerhalb des Zentralbereichs des Radoms bevorzugt ablagern.
Der bevorzugte Ablagerungsbereich kann beispielsweise mittels aerodynamischen Strömungssimulationen bestimmt werden. Vorzugsweise kann der bevorzugte Ablagerungsbereich so bereits während einer frühen Entwicklungsphase des Fahrzeuges bestimmt werden, sodass der bevorzugte Ablagerungsbereich auch in einer frühen Entwicklungsphase des Radarsensors berücksichtigt werden kann. Zudem ist es denkbar, den bevorzugten Ablagerungsbereich im Rahmen von Windkanalversuchen zu bestimmen. Schließlich kann der bevorzugte Ablagerungsbereich auch im Rahmen Probefahrten, insbesondere im Rahmen von Wintererprobungen, bestimmt werden. Das Heizelement der Radomvorrichtung dient dem Temperieren des Zentralbereichs. Mittels der erfindungsgemäßen Radomvorrichtung kann nun eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich eingebracht werden. Mit anderen Worten ist also die Heizleistung in dem Zentralbereich des Radoms nicht gleich verteilt. Insbesondere kann also die Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich höher sein als die Heizleistung außerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Radomvorrichtung bzw. das Radom zuverlässig von der Ablagerung des Niederschlags befreit wird, ohne jedoch unnötigerweise eine erhöhte Heizleistung außerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs einzubringen.
Niederschlag aus der Umgebung des Fahrzeugs kann sich insbesondere bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunkts an dem Radom ablagern. Beispielsweise kann sich also Eis, Schnee, Schneematsch, Hagel, Graupel oder dergleichen ablagern. Zudem ist denkbar, dass sich auch Nebel oder Wasser an dem Radom bzw. der Radomvorrichtung ablagert. Die Ablagerung des Niederschlags kann zur Folge haben, dass das Aussenden und/oder das Empfangen der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors durch das Radom hindurch bzw. durch den Zentralbereich hindurch negativ beeinflusst werden. Um diese Ablagerung des Niederschlags von dem Radom entfernen zu können, wird das Heizelement aktiviert. Dabei kann mittels einer elektrischen Energie eine Heizleistung in dem Zentralbereich des Radoms eingebracht werden. Infolgedessen kann der Zentralbereich des Radoms temperiert werden. Um das Heizelement zu aktivieren kann eine elektrische Spannung an das Heizelement angelegt werden und/oder das Heizelement kann von einem elektrischen Strom durchflossen werden.
Gemäß der vorliegenden erfindungsgemäßen Radomvorrichtung ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass das Heizelement als Heizleiter ausgebildet ist, wobei der Heizleiter im Wesentlichen orthogonal zu einer Polarisation der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors in dem Zentralbereich des Radoms angeordnet ist. Dieser Heizleiter kann beispielsweise als ein Heizdraht, Heizfolie und/oder Heizplatine ausgebildet sein. Ist der Heizleiter orthogonal zu einer Polarisation des Radarsensors bzw. zu einer Polarisation der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors angeordnet, so kann das Heizelement besser von der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors durchdrungen werden. Mit anderen Worten kann also so das Aussenden und/oder das Empfangen der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors verbessert werden. Wird an den Heizleiter eine elektrische Spannung angelegt und/oder wird der Heizleiter von einem elektrischen Strom durchflossen, so kann die elektrische Energie in die Heizleistung, welche in den Zentralbereich des Radoms eingebracht werden kann, umgewandelt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auch vorgesehen, dass das Heizelement zumindest einen ersten Heizstromkreis und einen zweiten Heizstromkreis aufweist, wobei mittels des ersten Heizstromkreises der Zentralbereich mit/ohne dem bevorzugten Ablagerungsbereich temperierbar ist und mittels des zweiten Heizstromkreises ausschließlich der bevorzugte Ablagerungsbereich temperierbar ist. Mit dem ersten Heizstromkreis kann also die Heizleistung in dem Zentral be re ich des Radoms eingebracht werden. Mittels des zweiten Heizstromkreises kann die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich eingebracht werden. Die Verwendung eines ersten Heizstromkreises und eines zweiten Heizstromkreises erlaubt das energieeffiziente Temperieren der Radomvorrichtung. Insbesondere kann so eine Gesamtheizleistung, welche höher sein kann als die Heizleistung, in den bevorzugten Ablagerungsbereich eingebracht werden, sodass die Ablagerung des Niederschlags aus der Umgebung des Fahrzeugs im Staupunkt bzw. in dem bevorzugten Ablagerungsbereich entfernt werden kann.
Dabei ist denkbar, dass der erste Heizstromkreis und der zweite Heizstromkreis voneinander unterschiedliche Bereiche des Zentralbereichs des Radoms temperieren. Es ist aber auch denkbar, dass der erste Heizstromkreis den gesamten Zentralbereich des Radoms temperiert, sodass die Gesamtheizleistung folglich die durch den ersten Heizstromkreis eingebrachte Heizleistung sowie die durch den zweiten Heizstromkreis eingebrachte Heizleistung umfasst.
In einer weiteren, alternativen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Radomvorrichtung ist die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung mittels einer inhomogenen Heizleiterdichteverteilung des Heizleiters in dem bevorzugten Ablagerungsbereich einbringbar. Ist der Heizleiter beispielsweise in Form eines Heizdrahtes ausgebildet, so kann eine erhöhte Anzahl von Heizdrähten bzw. ein verringerter Abstand zwischen den Heizdrähten in dem bevorzugten Ablagerungsbereich sicherstellen, dass in dem bevorzugten Ablagerungsbereich eine von der Heizleistung des Zentralbereichs verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich einbringbar ist. Ein verringerter Abstand zwischen den Heizdrähten in dem bevorzugten Ablagerungsbereich kann zu einer erhöhten Heizleiterdichteverteilung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich führen. Mit anderen Worten ist also die Heizleiterdichteverteilung des Heizleiters in dem Zentralbereich des Radoms inhomogen, wodurch innerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung eingebracht werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann in einer weiteren Ausführungsform die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung mittels einer inhomogenen Heizleiterquerschnittsverteilung des Heizleiters in dem bevorzugten Ablagerungsbereich eingebracht werden. Ein Heizleiterquerschnitt des Heizleiters ist indirekt proportional zu einem elektrischen Widerstand des Heizleiters. Durch eine Variation des Heizleiterquerschnitts des Heizleiters kann so eine Wärmeentwicklung beeinflusst werden. Beispielsweise kann sich an Stellen des Heizleiters mit einem größeren Heizleiterquerschnitt weniger Wärme entwickeln als an Stellen des Heizleiters mit einem niedrigeren Heizleiterquerschnitt. Durch einen verringerten Heizleiterquerschnitt des Heizleiters in dem bevorzugten Ablagerungsbereich kann also eine erhöhte Heizleistung bzw. eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich eingebracht werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Ablagerung des Niederschlags aus der Umgebung des Fahrzeugs, welche sich bevorzugt innerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs ablagert, durch eine gegenüber dem restlichen Zentral be re ich des Radoms erhöhte Wärmeentwicklung energieeffizient entfernt werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Heizelements einer Radomvorrichtung für einen Radarsensor, welche zumindest einen ersten Heizstromkreis und einen zweiten Heizstrom kreis aufweist, umfasst ein Empfangen von Umgebungsdaten, welche eine Umgebung des Fahrzeugs und/oder zumindest einen Zentralbereich eines Radoms der Radomvorrichtung des Fahrzeugs beschreiben, wobei der Zentralbereich für eine elektromagnetische Strahlung des Radarsensors durchlässig ist. Zudem umfasst das Verfahren ein Erkennen eines Niederschlags und/oder einer Ablagerung des Niederschlags innerhalb des Zentralbereichs des Radoms anhand der Umgebungsdaten. Schließlich umfasst das erfindungsgemäße Verfahren auch ein Ausgeben eines ersten Heizsignals an das Heizelement zum Temperieren des Radoms mittels des ersten Heizstromkreises in Abhängigkeit von der erkannten Ablagerung des Niederschlags. Hierbei kann bei dem Erkennen des Niederschlags und/oder der Ablagerung des Niederschlags zusätzlich eine Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit für eine Teilbereichsablagerung des Niederschlags innerhalb eines bevorzugten Ablagerungsbereichs des Zentralbereichs bestimmt werden. Daraufhin kann zusätzlich ein zweites Heizsignal zum Temperieren des Radoms mittels des zweiten Heizstromkreises in Abhängigkeit von der Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit ausgegeben werden. Mit Hilfe des Verfahrens soll eine Radomvorrichtung für den Radarsensor mittels des Heizelements temperiert werden. Bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung der Radomvorrichtung an dem Fahrzeug kann sich ein bevorzugter Ablagerungsbereich bilden. In dem bevorzugten Ablagerungsbereich kann sich bevorzugt Niederschlag aus der Umgebung des Fahrzeugs ablagern. Innerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs kann eine gegenüber dem restlichen Bereich der Radomvorrichtung bzw. gegenüber dem restlichen Zentralbereich des Radoms der Radarvorrichtung erhöhte Heizleistung zum Entfernen der Ablagerung nötig sein. Hierbei kann es energieeffizient sein, wenn in dem restlichen Bereich des Zentralbereichs, also in dem Zentralbereich ohne den bevorzugten Ablagerungsbereich, weniger Heizleistung als in dem bevorzugten Ablagerungsbereich eingebracht wird. Mit anderen Worten kann es energieeffizient sein, wenn der zweite Heizstromkreis nur dann angesteuert wird, wenn in dem bevorzugten Ablagerungsbereich eine erhöhte Ablagerung des Niederschlags in Form der Teilbereichsablagerung zu erwarten ist und/oder erkannt wird. Bei der Teilbereichsablagerung kann es sich auch um eine zu dem erkannten Niederschlag und/oder der erkannten Ablagerung des Niederschlags innerhalb des Zentralbereichs identische Ablagerung handeln. Es ist also denkbar, dass die Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit indirekt und unabhängig von einer tatsächlichen Teilbereichsablagerung bestimmt wird.
Die Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit kann dabei eine Wahrscheinlichkeit für die Ablagerung des Niederschlags innerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs angeben. Die Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit kann jedoch auch eine Konfidenz für den erkannten Niederschlag und/oder die erkannte Ablagerung des Niederschlags angeben.
Das Verfahren kann mit einer Recheneinrichtung des Fahrzeugs durchgeführt werden. Diese Recheneinrichtung kann durch zumindest ein elektronisches Steuergerät, welches einen oder mehrere programmierbare Prozessoren umfasst, gebildet sein. Mit dieser Recheneinrichtung können die Umgebungsdaten empfangen werden. Diese Umgebungsdaten können die Umgebung des Fahrzeugs bzw. einen Bereich der Umgebung des Fahrzeugs beschreiben. Alternativ oder zusätzlich können die Umgebungsdaten das Radom selbst bzw. den Zentralbereich des Radoms oder einen Teil davon beschreiben. Auf Grundlage der Umgebungsdaten kann die Recheneinrichtung ermitteln, ob sich auf dem Radom bzw. in dem Zentralbereich des Radoms die Ablagerung des Niederschlags befindet. Um diese Ablagerung des Niederschlags von dem Zentralbereich des Radoms zu entfernen, kann die Recheneinrichtung ein erstes Heizsignal an das Heizelement ausgeben. Mittels des ersten Heizsignals kann der erste Heizstromkreis aktiviert werden. Zudem kann die Recheneinrichtung ein zweites Heizsignal ausgeben. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass als die Umgebungsdaten zumindest Temperaturdaten und/oder Luftfeuchtigkeitsdaten empfangen werden, welche eine Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Fahrzeugs beschreiben. Dabei kann der Niederschlag anhand der Temperaturdaten und/oder Luftfeuchtigkeitsdaten charakterisiert werden. Beispielsweise kann der Niederschlag so als Eis, Schnee, Schneematsch, Hagel, Graupel, Nebel, Wasser oder dergleichen charakterisiert werden. Das erste Heizsignal und/oder das zweite Heizsignal kann so zusätzlich in Abhängigkeit von dem charakterisierten Niederschlag ausgegeben werden.
Die Temperaturdaten können beispielsweise von einem Temperatursensor empfangen werden, welcher die Temperatur in der Umgebung des Fahrzeugs und/oder des Radoms beschreibt. Die Luftfeuchtigkeitsdaten können beispielsweise von einem Luftfeuchtigkeitssensor empfangen werden, welcher die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Fahrzeugs und/oder des Radoms beschreibt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Temperaturdaten und/oder Luftfeuchtigkeitsdaten von einem Wetterdienst empfangen bzw. abgerufen werden. Auf Grundlage dieser Temperaturdaten und/oder Luftfeuchtigkeitsdaten kann darauf geschlossen werden, wie wahrscheinlich die Ablagerung des Niederschlags in der Umgebung des Fahrzeugs an dem Zentralbereich des Radoms ist. Beispielsweise kann im Fall einer niedrigen Temperatur und einer niedrigen Luftfeuchtigkeit gegebenenfalls auf pulverförmigen Schnee geschlossen werden. In einem derartigen Fall kann es unwahrscheinlicher sein, dass sich der Niederschlag an der Radomvorrichtung ablagert. Im Gegensatz dazu kann im Fall einer hohen Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur knapp oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser auf eine erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Ablagerung des Niederschlags aus der Umgebung des Fahrzeugs geschlossen werden. Dadurch kann auch die Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit beeinflusst werden.
Eine weitere Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht zudem vor, dass als die Umgebungsdaten zumindest Bilddaten von einer Kamera des Fahrzeugs empfangen werden und anhand der Bilddaten der Niederschlag in der Umgebung und/oder die Ablagerung des Niederschlags innerhalb des Zentralbereichs des Radoms erkannt werden. Die Bilddaten können ein digitales Bild oder eine Sequenz umfassen. Insbesondere können die Bilddaten den sichtbaren Wellenlängenbereich beschreiben. Die Bilddaten können von einer Kamera des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Dabei können die Bilddaten den in der Umgebung vorhandenen Niederschlag beschreiben. Beispielsweise kann auf Grundlage der Bilddaten bestimmt werden, ob Eis oder Schnee in der Umgebung vorhanden sind. Alternativ oder zusätzlich können die Bilddaten den Zentralbereich des Radoms bzw. das Radom selbst bzw. einen Bereich davon beschreiben. Um derartige Bilddaten bereitstellen zu können, kann eine Kamera des Fahrzeugs verwendet werden, in deren Erfassungsbereich sich das Radom zumindest bereichsweise befindet.
Es ist also vorgesehen, dass die Bilddaten von der Kamera genutzt werden, welche ohnehin meist an modernen Fahrzeugen vorhanden ist. Somit ist es unter Umständen nicht erforderlich, dass ein zusätzlicher Sensor verbaut wird. Die Bilddaten können so für eine Regelung des Heizelements genutzt werden. Insgesamt kann so das Heizelement des Radoms auf einfache Weise energieeffizient betrieben werden.
Bevorzugt wird der Niederschlag zusätzlich anhand der Bilddaten charakterisiert, wobei die Bilddaten den Niederschlag auf, neben und/oder über einer Fahrbahn der Umgebung beschreiben. Das erste Heizsignal und/oder das zweite Heizsignal kann so zusätzlich in Abhängigkeit von dem charakterisierten Niederschlag ausgegeben werden.
Eine weitere Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht schließlich vor, dass zusätzlich Radardaten des Radarsensors empfangen werden und anhand der Radardaten eine Folgefahrt, bei welcher ein weiterer Verkehrsteilnehmer vor dem Fahrzeug fährt, erkannt wird und das erste Heizsignal und/oder das zweite Heizsignal zusätzlich in Abhängigkeit von der erkannten Folgefahrt ausgegeben wird. Alternativ dazu kann eine Folgefahr auch mittels einer Kamera des Fahrzeugs und/oder weiterer Sensoren erkannt werden. Eine Folgefahrt beschreibt die Verkehrssituation, bei der sich der weitere Verkehrsteilnehmer vor dem Fahrzeug befindet und in die gleiche Fahrtrichtung fährt. Insbesondere kann bei dieser Folgefahrt durch die Räder des Verkehrsteilnehmers der Niederschlag, der sich auf der Fahrbahn abgelagert hat, aufgewirbelt werden und sich auf dem Radom bzw. in dem Zentral be re ich des Radoms niederschlagen. Bei einer solchen Folgefahrt mit aufgewirbeltem Niederschlag kann die Wahrscheinlichkeit für eine Ablagerung des Niederschlags in dem Zentralbereich des Radoms steigen. Insbesondere kann also auch die Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit steigen. Auch hierbei kann die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und/oder dergleichen berücksichtigt werden.
Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für ein Fahrzeug ist dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise als elektronisches Steuergerät, welches einen oder mehrere programmierbare Prozessoren umfasst, ausgebildet sein. Ein erfindungsgemäßes computerlesbares (Speicher)Medium, umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug umfassend eine erfindungsgemäße Radomvorrichtung für einen Radarsensor. Das Fahrzeug kann insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet sein.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten und bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für das erfindungsgemäße computerlesbare (Speicher)Medium, für das erfindungsgemäße Computerprogramm sowie für das erfindungsgemäße Fahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fign. 1a, b schematische Darstellungen eines Fahrzeugs, umfassend eine erfindungsgemäße Radomvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, umfassend eine erfindungsgemäße Radomvorrichtung mit einem stilisierten bevorzugten Ablagerungsbereich,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Radomvorrichtung, Fign. 4a-c schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Radomvorrichtung mit entsprechenden Ausgestaltungsformen eines Heizleiters, und
Fig. 5 das Fahrzeug gemäß Fig. 1 während einer Folgefahrt, bei welcher sich ein weiterer Verkehrsteilnehmer vor dem Fahrzeug befindet.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1a zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, welches als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Radomvorrichtung 2. Diese Radomvorrichtung 2 dient dazu, einen Radarsensor 3 vor Umwelteinflüssen aus einer Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 zu schützen. Das Fahrzeug 1 umfasst zudem eine Recheneinrichtung 5 sowie einen Temperatursensor 6 und einen Luftfeuchtigkeitssensor 7. Schließlich umfasst das Fahrzeug 1 eine Kamera 8, welche in dem Beispiel an einer Front des Fahrzeugs 1 angeordnet ist.
Fig. 1b zeigt in einer schematischen Darstellung das Fahrzeug 1 in einer vergrößerten Seitenansicht. Insbesondere zeigt Fig. 1b die Radomvorrichtung 2, den Radarsensor 3 sowie eine Ablagerung 9 eines Niederschlags 10 - hier dargestellt in Form von Schneeflocken - aus der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1. Der Radarsensor 3 kann in einem Gehäuse 11 angeordnet sein. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen aus der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 kann der Radarsensor 3 mittels der Radomvorrichtung 2 geschützt werden. Bei niedrigen Temperaturen in der Umgebung 4, welche mittels des Temperatursensors 6 festgestellt werden können, kann sich Niederschlag 10 an der Radomvorrichtung 2 ablagern. Diese Ablagerung 9 kann das Aussenden und/oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung des Radarsensors 3 nachteilig beeinflussen.
Mittels eines Heizelements 16 kann ein Zentralbereich 13 der Radomvorrichtung 2 temperiert werden, sodass die Ablagerung 9 des Niederschlags 10 aus der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 entfernt wird. Mittels der Kamera 8 kann erkannt werden, ob Niederschlag 10 in der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 vorhanden ist und/oder ob eine Ablagerung des Niederschlags 10 innerhalb des Zentralbereichs 13 des Radoms 14 der Radomvorrichtung 2 auftritt. Ob eine Ablagerung 9 des Niederschlags 10 an der Radomvorrichtung 2 auftritt, kann von einer Luftfeuchtigkeit in der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 abhängen. Die Luftfeuchtigkeit kann mittels des Luftfeuchtigkeitssensors 7 gemessen werden. In Abhängigkeit des erkannten Niederschlags 10 und/oder der Ablagerung 9 des Niederschlags 10 und/oder der durch den Temperatursensor 6 bereitgestellten Temperatur in der Umgebung 4 und/oder der Temperatur der Radomvorrichtung 2 und/oder der durch den Luftfeuchtigkeitssensor 7 bereitgestellten Luftfeuchtigkeit der Umgebung 4 kann die Recheneinrichtung 5 ein erstes Heizsignal und/oder ein zweites Heizsignal an das Heizelement 16 der Radomvorrichtung 2 ausgeben. Dadurch kann die Ablagerung 9 von der Radomvorrichtung 2 entfernt werden.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung das Fahrzeug 1 in einer Frontalansicht. Der Übersichtlichkeit halber ist dabei nur die Radomvorrichtung 2 dargestellt. Die Radomvorrichtung 2 ist dabei außermittig im Kühlergrill des Fahrzeugs 1 angeordnet. Aufgrund einer derartigen außermittigen Anordnung der Radomvorrichtung 2 kann es vorkommen, dass sich der Niederschlag 10 aus der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 asymmetrisch an der Radomvorrichtung 2 ablagert. In Figur 2 ist eine derartige asymmetrische Ablagerung 9 durch einen bevorzugten Ablagerungsbereich 12 innerhalb des Zentralbereichs 13 des Radoms 14 der Radomvorrichtung 2 dargestellt. Die Ablagerung 9 des Niederschlags 10 kann folglich verstärkt innerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs 12 auftreten. Mit anderen Worten kann sich in dem bevorzugten Ablagerungsbereich 12 mehr Niederschlag 10 ablagern als in dem restlichen Zentralbereich 13. Aus energieeffizienztechnischer Sicht ist folglich keine gleichverteilte Heizleistung innerhalb des Zentralbereichs 13 nötig. Mittels der erfindungsgemäßen Radomvorrichtung 2 kann eine von der Heizleistung in dem Zentralbereich 13 verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich 12 eingebracht werden. Technische Ausführungsbeispiele, wie eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in den bevorzugten Ablagerungsbereich 12 einbringbar ist, finden sich in der Beschreibung zu den Fign 4a-c.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Radomvorrichtung 2. Diese Radomvorrichtung 2 umfasst das Radom 14 mit dem Zentralbereich 13. Der Zentralbereich 13 weist einen bevorzugten Ablagerungsbereich 12 auf. Die Radomvorrichtung 2 dient dem Schutz des Radarsensors 3 vor Umwelteinflüssen aus der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1. Der Radarsensor 3 kann dabei in einem Gehäuse 15 angeordnet sein.
Das Heizelement 16 kann einen ersten Heizstromkreis 17 und einen zweiten Heizstromkreis
18 aufweisen. Mittels des ersten Heizstromkreises 17, welcher in Figur 3 durch eine vertikale Schraffur dargestellt wird, kann der Zentralbereich 13 mit dem bevorzugten Ablagerungsbereich 12 temperiert werden. In dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 kann mittels des zweiten Heizstromkreises 18 ausschließlich der bevorzugte Ablagerungsbereich 12 temperiert werden. Mittels des ersten Heizstromkreises 17 kann also die Heizleistung in den Zentralbereich 13 inklusive des bevorzugten Ablagerungsbereichs 12 des Radoms 14 eingebracht werden. Die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung kann mittels des zusätzlichen zweiten Heizstromkreises 18 in den bevorzugten Ablagerungsbereich 12 eingebracht werden. Die Gesamtheizleistung kann dabei die Heizleistung des Zentralbereichs 13 und die durch den zweiten Heizstromkreis 18 eingebrachte Heizleistung - wie in Fig. 3 dargestellt - umfassen. Die durch den zweiten Heizstromkreis 18 eingebrachte Heizleistung ist in dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 durch die diagonale Schraffur dargestellt. Im Allgemeinen ist es jedoch auch denkbar, dass die Gesamtheizleistung ausschließlich mittels des zweiten Heizstromkreis 18 einbringbar ist.
Die Fign. 4a-c zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für eine Anordnung eines Heizleiters 19 innerhalb des Zentralbereichs 13 des Radoms 14. Der bevorzugte Ablagerungsbereichs 12 kann beispielsweise - wie in Fig. 4a dargestellt - mehr Leiterbahnen des Heizleiters 19 aufweisen als der Rest des Zentralbereichs 13. Dadurch kann sich in Fig. 4a eine inhomogene Heizleiterdichteverteilung des Heizleiters 19 ergeben. Mit anderen Worten ist also die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung mittels einer inhomogenen Heizleiterdichteverteilung des Heizleiters 19 in den bevorzugten Ablagerungsbereich 12 einbringbar.
In Fig. 4b kann die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung mittels einer inhomogenen Heizleiterquerschnittsverteilung des Heizleiters 19 in den bevorzugten Ablagerungsbereich 12 eingebracht werden. Beispielsweise kann außerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs 12 der Heizleiterquerschnitt 20 des Heizleiters 19 größer sein als der Heizleiterquerschnitt 20‘ des Heizleiters 19‘.
Ein erhöhter Heizleiterquerschnitt 20 des Heizleiters 19 außerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs 12 kann einen elektrischen Widerstand bzw. einen spezifischen elektrischen Widerstand des Heizleiters 19 senken. Dadurch kann der Bereich des Zentralbereichs 13 ohne den bevorzugten Ablagerungsbereich 12 weniger stark temperiert werden als der bevorzugte Ablagerungsbereich 12.
Fig. 4c zeigt schließlich eine mögliche Ausführungsform des Heizelements 16 gemäß Figur 3. Innerhalb des Zentralbereichs 13 kann ein erster Heizstromkreis 17 verlaufen. Innerhalb des bevorzugten Ablagerungsbereichs 12 kann ein zweiter Heizstromkreis 18 verlaufen. Durch die Kombination des ersten Heizstromkreises 17 und des zweiten Heizstromkreises 18 kann eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in dem bevorzugten Ablagerungsbereich 12 eingebracht werden. Dadurch ist es möglich, dass die Radomvorrichtung 2 bzw. das Radom 14 dort am stärksten temperiert wird, wo sich bevorzugt Niederschlag 10 aus der Umgebung 4 des Fahrzeugs 1 ablagert. Mit anderen Worten wird also der Zentralbereich 13 des Radoms 14 genau dort erwärmt, wo sich bevorzugt eine Ablagerung 9 befindet.
Fig. 5 zeigt in einer schematischen Darstellung das Fahrzeug von Fig. 1 während einer Folgefahrt. Bei dieser Folgefahrt fährt ein weiterer Verkehrsteilnehmer 21 vor dem Fahrzeug 1, wobei sich das Fahrzeug 1 und der weitere Verkehrsteilnehmer 21 in dieselbe Fahrtrichtung bewegen. Bei dem weiteren Verkehrsteilnehmer 21 handelt es sich in dem Beispiel ebenfalls um einen Personenkraftwagen. Es wird davon ausgegangen, dass sich auf einer Fahrbahn 22, auf welcher sich das Fahrzeug 1 und der weitere Verkehrsteilnehmer 21 befinden, der Niederschlag 10 befindet. Beispielsweise kann sich als Niederschlag 10 Schnee auf der Fahrbahn 22 befinden. Dieser Niederschlag 10 auf der Fahrbahn 22 sowie neben der Fahrbahn 22 kann anhand der Bilddaten der Kamera 8 erkannt werden.
Zudem kann der Niederschlag 10 auf der Fahrbahn 22 durch die sich auf der Fahrbahn 22 abrollenden Räder des weiteren Verkehrsteilnehmers 21 aufgewirbelt bzw. aufgeschleudert werden. Dieser aufgewirbelte Niederschlag 10 ist vorliegend durch die Linien 23 veranschaulicht. Auch dieser aufgewirbelte Niederschlag 10 kann anhand der Bilddaten der Kamera 8 erkannt werden. Anhand der Bilddaten kann eine Wahrscheinlichkeit für eine Ablagerung 9 des Niederschlags 10 an dem Radom 14 bestimmt werden. Zusätzlich kann der Niederschlag 10 anhand der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, der Bilddaten und/oder dergleichen charakterisiert werden.

Claims

Ansprüche
1. Radomvorrichtung (2) für einen Radarsensor (3) eines Fahrzeugs (1), umfassend:
- Radom (14) mit einem Zentralbereich (13), welcher für eine elektromagnetische Strahlung des Radarsensors (3) durchlässig ist, und
- ein Heizelement (16) zum Temperieren des Zentralbereichs (13) des Radoms (14), wobei mittels einer elektrischen Energie eine Heizleistung in den Zentralbereich (13) des Radoms (14) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Zentralbereich (13) einen bevorzugten Ablagerungsbereich (12) aufweist, innerhalb dessen sich bevorzug Niederschlag (10) aus einer Umgebung (4) des Fahrzeugs (1) bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung der Radomvorrichtung (2) an dem Fahrzeug (1) ablagert, und
- eine von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung in den bevorzugten Ablagerungsbereich (12) einbringbar ist.
2. Radomvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (16) als Heizleiter (19, 19‘) ausgebildet ist, wobei der Heizleiter (19, 19‘) im Wesentlichen orthogonal zu einer Polarisation der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors (3) in dem Zentralbereich (13) des Radoms (14) angeordnet ist.
3. Radomvorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (16) zumindest einen ersten Heizstromkreis (17) und einen zweiten Heizstromkreis (18) aufweist, wobei mittels des erste Heizstromkreises (17) der Zentralbereich (13) mit/ohne dem bevorzugten Ablagerungsbereich (12) temperierbar ist und mittels des zweiten Heizstromkreises (18) ausschließlich der bevorzugte Ablagerungsbereich (12) temperierbar ist.
4. Radomvorrichtung (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung mittels einer inhomogenen Heizleiterdichteverteilung des Heizleiters (19, 19‘) in den bevorzugten Ablagerungsbereich (12) einbringbar ist. Radomvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Heizleistung verschiedene Gesamtheizleistung mittels einer inhomogenen Heizleiterquerschnittsverteilung des Heizleiters (19, 19‘) in den bevorzugten Ablagerungsbereich (12) einbringbar ist. Verfahren zum Betreiben eines Heizelements (16) einer Radomvorrichtung (2) für einen Radarsensor (3), welches zumindest einen ersten Heizstromkreis (17) und einen zweiten Heizstromkreis (18) aufweist, umfassend die Schritte:
- Empfangen von Umgebungsdaten, welche eine Umgebung (4) des Fahrzeugs (1) und/oder zumindest einen Zentralbereich (13) eines Radoms (14) der Radomvorrichtung (2) des Fahrzeugs (1) beschreiben, wobei der Zentralbereich (13) für eine elektromagnetische Strahlung des Radarsensors (3) durchlässig ist,
- Erkennen eines Niederschlags (10) und/oder einer Ablagerung (9) des Niederschlags (10) innerhalb des Zentralbereichs (13) des Radoms (14) anhand der Umgebungsdaten, und
- Ausgeben eines ersten Heizsignals an das Heizelement (16) zum Temperieren des Radoms (14) mittels des ersten Heizstromkreises (17) in Abhängigkeit von der erkannten Ablagerung (9) des Niederschlags (10), dadurch gekennzeichnet, dass
- bei dem Erkennen des Niederschlags (10) und/oder der Ablagerung (9) des Niederschlags (10) zusätzlich eine Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit für eine Teilbereichsablagerung des Niederschlags (10) innerhalb eines bevorzugten Ablagerungsbereichs (12) des Zentralbereichs (13) bestimmt wird, und
- zusätzlich ein zweites Heizsignal zum Temperieren des Radoms (14) mittels des zweiten Heizstromkreises (18) in Abhängigkeit von der Teilbereichsablagerungswahrscheinlichkeit ausgegeben wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als die Umgebungsdaten zumindest Temperaturdaten und/oder Luftfeuchtigkeitsdaten empfangen werden, welche eine Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit in der Umgebung (4) des Fahrzeugs (1) beschreiben, wobei der Niederschlag (10) anhand der Temperaturdaten und/oder Luftfeuchtigkeitsdaten charakterisiert wird und das erste Heizsignal und/oder das zweite Heizsignal zusätzlich in Abhängigkeit von dem charakterisierten Niederschlag (10) ausgegeben wird. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als die Umgebungsdaten zumindest Bilddaten von einer Kamera (10) des Fahrzeugs (1) empfangen werden und anhand der Bilddaten der Niederschlag (10) in der Umgebung (4) und/oder die Ablagerung (9) des Niederschlags (10) innerhalb des Zentralbereichs (13) des Radoms (14) erkannt wird. Verfahren nach Anspruch 8 in dessen Rückbezug auf Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederschlag (10) zusätzlich anhand der Bilddaten charakterisiert wird, wobei die Bilddaten den Niederschlag (10) auf, neben und/oder über einer Fahrbahn (22) der Umgebung (4) beschreiben, und das erste Heizsignal und/oder das zweite Heizsignal zusätzlich in Abhängigkeit von dem charakterisierten Niederschlag (10) ausgegeben wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Radardaten des Radarsensors (10) empfangen werden und anhand der Radardaten eine Folgefahrt, bei welcher ein weiterer Verkehrsteilnehmer (21) vor dem Fahrzeug (1) fährt, erkannt wird und das erste Heizsignal und/oder das zweite Heizsignal zusätzlich in Abhängigkeit von der erkannten Folgefahrt ausgegeben wird.
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