WO2024046979A1 - Verfahren zum betrieb einer motorischen klappenanordnung eines kraftfahrzeugs mittels bedienergesten - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer motorischen klappenanordnung eines kraftfahrzeugs mittels bedienergesten Download PDF

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WO2024046979A1
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PCT/EP2023/073527
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Bernd Herthan
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Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg
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    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a motorized flap arrangement of a motor vehicle according to claim 1, a control device for a sensor system for operating a motorized flap arrangement of a motor vehicle according to claim 11, a sensor system with such a control device according to claim 12 and a motor vehicle for carrying out the proposed method according to claim 13.
  • the motorized flap arrangement in question is intended for adjusting a closure element of the motor vehicle by means of an electric drive.
  • the term “closure element” is to be understood broadly in the present case and includes, for example, a tailgate, a trunk lid, a hood, a side door, a loading compartment lid, a window pane, a lifting roof or the like of a motor vehicle.
  • the closure element can be arranged on the motor vehicle body in a pivotable and/or longitudinally displaceable manner. The focus below is on the area of application for adjusting tailgates and side doors.
  • the known prior art (DE 10 2016 125 371 A1) from which the invention is based relates to a method for operating a motorized flap arrangement, wherein the motorized adjustment is triggered via a predetermined operator gesture.
  • the operator gesture is, for example, a predetermined foot movement of the operator.
  • movements carried out by an operator are recorded by a radar module and evaluated by a control device.
  • the sensor systems used for such applications may have radar modules that are based on the use of ultra-wideband (“UWB”) technology.
  • UWB radar modules are also set up for UWB communication with an operator's mobile device, such as an electronic key for authentication.
  • this dual function is also accompanied by a limited resolution of the detection of the operator gesture.
  • several radar modules can be provided, which surround the circumference of the Motor vehicle are distributed, which, among other things, optimizes the reception and transmission range of the sensor system.
  • the radar modules are equipped with respective sensor controls, which take over the evaluation of the radar sensor values determined by the respective radar module and which, for example, recognize a validly executed operator gesture based on the check of specified operator gesture criteria. If there is a valid operator gesture, the respective sensor control reports the presence of an actuation request to the control unit, which in turn triggers the motorized flap arrangement to be activated, for example opening the tailgate.
  • the invention is based on the problem of designing and developing the known method in such a way that further optimization is achieved with regard to the stated challenge.
  • the invention is based on the knowledge that, in certain cases, valid operator gestures are also carried out in such a way that the detection of the respective individual radar modules can be made more difficult due to a low level of triggering.
  • An example of this is the execution of an operator gesture between two spaced apart radar modules with only a slight sweep over the respective detection areas.
  • the sensor controls of the radar modules each carry out a check of predetermined operator gesture criteria based on the radar sensor values determined by the respective radar module.
  • the radar modules therefore each make an assessment as to whether a possible operator gesture is present.
  • the sensor controls assign a recognition quality measure to each possible operator gesture, which is generally related to the probability that a valid operator gesture was detected.
  • the control unit is superordinate to the sensor controls and preferably does not directly evaluate the respective radar sensor data. Rather, the respective recognition quality measures are transmitted to the control device and evaluated in a synopsis according to an evaluation rule.
  • a low recognition quality for a gesture which is however detected by several radar modules, can lead to a successful triggering of the motorized adjustment, for example if the operator gesture is carried out between two radar modules that are spaced apart from one another.
  • the requirements in the operator gesture criteria to be checked by the individual sensor controls do not necessarily have to be reduced, the probability of false triggering can still be reduced.
  • inventions according to claims 2 to 5 are also particularly preferred, according to which respective operator gesture parameters derived from the radar sensor values are assigned to the possible operator gesture by the sensor controls and taken into account in the evaluation rule. Further characteristics of the recorded, possible operator gesture can therefore be included in the evaluation via a synopsis.
  • the embodiment according to claim 3 specifies a temporal aspect of the possible operator gesture such as a time duration as an operator gesture parameter, whereby a valid operator gesture can be plausibly checked particularly reliably by several radar modules.
  • a speed value which can be derived, for example, from Doppler information of the radar sensor values, is specified as an operator gesture parameter.
  • the speed value in turn serves as a characteristic feature of the operator gesture and in particular improves security against false triggering.
  • Claim 5 also specifies refinements of the operator gesture parameter which relate to the position of the operator gesture and in particular radar targets associated with the operator gesture.
  • the advantages of using radar for gesture recognition can be used in a targeted manner when viewed together.
  • the further preferred embodiment of claim 6 relates to the use of the radar modules for UWB communication with a mobile device, for example an electronic key, which can be used here in addition to authentication to improve gesture recognition.
  • the embodiment according to claim 7 is also particularly interesting, according to which the radar modules are also used to detect an operator approach.
  • operator approach criteria are specified for this purpose, which represent a probability of the operator specifically approaching the flap arrangement with an actuation request.
  • Gesture recognition can be further optimized by looking at the recognition quality measures together with the recorded operator approach. For example, a low detection quality measure determined by one or more radar modules may be sufficient for triggering if another radar module has detected such an operator approach with a high degree of probability.
  • a communication network of the motor vehicle in the embodiments according to claim 10 a LIN bus or CAN bus, is only loaded to a small extent.
  • a control device for a sensor system for operating a motorized flap arrangement of a motor vehicle is claimed.
  • the control device is set up to receive respective recognition quality measures from several radar modules of the sensor system for a possible operator gesture detected by the radar modules based on radar sensor values, the control device qualifying the possible operator gesture as a valid operator gesture or as an invalid one in accordance with a predetermined evaluation rule based on a summary of the recognition quality measures Rejects the operator gesture, and the control device causes the motorized flap arrangement to be activated when a valid operator gesture is present. Reference may be made to all statements regarding the proposed procedure.
  • a sensor arrangement for a motorized flap arrangement of a motor vehicle is claimed.
  • the sensor system has a plurality of radar modules, which are arranged at a distance from one another on the motor vehicle and have respective sensor controls, the radar modules determining respective radar sensor values with respect to an operator located outside the motor vehicle by sending and receiving radar signals, the sensor controls determining the radar sensor values determined by the respective radar module check for the presence of a possible operator gesture based on predetermined operator gesture criteria, and the sensor controls assign a recognition quality measure to the possible operator gesture as part of the test based on the radar sensor values determined by the respective radar module.
  • the sensor system also has a proposed control device. Reference may be made to all statements regarding the proposed method and the proposed control device.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a rear area of a motor vehicle for carrying out the proposed method with a proposed sensor arrangement
  • Fig. 3 is a flowchart of the proposed method.
  • the proposed method relates to the operation of a motorized flap arrangement 1 of a motor vehicle 2.
  • the flap arrangement 1 is intended for transferring the closure element of the flap arrangement 1 from a closed position to an open position.
  • a transfer from an open position to a closed position can also be provided.
  • drives 3 of a drive arrangement 4 designed as spindle drives are provided, which are arranged on opposite sides of the closure element.
  • a sensor system 6 with several radar modules 7 is provided, which is used as part of gesture recognition to trigger the motorized adjustment of the flap arrangement 1.
  • the radar modules 7 are arranged at a distance from each other on the motor vehicle 2, which means that the sensor system 6 has several, spatially distributed radar modules 7 can be used. Due to the spaced arrangement, an extended detection and transmission range of the sensor system 6 can be covered. In addition, the spaced arrangement of the radar modules 7 can be used for improved positioning, for example as part of triangulation or taking into account redundancy of the radar modules 7.
  • the radar modules 7 are here and preferably set up as UWB modules for operation with UWB technology and in particular for communication in the frequency range from 3.1 GHz to 10.6 GHz.
  • the UWB signals are preferably pulses with a bandwidth of at least 500 MHz, more preferably with a duration of the order of nanoseconds.
  • the radar modules 7 have respective sensor controls 8, with the radar modules 7 particularly preferably being designed as integrated modules with an antenna arrangement and the sensor control 8, designed for example as a microcontroller, in one unit.
  • Fig. 3 shows an exemplary flowchart of the proposed method.
  • action 9 respective radar sensor values relating to an operator 10 located outside the motor vehicle 2 are determined by means of the radar modules 7 by sending and receiving radar signals.
  • the action 9 here includes several sub-actions 9i, 92, ..., 9n carried out by the respective radar modules 7, which can be carried out simultaneously and/or with a time delay.
  • the radar sensor values are indicative of distance information of at least one part of the operator's body 10 to the respective radar module 7.
  • the radar sensor values are also indicative of direction information and more preferably speed information of the operator 10.
  • the radar modules 7 are each equipped with an antenna arrangement, which has an antenna, preferably exactly two antennas, arranged in a predetermined angular position and position relative to one another in order to enable angular resolution of the radar signals.
  • the sensor control 8 controls the respective antenna arrangement for sending the radar signals. Received radar signals are evaluated by the sensor control 8 and based on this, the radar sensor values are determined using the sensor control 8.
  • the radar sensor values determined by the respective radar module 7 are checked for the presence of a possible operator gesture using the sensor controls 8 based on predetermined operator gesture criteria.
  • the operator gesture criteria can relate to predetermined characteristics of the operator gesture to be carried out, for example the position, speed, acceleration of a body part or the like.
  • the recorded radar sensor values can be checked for compliance with the specified characteristics and respective degrees of similarity can be determined, which are indicative of the extent to which the radar sensor values are representative of an operator gesture with the respective characteristic.
  • the degrees of similarity of the individual characteristics could be combined to form an overall degree of similarity, for example via predetermined functional relationships such as coefficients or the like.
  • a recognition quality measure is assigned to the possible operator gesture by means of the sensor controls 8 as part of the testing of the operator gesture criteria based on the radar sensor values determined by the respective radar module 7.
  • the recognition quality measure is generally representative of the probability pi, p2, ..., p n with which a valid operator gesture was detected by the individual radar module 7.
  • the recognition quality measure can relate to the overall degree of similarity already mentioned.
  • the recognition quality measure can also be given by several values and, for example, by the degrees of similarity of several of the tested characteristics.
  • the direct evaluation of the radar sensor values is implemented by the respective radar modules 7 themselves.
  • a control unit 13 of the sensor system is used for further evaluation and combination of the gesture recognition carried out by the radar modules 7 6 is provided, which is here and preferably superior to the sensor controls 8.
  • the respective recognition quality measures determined by means of the sensor controls 8 are transmitted to the control unit 13 of the sensor system 6, with here and preferably a communication network 15 of the motor vehicle 2, which will still be explained, being used for transmission.
  • the possible operator gesture is qualified as a valid operator gesture or rejected as an invalid operator gesture by means of the control device 13 in accordance with a predetermined evaluation rule based on a summary of the recognition quality measures.
  • the evaluation rule is a (calculation) rule as to how it can be assessed from the individual recognition quality measures and preferably further information transmitted by the sensor controls 8 of the radar modules 7 whether a valid operator gesture is present or not.
  • a “summary” of the recognition quality measures means that several of the transmitted recognition quality measures of individual radar sensor modules are used and related to one another in order to check the presence of a valid operator gesture.
  • a single, preferably sufficiently high, recognition quality measure is sufficient to qualify as a valid operator gesture.
  • An example of this is shown in FIG. 2a), whereby the operator 10 executes an operator gesture in an area and/or in an optimal orientation that is optimal for detection by one of the radar modules 7.
  • the recognition quality measure which is assigned to the possible operator gesture by the sensor control 8 of the relevant radar module 7, can already be sufficiently high.
  • a single radar module 7 can be sufficient for reliable gesture recognition.
  • the executed operator gesture can be correctly qualified as a valid operator gesture. Circumstances such as the fact that gesture recognition has just been carried out by neighboring radar modules 7 can be taken into account in the evaluation rule.
  • the control unit 13 causes the motorized flap arrangement 1 to be activated in response to a valid operator gesture.
  • the sensor arrangement transmits recognition information to a door control device 17 external to the sensor arrangement.
  • the door control device 17 can, for example, carry out activation for motorized adjustment depending on further conditions, such as a closed state of the motor vehicle 2 or the detection of an electronic key.
  • the control device 13 can, in deviation from FIG. 1, be integrated in a door control device 17 and, for example, itself take over the control of the motorized flap arrangement 1.
  • At least one operator gesture parameter is derived from the radar sensor values of the possible operator gesture determined by the respective radar module 7 and the operator gesture parameter is assigned to the possible operator gesture, so that the recognition quality measures with the assigned operator gesture parameters are sent to the control unit 13 are transmitted, and that the evaluation rule depends on the assigned operator gesture parameters.
  • the operator gesture parameter is derived from the radar sensor values and consequently results from the sensory detection of the operator 10 using the radar signals.
  • the operator gesture parameter relates to a quantity that can be determined by sensors and which is related to the possible operator gesture and is suitable for further characterizing the possible operator gesture.
  • the at least one operator gesture parameter is determined here by the sensor controls 8 and in turn transmitted to the control device 13. The fact that the evaluation rule depends on the assigned operator gesture parameters means that the result of the qualification as a valid or invalid operator gesture can be influenced by different values of the operator gesture parameters.
  • At least one operator gesture parameter relates to a temporal aspect ti, t2, ..., t n of the possible operator gesture, preferably a time duration, a start time and/or an end time of the possible operator gesture.
  • a comparison of the temporal aspects ti, t2, ..., tn, for example the time period, recorded by the respective radar modules 7 can be depicted in the evaluation rule. For example, if the time durations agree with one another within a given precision, there is a higher probability that a valid operator gesture is present. By comparing temporal aspects, false triggering due to other movements detected by the radar modules 7 can also be avoided.
  • the duration, the start time and/or the end time predetermined criteria can be used by means of the sensor control 8.
  • the start time and end time are determined based on speed values of the operator gesture, for example via threshold values or the like.
  • the length of time can result here from the time difference between start times and end times defined in this way.
  • At least one operator gesture parameter relates to a speed value vi, V2, ..., v n , in particular a maximum speed, average speed and/or an acceleration value, of the possible operator gesture.
  • the evaluation rule can also include a comparison of the speed values vi, V2, v n recorded by the respective radar modules 7.
  • the speed values vi, V2, v n are preferably determined from Doppler information of the radar signals.
  • An example of an evaluation rule dependent on the speed values vi, V2, ..., Vn is that for a possible operator gesture with higher speed values vi, V2, ..., v n, lower requirements are placed on the synopsis of the recognition quality measures than for one possible operator gesture with low speed values vi , V2, ..., Vn.
  • At least one operator gesture parameter relates to a geometric aspect xi, X2, ..., x n of the possible operator gesture, in particular a position of the possible operator gesture relative to the motor vehicle 2.
  • the position can be present as distance information and/or angle information between the possible operator gesture and the respective radar module 7. Taking the position into account is particularly advantageous when a possible operator gesture is detected by two or more adjacent radar modules 7, as also shown in FIG. 2b). In particular, a comparison of the positions can allow a conclusion to be drawn as to whether the low detection quality measures are due to the same movement detected by different radar modules 7.
  • an association of radar targets with the possible operator gesture can be made based on the radar sensor values, with at least one operator gesture parameter relating to the position, the number, the spatial distribution and/or a radar signal strength of the radar targets.
  • a time-dependent association of the radar sensor values to the operator 10 is carried out in a target tracking routine by means of the sensor controls 8.
  • the radar targets are identified in the radar sensor values, in particular based on the intensity of the reflected radar signals and preferably based on exceeding a predetermined intensity threshold value. Individual of these radar targets are used in the target tracking routine associated with the operator 10, the movement history of these radar targets being determined in particular in a temporal sequence of radar sensor values. The movement history of the radar targets can be used to check the operator gesture criteria.
  • the at least one operator gesture parameter may contain further information regarding such radar targets.
  • the position can in turn mean distance information and/or angle information from the respective radar module 7 to the radar target.
  • several radar targets recorded in the sensor values are combined into a cluster target according to a cluster model and associated with the body part, whereby the operator gesture parameter can indicate the number of combined radar targets.
  • the spatial distribution can mean the area spanned by the radar targets, the volume spanned and/or the shape predetermined by the radar targets.
  • the radar signal strength is determined in particular by the intensity of the reflected radar signals.
  • UWB communication with a mobile device 18 of the operator 10 is carried out using at least one of the radar modules 7.
  • the mobile device 18 can be designed, for example, as an electronic key, cell phone, PDA, wearable or the like.
  • the mobile device 18 is set up for UWB communication with at least one of the radar modules 7, whereby in addition to authentication of the operator 10, location can also be carried out using UWB communication.
  • time information and/or position information regarding the mobile device 18 is determined by means of the sensor control 8 of the at least one radar module 7, which carries out the UWB communication, and is transmitted to the control device 13.
  • the evaluation rule can be dependent on the time information and/or position information.
  • the time information is given, for example, by the time at which the UWB communication is established, for example by the (first) time of successful authentication.
  • the time difference between the authentication and a temporal aspect of the possible operator gesture can be a criterion for be a distinction between a valid and an invalid operator gesture.
  • the position information can in turn be understood as distance information and/or angle information between the radar module 7 and the mobile device 18, which can also be used in addition to the recognition quality measures and in particular the operator gesture parameters.
  • At least one additional radar module 7 is activated when UWB communication is established. Such a wake-up of the further radar modules 7 can be carried out in particular by means of the control unit 13.
  • the radar sensor values determined by the respective radar module 7 are checked for the presence of a possible operator approach to the flap arrangement 1 based on predetermined operator approach criteria and the presence of the possible operator approach is transmitted to the control unit 13, and that the Evaluation rule depends on the existence of the possible operator approach.
  • the operator approach criteria can generally represent operator actions preceding the execution of the operator gesture and in particular a movement pattern directed towards the flap arrangement 1 and passed through by the operator 10.
  • An exemplary upstream operator action is shown in FIG. 2c), whereby the operator 10 approaches the tailgate 5 in an approach movement around the motor vehicle 2 and then executes an operator gesture.
  • the possible operator gesture is assigned only a low recognition quality measure by at least one of the radar modules 7, for example because the operator gesture is detected at the edge of the detection area with low resolution.
  • the upstream operator action can be detected via additional radar modules 7 and classified as a probable operator approach with actuation intention based on the operator approach criteria. For example, the requirements for qualification as a valid operator gesture are then reduced to the recognition quality measures.
  • the recording of upstream operator actions can also be used to avoid false triggering. If the operator 10, for example, carries out an operator action which, as shown in FIG. 2d), more closely corresponds to running past the motor vehicle 2, checking the operator approach criteria may reveal a low probability of an intention to operate. Accordingly, the requirements for qualification as a valid operator gesture on the recognition quality measure are increased so that operator actions such as a running movement of the operator 10 are not incorrectly qualified as a valid operator gesture.
  • the detected operator approach can - like the possible operator gesture - be assigned a recognition quality measure and in particular operator approach parameters analogous to the explained operator gesture parameters and transmitted to the control device 13, the evaluation rule further depending on the recognition quality measure and in particular the operator approach parameters.
  • the above statements regarding the overview of the characteristics of the operator gesture also apply to the operator approach.
  • the evaluation rule can be designed and generated in different ways. In a preferred embodiment it is provided that the evaluation rule is based on a trained machine learning model.
  • the trained machine learning model can preferably be trained in a training routine.
  • a training data set can be created by replicating various operator actions - including valid and invalid operator gestures - on a sensor system 6, which is annotated accordingly.
  • a predetermined machine learning model is trained using the training data set and the trained machine learning model is stored in the control unit 13.
  • the training data set is generated with several operator gesture parameters, with multiple different sets of operator gesture parameters being able to be used in the training routine.
  • the reliability of gesture recognition in the training routine can be determined determine which set of operator gesture parameters is optimal for the given sensor system 6.
  • the evaluation rule is based on fuzzy logic.
  • fuzzy logic is particularly suitable for linking recognition quality measures that exist as “fuzzy sets”.
  • fuzzy logic can be used to set up rules in which individual probabilities from the recognition quality measures can be combined to form an overall probability.
  • the fuzzy logic can be created at least partially empirically.
  • the sensor controls 8 and the control device 13 communicate via a, in particular wired, communication network 15 of the motor vehicle 2. It is preferably provided that the sensor controls 8 communicate with the control device 13, in particular for transmitting the recognition quality measures, via a LIN bus or a CAN bus of the motor vehicle 2 communicate.
  • the proposed method only requires a small amount of data to be transmitted via the communication network 15, so that a LIN bus or CAN bus is only lightly loaded.
  • the transmission of raw data such as sets of radar sensor values to the control unit 13 can be dispensed with.
  • the data transmitted via the communication network 15 for the purpose of gesture recognition is limited to the recognition dimensions, the operator gesture parameters and optionally to information about the possible operator approach.
  • a control device 13 is proposed for a sensor system 6 for operating a motorized flap arrangement 1 of a motor vehicle 2, the control device 13 being set up to receive respective recognition quality measures from several radar modules 7 of the sensor system 6 for a detection quality measured by means of the radar modules 7 based on radar sensor values , possible operator gesture, whereby the control device 13 qualifies the possible operator gesture as a valid operator gesture according to a predetermined evaluation rule based on a summary of the recognition quality measures or rejected as an invalid operator gesture, and the control device 13 causes the motorized flap arrangement 1 to be activated when a valid operator gesture is present.
  • a sensor arrangement is proposed for a motorized flap arrangement 1 of a motor vehicle 2, the sensor system 6 having a plurality of radar modules 7, which are arranged at a distance from one another on the motor vehicle 2 and have respective sensor controls 8, the radar modules 7 via sending and receiving radar signals determine respective radar sensor values with respect to an operator 10 located outside the motor vehicle 2, whereby the sensor controls 8 check the radar sensor values determined by the respective radar module 7 for the presence of a possible operator gesture based on predetermined operator gesture criteria, and whereby the sensor controls 8 as part of the test based on the respective ones Assign a recognition quality measure to the radar sensor values determined by the radar module 7 of the possible operator gesture, the sensor system 6 having a proposed control device 13. Reference may be made to all statements on the proposed method and the proposed control device 13.
  • a motor vehicle 2 is proposed for carrying out the proposed method. Reference may also be made to all statements regarding the proposed method, control device 13 and the proposed sensor system 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), unter Verwendung eines Sensorsystems (6) mit mehreren Radarmodulen (7), welche zueinander beabstandet am Kraftfahrzeug (2) angeordnet sind und jeweilige Sensorsteuerungen (8) aufweisen, wobei mittels der Radarmodule (7) über ein Senden und Empfangen von Radarsignalen jeweilige Radarsensorwerte bezüglich eines außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) befindlichen Bedieners (10) ermittelt werden, wobei mittels der Sensorsteuerungen (8) die von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienergestenkriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienergeste geprüft werden, wobei mittels der Sensorsteuerungen (8) im Rahmen der Prüfung anhand der von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerte der möglichen Bedienergeste ein Erkennungsgütemaß zugeordnet wird, wobei die mittels der Sensorsteuerungen (8) ermittelten, jeweiligen Erkennungsgütemaße an ein Steuergerät (13) des Sensorsystems (6) übermittelt werden, wobei mittels des Steuergeräts (13) gemäß einer vorgegebenen Auswertevorschrift anhand einer Zusammenschau der Erkennungsgütemaße die mögliche Bedienergeste als gültige Bedienergeste qualifiziert oder als ungültige Bedienergeste verworfen wird, und wobei mittels des Steuergeräts (13) auf Vorliegen einer gültigen Bedienergeste ein Ansteuern der motorischen Klappenanordnung (1) veranlasst wird.

Description

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VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER MOTORISCHEN KLAPPENANORDNUNG EINES KRAFTFAHRZEUGS
MITTELS BEDIENERGESTEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 , ein Steuergerät für ein Sensorsystem zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 11 , ein Sensorsystem mit einem solchen Steuergerät gemäß Anspruch 12 sowie ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 13.
Die in Rede stehende motorische Klappenanordnung ist zum Verstellen eines Verschlusselements des Kraftfahrzeugs mittels eines elektrischen Antriebs vorgesehen. Der Begriff „Verschlusselement“ ist vorliegend weit zu verstehen und umfasst beispielsweise eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Motorhaube, eine Seitentür, eine Laderaumklappe, eine Fensterscheibe, ein Hubdach oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs. Das Verschlusselement kann schwenkbar und/oder längsverschieblich an der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet sein. Im Folgenden steht der Anwendungsbereich der Verstellung von Heckklappen und Seitentüren im Vordergrund.
Der bekannte Stand der Technik (DE 10 2016 125 371 A1 ) von dem die Erfindung ausgeht, betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung, wobei das Auslösen des motorischen Verstellens über eine vorbestimmte Bedienergeste vorgenommen wird. Bei der Bedienergeste handelt es sich beispielsweise um eine vorbestimmte Fußbewegung des Bedieners. Von einem Bediener ausgeführte Bewegungen werden hierfür von einem Radarmodul erfasst und mittels eines Steuergeräts ausgewertet.
Die für solche Anwendungen eingesetzten Sensorsysteme können Radarmodule aufweisen, welche auf dem Einsatz von Ultrabreitband (Ultra-Wideband, "UWB")-Technologie beruhen. UWB-Radarmodule sind neben dem Radarbetrieb auch für eine UWB-Kommunikation mit einem Mobilgerät des Bedieners, beispielsweise einem elektronischen Schlüssel zur Authentifizierung, eingerichtet. In vielen Fällen geht mit dieser Doppelfunktion allerdings auch eine eingeschränkte Auflösung der Erfassung der Bedienergeste einher. Grundsätzlich können mehrere Radarmodule vorgesehen sein, welche um den Umfang des Kraftfahrzeugs verteilt angeordnet sind, womit unter anderem der Empfangs- und Sendebereich des Sensorsystems optimiert wird.
Die Radarmodule sind mit jeweiligen Sensorsteuerungen ausgestattet, welche die Auswertung der von dem jeweiligen Radarmodul ermittelten Radarsensorwerte übernehmen und welche beispielsweise anhand der Prüfung von vorgegebenen Bedienergestenkriterien eine gültig ausgeführte Bedienergeste erkennen. Liegt eine gültige Bedienergeste vor, meldet die jeweilige Sensorsteuerung das Vorliegen eines Betätigungswunsches an das Steuergerät, welches wiederum ein Ansteuern der motorischen Klappenanordnung veranlasst, beispielsweise ein Öffnen der Heckklappe.
Es ist dabei eine Herausforderung, die Zuverlässigkeit der Erkennung von gültigen Bedienergesten zu verbessern, wobei gleichzeitig jedoch die Wahrscheinlichkeit einer Fehlansteuerung durch eine fälschlicherweise als gültige Bedienergeste qualifizierte Bewegung geringgehalten werden soll.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Herausforderung eine weitere Optimierung erreicht wird.
Das obige Problem wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass gültige Bedienergesten in bestimmten Fällen auch derart ausgeführt werden, dass die Erkennung von den jeweiligen einzelnen Radarmodulen aufgrund einer geringen Auslösung erschwert sein kann. Ein Beispiel hierfür ist die Ausführung einer Bedienergeste zwischen zwei voneinander beabstandeten Radarmodulen mit einem nur geringfügigen Überstreichen der jeweiligen Detektionsbereiche.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, durch eine spezifische Zusammenführung der Ergebnisse, die durch die einzelnen Radarmodule bereitgestellt werden, zu einer zuverlässigeren Erkennung der Bedienergeste unter Einbeziehung der Gesamtheit der Radarmodule zu gelangen. Es ist vorgesehen, dass die Sensorsteuerungen der Radarmodule jeweils eine Prüfung von vorgegebenen Bedienergestenkriterien anhand der von dem jeweiligen Radarmodul ermittelten Radarsensorwerte vornehmen. Die Radarmodule nehmen somit jeweils eine Beurteilung darüber vor, ob eine mögliche Bedienergeste vorliegt. Hierbei wird von den Sensorsteuerungen jeweils der möglichen Bedienergeste ein Erkennungsgütemaß zugeordnet, welches allgemein mit der Wahrscheinlichkeit in Zusammenhang steht, dass eine gültige Bedienergeste erfasst wurde.
Das Steuergerät ist den Sensorsteuerungen übergeordnet und nimmt vorzugsweise keine unmittelbare Auswertung der jeweiligen Radarsensordaten vor. Vielmehr werden dem Steuergerät die jeweiligen Erkennungsgütemaße übermittelt und in einer Zusammenschau gemäß einer Auswertevorschrift ausgewertet.
Entsprechend kann auch beispielsweise eine geringe Erkennungsgüte für eine Geste, die jedoch von mehreren Radarmodulen festgestellt wird, zu einem erfolgreichen Auslösen des motorischen Verstellens führen, etwa wenn die Bedienergeste zwischen zwei voneinander beabstandeten Radarmodulen ausgeführt wird. Da jedoch die Anforderungen in den von den einzelnen Sensorsteuerungen zu prüfenden Bedienergestenkriterien nicht zwingend verringert werden müssen, kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung jedoch weiterhin reduziert werden.
Besonders bevorzugt sind zudem die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 2 bis 5, wonach der möglichen Bedienergeste durch die Sensorsteuerungen jeweilige, aus den Radarsensorwerten abgeleitete Bedienergestenparameter zugeordnet und in der Auswertevorschrift berücksichtigt werden. In die Auswertung über eine Zusammenschau können demnach weitere Charakteristika der erfassten, möglichen Bedienergeste einfließen.
Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 gibt hierbei einen zeitlichen Aspekt der möglichen Bedienergeste wie eine Zeitdauer als Bedienergestenparameter an, wodurch eine gültige Bedienergeste besonders zuverlässig von mehreren Radarmodulen plausibi lisiert werden kann. In der Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist ein Geschwindigkeitswert, welcher beispielsweise aus einer Dopplerinformation der Radarsensorwerte abgeleitet werden kann, als Bedienergestenparameter angegeben. Der Geschwindigkeitswert dient wiederum als charakteristisches Merkmal der Bedienergeste und verbessert insbesondere die Sicherheit gegen Fehlauslösungen.
In Anspruch 5 sind zudem Ausgestaltungen des Bedienergestenparameters angegeben, die die Position der Bedienergeste und insbesondere mit der Bedienergeste assoziierte Radarziele betreffen. Auch hiermit können die Vorteile des Einsatzes von Radar zur Gestenerkennung in der Zusammenschau gezielt genutzt werden.
Die weitere bevorzugte Ausgestaltung von Anspruch 6 betrifft die Verwendung der Radarmodule zur UWB-Kommunikation mit einem Mobilgerät, beispielsweise einem elektronischen Schlüssel, welche hier neben einer Authentifizierung weiter zur Verbesserung der Gestenerkennung eingesetzt werden kann.
Besonders interessant ist zudem die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7, wonach die Radarmodule auch zum Erfassen einer Bedienerannäherung eingesetzt werden. Beispielsweise sind hierzu Bedienerannäherungskriterien vorgegeben, welche eine Wahrscheinlichkeit für ein Vorliegen eines gezielten Annäherns des Bedieners an die Klappenanordnung mit einem Betätigungswunsch abbilden. Durch die Zusammenschau der Erkennungsgütemaße mit der erfassten Bedienerannäherung kann die Gestenerkennung weiter optimiert werden. Beispielsweise kann ein geringes, durch einen oder mehrere Radarmodule ermitteltes, Erkennungsgütemaß für ein Auslösen ausreichen, wenn ein weiteres Radarmodul eine solche Bedienerannäherung mit hoher Wahrscheinlichkeit erkannt hat.
Vorteilhafte Ausgestaltungen in Bezug auf die Auswertevorschrift sowie deren Erstellung sind in den Ansprüchen 8 und 9 angegeben.
Das vorschlagsgemäße Verfahren kommt mit einer vergleichsweise geringen Datenmenge aus, welche zwischen den Sensorsteuerungen und dem Steuergerät ausgetauscht werden muss. Entsprechend wird ein Kommunikationsnetzwerk des Kraftfahrzeugs, in den Ausgestaltungen gemäß Anspruch 10 ein LIN-Bus oder CAN-Bus, nur zu einem geringen Maße belastet. Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 11 , der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Steuergerät für ein Sensorsystem zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs beansprucht. Das Steuergerät ist dafür eingerichtet, von mehreren Radarmodulen des Sensorsystems jeweilige Erkennungsgütemaße für eine mittels der Radarmodule anhand von Radarsensorwerten erfassten, möglichen Bedienergeste zu erhalten, wobei das Steuergerät gemäß einer vorgegebenen Auswertevorschrift anhand einer Zusammenschau der Erkennungsgütemaße die mögliche Bedienergeste als gültige Bedienergeste qualifiziert oder als ungültige Bedienergeste verwirft, und wobei das Steuergerät auf Vorliegen einer gültigen Bedienergeste ein Ansteuern der motorischen Klappenanordnung veranlasst. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren darf verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Sensoranordnung für eine motorische Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs beansprucht. Das Sensorsystem weist mehrere Radarmodule auf, welche zueinander beabstandet am Kraftfahrzeug angeordnet sind und jeweilige Sensorsteuerungen aufweisen, wobei die Radarmodule über ein Senden und Empfangen von Radarsignalen jeweilige Radarsensorwerte bezüglich eines außerhalb des Kraftfahrzeugs befindlichen Bedieners ermitteln, wobei die Sensorsteuerungen die von dem jeweiligen Radarmodul ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienergestenkriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienergeste prüfen, und wobei die Sensorsteuerungen im Rahmen der Prüfung anhand der von dem jeweiligen Radarmodul ermittelten Radarsensorwerte der möglichen Bedienergeste ein Erkennungsgütemaß zuordnen.
Das Sensorsystem weist ferner ein vorschlagsgemäßes Steuergerät auf. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren und dem vorschlagsgemäßen Steuergerät darf verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 13, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens beansprucht. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren, Steuergerät und dem vorschlagsgemäßen Sensorsystem darf verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens mit einer vorschlagsgemäßen Sensoranordnung,
Fig. 2 a) bis d) verschiedene Beispiele einer möglichen Bedienergeste in einer Draufsicht des Heckbereichs des Kraftfahrzeugs aus Fig. 1 und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des vorschlagsgemäßen Verfahrens.
Das vorschlagsgemäße Verfahren betrifft den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Klappenanordnung 1 für eine Überführung des Verschlusselements der Klappenanordnung 1 von einer Schließstellung zu einer Offenstellung vorgesehen. Ebenfalls kann eine Überführung von einer Offenstellung in eine Schließstellung vorgesehen sein. Hier und vorzugsweise sind als Spindelantriebe ausgestaltete Antriebe 3 einer Antriebsanordnung 4 vorgesehen, welche an gegenüberliegenden Seiten des Verschluss-elements angeordnet sind.
Grundsätzlich können auch andere motorische Verstellfunktionen der Klappenanordnung 1 vorgesehen sein, beispielsweise ein Entriegeln und/oder Öffnen eines des Verschlusselements zugeordneten Kraftfahrzeugschlosses. Zu möglichen Ausgestaltungen des Verschlusselements wird auf die einleitenden Ausführungen verwiesen, wobei in Fig. 1 und 2 das Verschlusselement beispielhaft als Heckklappe 5 dargestellt ist.
Ein Sensorsystem 6 mit mehreren Radarmodulen 7 ist vorgesehen, welches im Rahmen einer Gestenerkennung zum Auslösen des motorischen Verstellens der Klappenanordnung 1 verwendet wird. Die Radarmodule 7 sind beabstandet am Kraftfahrzeug 2 angeordnet, womit das Sensorsystem 6 im Betrieb auf mehrere, räumlich verteilte Radarmodule 7 zurückgreifen kann. Durch die beabstandete Anordnung kann ein erweiterter Erfassungs- und Sendebereich des Sensorsystems 6 abgedeckt werden. Zudem kann die beabstandete Anordnung der Radarmodule 7 zur verbesserten Ortung genutzt werden, beispielsweise im Rahmen einer Triangulation oder unter Berücksichtigung einer Redundanz der Radarmodule 7.
Die Radarmodule 7 sind hier und vorzugsweise als UWB-Module für den Betrieb mit der UWB-Technologie und insbesondere für eine Kommunikation im Frequenzbereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz eingerichtet. Bei den UWB-Signalen handelt es sich vorzugsweise um Pulse mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz, weiter vorzugsweise mit einer Zeitdauer in der Größenordnung von Nanosekunden. Die Radarmodule 7 weisen jeweilige Sensorsteuerungen 8 auf, wobei die Radarmodule 7 besonders bevorzugt als integrierte Module mit einer Antennenanordnung und der beispielsweise als Mikrocontroller ausgestalteten Sensorsteuerung 8 in einer Einheit ausgestaltet sind.
Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des vorschlagsgemäßen Verfahrens. In Aktion 9 werden mittels der Radarmodule 7 über ein Senden und Empfangen von Radarsignalen jeweilige Radarsensorwerte bezüglich eines außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 befindlichen Bedieners 10 ermittelt. Die Aktion 9 umfasst hier mehrere, von den jeweiligen Radarmodulen 7 ausgeführte Teilaktionen 9i , 92, ..., 9n, welche gleichzeitig und/oder zeitversetzt vorgenommen werden können.
Die Radarsensorwerte sind hierbei indikativ für eine Abstandsinformation zumindest eines Körperteils des Bedieners 10 zu dem jeweiligen Radarmodul 7. Insbesondere sind die Radarsensorwerte zudem indikativ für eine Richtungsinformation und weiter bevorzugt für eine Geschwindigkeitsinformation des Bedieners 10. Vorzugsweise sind die Radarmodule 7 jeweils mit einer Antennenanordnung ausgestattet, welche ein in einer vorgegebenen Winkelstellung und Position zueinander angeordnete Antennen, vorzugsweise genau zwei Antennen, aufweist, um eine Winkelauflösung der Radarsignale zu ermöglichen. Die Sensorsteuerung 8 steuert die jeweilige Antennenanordnung zum Senden der Radarsignale an. Empfangende Radarsignale werden von der Sensorsteuerung 8 ausgewertet und basierend hierauf mittels der Sensorsteuerung 8 die Radarsensorwerte ermittelt.
In Aktion 11 , hier mit den Teilaktionen 111, 112, 11 n, werden mittels der Sensorsteuerungen 8 die von dem jeweiligen Radarmodul 7 ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienergestenkriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienergeste geprüft. Die Bedienergestenkriterien können hierbei vorbestimmte Charakteristika der auszuführenden Bedienergeste betreffen, beispielsweise die Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung eines Körperteils oder dergleichen. Die erfassten Radarsensorwerte können auf eine Übereinstimmung mit den vorgegebenen Charakteristika geprüft und jeweilige Ähn- lichkeitsgrade ermittelt werden, welche indikativ dafür sind, in welchem Maße die Radarsensorwerte repräsentativ für eine Bedienergeste mit dem jeweiligen Charakteristikum sind. Die Ähnlichkeitsgrade der einzelnen Charakteristika könnten zu einem Gesamt-Ähnlichkeitsgrad zusammengeführt werden, beispielsweise über vorgegebene funktionale Zusammenhänge wie Koeffizienten oder dergleichen.
In Aktion 12, hier mit den Teilaktionen 12i, 122, ... , 12n, wird mittels der Sensorsteuerungen 8 im Rahmen der Prüfung der Bedienergestenkriterien anhand der von dem jeweiligen Radarmodul 7 ermittelten Radarsensorwerte der möglichen Bedienergeste ein Erkennungsgütemaß zugeordnet. Das Erkennungsgütemaß ist allgemein repräsentativ dafür, mit welcher Wahrscheinlichkeit pi , p2, ..., pn eine gültige Bedienergeste durch das einzelne Radarmodul 7 erfasst wurde. In einer einfachen Ausgestaltung kann das Erkennungsgütemaß den bereits angesprochenen Gesamt-Ähnlichkeitsgrad betreffen. Ebenfalls kann das Erkennungsgütemaß durch mehrere Werte und beispielsweise durch die Ähnlichkeitsgrade mehrerer der geprüften Charakteristika gegeben sein.
Mit der Prüfung der Bedienergestenkriterien und der Zuordnung des Erkennungsgütemaßes durch die jeweilige Sensorsteuerung 8 wird die unmittelbare Auswertung der Radarsensorwerte durch die jeweiligen Radarmodule 7 selbst umgesetzt.
Für eine weitere Auswertung und Zusammenführung der durch die Radarmodule 7 vorgenommenen Gestenerkennung ist ein Steuergerät 13 des Sensorsystems 6 vorgesehen, welches hier und vorzugsweise den Sensorsteuerungen 8 übergeordnet ist. In Aktion 14 werden die mittels der Sensorsteuerungen 8 ermittelten, jeweiligen Erkennungsgütemaße an das Steuergerät 13 des Sensorsystems 6 übermittelt, wobei hier und vorzugsweise ein noch zu erläuterndes Kommunikationsnetzwerk 15 des Kraftfahrzeugs 2 zum Übermitteln verwendet wird.
In Aktion 16 wird mittels des Steuergeräts 13 gemäß einer vorgegebenen Auswertevorschrift anhand einer Zusammenschau der Erkennungsgütemaße die mögliche Bedienergeste als gültige Bedienergeste qualifiziert oder als ungültige Bedienergeste verworfen. Bei der Auswertevorschrift handelt es sich um eine (Berechnungs-)Vorschrift dahingehend, wie sich aus den einzelnen Erkennungsgütemaßen und vorzugsweise noch weiteren, von den Sensorsteuerungen 8 der Radarmodule 7 übermittelten Informationen beurteilten lässt, ob eine gültige Bedienergeste vorliegt oder nicht. Mit einer "Zusammenschau" der Erkennungsgütemaße ist gemeint, dass mehrere der übermittelten Erkennungsgütemaße einzelner Radarsensormodule herangezogen und zueinander in Beziehung gesetzt werden, um das Vorliegen einer gültigen Bedienergeste zu prüfen.
Nicht ausgeschlossen ist hierbei, dass im Einzelfall auch eine einzelnes, vorzugsweise hinreichend hohes, Erkennungsgütemaß für eine Qualifikation als gültige Bedienergeste ausreichend ist. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 2a) gezeigt, wobei der Bediener 10 eine Bedienergeste in einem für eine Erfassung durch eines der Radarmodule 7 optimalen Bereich und/oder in einer optimalen Ausrichtung ausführt. Hierbei kann das Erkennungsgütemaß, welches durch die Sensorsteuerung 8 des betreffenden Radarmoduls 7 der möglichen Bedienergeste zugeordnet wird, bereits ausreichend hoch sein. In einem solchen Fall kann somit bereits ein einzelnes Radarmodul 7 für eine zuverlässige Gestenerkennung ausreichen.
In Fig. 2b) ist dagegen beispielhaft eine Situation gezeigt, in welcher der Bediener 10 die Bedienergeste zwischen zwei Radarmodulen 7 und somit in einem Randbereich des Erfassungsbereichs der Radarmodule 7 ausführt. Hieraus kann folgen, dass die Bedienergeste zwar durch beide Radarmodule 7 erfasst wird, jedoch die betreffenden Radarsensorwerte nur mit einer vergleichsweise geringen Auflösung vorliegen. Ebenfalls kann beispielsweise bei einer als Hin- und Rückbewegung definierten Bedienergeste eines Radarmoduls 7 überwiegend eine Hinbewegung erfassen, während die Rückbewegung überwiegend von einem weiteren Radarmodul 7 erfasst wird. Entsprechend kann dann durch einzelne Radarmodule 7 die Bedienergeste nur teilweise in den Radarsensorwerten festgehalten sein. Hier ergibt sich in der in Fig. 2b) dargestellten Situation für beide Radarmodule 7 jeweils ein vergleichsweise geringes Erkennungsgütemaß, welches an das Steuergerät 13 übermittelt wird.
Durch eine Zusammenführung der Erkennungsgütemaße kann jedoch die ausgeführte Bedienergeste richtigerweise als gültige Bedienergeste qualifiziert werden. In der Auswertevorschrift können entsprechend Umstände, wie dass eine Gestenerkennung gerade von benachbarten Radarmodulen 7 durchgeführt wurde, berücksichtigt werden.
In Aktion 16 wird mittels des Steuergeräts 13 auf Vorliegen einer gültigen Bedienergeste ein Ansteuern der motorischen Klappenanordnung 1 veranlasst. Hier und vorzugsweise übermittelt die Sensoranordnung eine Erkennungsinformation zu einem zur Sensoranordnung externen Türsteuergerät 17. Das Türsteuergerät 17 kann beispielsweise abhängig von weiteren Bedingungen, etwa einem Schließzustand des Kraftfahrzeugs 2 oder der Erkennung eines elektronischen Schlüssels, ein Ansteuern zum motorischen Verstellen vornehmen. Ebenfalls kann das Steuergerät 13 in Abweichung von Fig. 1 in einem Türsteuergerät 17 integriert sein und beispielsweise selbst das Ansteuern der motorischen Klappenanordnung 1 übernehmen.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Sensorsteuerungen 8 aus den von dem jeweiligen Radarmodul 7 ermittelten Radarsensorwerten der möglichen Bedienergeste mindestens ein Bedienergestenparameter abgeleitet und der Bedienergestenparameter der möglichen Bedienergeste zugeordnet wird, dass die Erkennungsgütemaße mit den zugeordneten Bedienergesten- parametern an das Steuergerät 13 übermittelt werden, und dass die Auswertevorschrift abhängig von den zugeordneten Bedienergestenparametern ist.
Der Bedienergestenparameter wird aus den Radarsensorwerten abgeleitet und ergibt sich folglich durch die sensorische Erfassung des Bedieners 10 mittels der Radarsignale. Der Bedienergestenparameter betrifft dabei eine sensorisch ermittelbare Größe, die mit der möglichen Bedienergeste in Zusammenhang steht und dafür geeignet ist, die mögliche Bedienergeste weiter zu charakterisieren. Der mindestens eine Bedienergestenparameter wird hier neben dem bereits angesprochenen Erkennungsgütemaß jeweils von den Sensorsteuerungen 8 ermittelt und wiederum dem Steuergerät 13 übermittelt. Dass die Auswertevorschrift abhängig von den zugeordneten Bedienergestenparametern ist, bedeutet hierbei, dass das Ergebnis der Qualifikation als gültige oder ungültige Bedienergeste durch unterschiedliche Werte der Bedienergestenparameter beeinflusst werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens ein Bedienergestenparameter einen zeitlichen Aspekt ti , t2, ..., tn der möglichen Bedienergeste, vorzugsweise eine Zeitdauer, einen Startzeitpunkt und/oder einen Endzeitpunkt der möglichen Bedienergeste, betrifft.
In der Auswertevorschrift kann entsprechend ein Abgleich der von den jeweiligen Radarmodulen 7 erfassten zeitlichen Aspekte ti, t2, ..., tn, beispielsweise der Zeitdauer abgebildet sein. Stimmen beispielsweise die Zeitdauern innerhalb einer vorgegebenen Genauigkeit miteinander überein, kann mit höherer Wahrscheinlichkeit eine gültige Bedienergeste vorliegen. Durch einen Abgleich zeitlicher Aspekte kann auch eine Fehlauslösung aufgrund von sonstigen, durch die Radarmodule 7 erfassten Bewegungen vermieden werden.
Zur Festlegung des zeitlichen Aspekts, vorzugsweise der Zeitdauer, des Startzeitpunkts und/oder des Endzeitpunkts, können vorgegebene Kriterien mittels der Sensorsteuerung 8 genutzt werden. Beispielsweise werden Startzeitpunkt und Endzeitpunkt anhand von Geschwindigkeitswerten der Bedienergeste, etwa über Schwellwerte oder dergleichen, festgelegt. Die Zeitdauer kann sich hier aus der Zeitdifferenz von derart festgelegten Startzeitpunkten und Endzeitpunkten ergeben.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens ein Bedienergestenparameter einen Geschwindigkeitswert vi , V2, ..., vn, insbesondere eine Maximalgeschwindigkeit, Durchschnittsgeschwindigkeit und/oder einen Beschleunigungswert, der möglichen Bedienergeste betrifft. In der Auswertevorschrift kann auch hier ein Abgleich der von den jeweiligen Radarmodulen 7 erfassten Geschwindigkeitswerte vi, V2, vn abgebildet sein. Die Geschwindigkeitswerte vi , V2, vn werden bevorzugt aus einer Dopplerinformation der Radarsignale ermittelt. Ein Beispiel für eine von den Geschwindigkeitswerten vi , V2, ..., Vn abhängige Auswertevorschrift ist, dass für eine mögliche Bedienergeste mit höheren Geschwindigkeitswerten vi , V2, ..., vn geringere Anforderungen an die Zusammenschau der Erkennungsgütemaße gestellt werden als für eine mögliche Bedienergeste mit geringen Geschwindigkeitswerten vi , V2, ..., Vn.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens ein Bedienergestenparameter einen geometrischen Aspekt xi , X2, ..., xn der möglichen Bedienergeste, insbesondere eine Position der möglichen Bedienergeste relativ zum Kraftfahrzeug 2, betrifft.
Die Position kann hierbei als Abstandsinformation und/oder Winkelinformation zwischen der möglichen Bedienergeste und dem jeweiligen Radarmodul 7 vorliegen. Die Berücksichtigung der Position ist insbesondere bei einer Erfassung einer möglichen Bedienergeste durch zwei oder mehr benachbarte Radarmodule 7, wie auch in Fig. 2b) dargestellt, vorteilhaft. Insbesondere kann hier ein Abgleich der Positionen einen Rückschluss darauf erlauben, ob die geringen Erkennungsgütemaße auf die gleiche, durch unterschiedliche Radarmodule 7 erfasste Bewegung zurückgehen.
Mittels der jeweiligen Sensorsteuerung 8 kann anhand der Radarsensorwerte eine Assoziierung von Radarzielen zur möglichen Bedienergeste vorgenommen werden, wobei mindestens ein Bedienergestenparameter die Position, die Anzahl, die räumliche Verteilung und/oder eine Radarsignalstärke der Radarziele betrifft.
Vorzugsweise wird mittels der Sensorsteuerungen 8 jeweils in einer Zielverfolgungsroutine eine zeitabhängige Assoziation der Radarsensorwerte zum Bediener 10 vorgenommen. Die Radarziele werden in den Radarsensorwerten identifiziert, insbesondere anhand der Intensität der reflektierten Radarsignale und vorzugsweise anhand eines Überschreitens eines vorgegebenen Intensitätsschwellwerts. Einzelne dieser Radarziele werden in der Zielverfolgungsroutine mit dem Bediener 10 assoziiert, wobei insbesondere in einer zeitlichen Abfolge von Radarsensorwerten der Bewegungsverlauf dieser Radarziele ermittelt wird. Der Bewegungsverlauf der Radarziele kann zur Prüfung der Bedienergestenkriterien herangezogen werden.
Der mindestens eine Bedienergestenparameter kann weitere Informationen bezüglich solcher Radarziele enthalten. Mit der Position kann wiederum eine Abstandsinformation und/oder Winkelinformation vom jeweiligen Radarmodul 7 zu dem Radarziel gemeint sein. Insbesondere werden mehrere in den Sensorwerten erfasste Radarziele gemäß einem Cluster-Modell zu einem Cluster-Ziel zusammengefasst und mit dem Körperteil assoziiert, wobei der Bedienergestenparameter die Anzahl der zusammengefassten Radarziele angeben kann. Unter der räumlichen Verteilung kann die von den Radarzielen aufgespannte Fläche, das aufgespannte Volumen und/oder die durch die Radarziele vorgegebene Form gemeint sein. Die Radarsignalstärke ist insbesondere durch die Intensität der reflektierten Radarsignale gegeben.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mittels mindestens einem der Radarmodule 7 eine UWB-Kommunikation mit einem Mobilgerät 18 des Bedieners 10 vorgenommen wird. Das Mobilgerät 18 kann beispielsweise als elektronischer Schlüssel, Mobiltelefon, PDA, Wearable oder dergleichen ausgestaltet sein. Das Mobilgerät 18 ist für eine UWB-Kommunikation mit mindestens einem der Radarmodule 7 eingerichtet, wobei neben einer Authentifizierung des Bedieners 10 auch eine Ortung mittels der UWB-Kommunikation vorgenommen werden kann.
Besonders bevorzugt ist hierbei, dass mittels der Sensorsteuerung 8 des mindestens einen Radarmoduls 7, welches die UWB-Kommunikation durchführt, eine Zeitinformation und/oder Positionsinformation bezüglich des Mobilgeräts 18 ermittelt und dem Steuergerät 13 übermittelt wird. Die Auswertevorschrift kann hierbei abhängig von der Zeitinformation und/oder Positionsinformation sein.
Die Zeitinformation ist beispielsweise durch den Zeitpunkt des Aufbaus der UWB- Kommunikation, etwa durch den (ersten) Zeitpunkt einer erfolgreichen Authentifizierung gegeben. Die Zeitdifferenz zwischen der Authentifizierung und einem zeitlichen Aspekt der möglichen Bedienergeste kann hierbei ein Kriterium für eine Unterscheidung zwischen einer gültigen und einer ungültigen Bedienergeste sein. Unter der Positionsinformation kann wiederum eine Abstandsinformation und/oder Winkelinformation zwischen dem Radarmodul 7 und dem Mobilgerät 18 verstanden werden, welche ebenfalls neben den Erkennungsgütemaßen und insbesondere den Bedienergestenparametern herangezogen werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mit Aufbau der UWB-Kommunikation mindestens ein weiteres der Radarmodule 7 aktiviert wird. Ein solches Aufwecken der weiteren Radarmodule 7 kann insbesondere mittels des Steuergeräts 13 vorgenommen werden.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Sensorsteuerungen 8 die von dem jeweiligen Radarmodul 7 ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienerannäherungskriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienerannäherung an die Klappenanordnung 1 geprüft und das Vorliegen der möglichen Bedienerannäherung an das Steuergerät 13 übermittelt wird, und dass die Auswertevorschrift abhängig vom Vorliegen der möglichen Bedienerannäherung ist.
Die Bedienerannäherungskriterien können hierbei allgemein der Ausführung der Bedienergeste vorgelagerte Bedieneraktionen und insbesondere ein zur Klappenanordnung 1 gerichtetes, durch den Bediener 10 durchlaufenes Bewegungsmuster repräsentieren. Eine beispielhafte vorgelagerte Bedieneraktion ist in Fig. 2c) gezeigt, wobei der Bediener 10 in einer Annäherungsbewegung um das Kraftfahrzeug 2 herum auf die Heckklappe 5 zugeht und anschließend eine Bedienergeste ausführt. In diesem Beispiel wird der möglichen Bedienergeste durch mindestens eines der Radarmodule 7 nur ein geringes Erkennungsgütemaß zugeordnet, etwa da die Bedienergeste am Rand des Erfassungsbereichs mit geringer Auflösung erfasst wird.
Jedoch kann die vorgelagerte Bedieneraktion über weitere Radarmodule 7 erfasst und anhand der Bedienerannäherungskriterien als wahrscheinliche Bedienerannäherung mit Betätigungsabsicht eingestuft werden. Beispielsweise werden dann die Anforderungen an eine Qualifikation als gültige Bedienergeste an die Erkennungsgütemaße reduziert. Ebenfalls kann das Erfassen von vorgelagerten Bedieneraktionen zur Vermeidung einer Fehlauslösung genutzt werden. Vollzieht der Bediener 10 beispielsweise eine Bedieneraktion, die wie in Fig. 2d) dargestellt eher einem Vorbeilaufen am Kraftfahrzeug 2 entspricht, kann die Prüfung der Bedienerannäherungskriterien eine geringe Wahrscheinlichkeit für eine Betätigungsabsicht ergeben. Entsprechend werden die Anforderungen an eine Qualifikation als gültige Bedienergeste an das Erkennungsgütemaß erhöht, damit Bedieneraktionen wie eine Laufbewegung des Bedieners 10 nicht fälschlicherweise als gültige Bedienergeste qualifiziert werden.
Der erfassten Bedienerannäherung kann - wie der möglichen Bedienergeste - ein Erkennungsgütemaß sowie insbesondere Bedienerannäherungsparameter analog zu den erläuterten Bedienergestenparametern zugeordnet und dem Steuergerät 13 übermittelt werden, wobei die Auswertevorschrift weiter abhängig vom Erkennungsgütemaß und insbesondere den Bedienerannäherungsparametern ist. Die obigen Ausführungen zur Zusammenschau von Charakteristika der Bedienergeste gelten entsprechend auch für die Bedienerannäherung.
Die Auswertevorschrift kann auf unterschiedliche Weisen ausgestaltet und erzeugt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Auswertevorschrift auf einem trainierten Maschinenlernmodell beruht.
Das trainierte Maschinenlernmodell kann vorzugsweise in einer Trainingsroutine trainiert werden. Ein Trainingsdatensatz kann hierbei mit einem Nachstellen von verschiedenen Bedieneraktionen - hierunter gültige und ungültige Bedienergesten - an einem Sensorsystem 6 erstellt werden, der entsprechend annotiert wird. In der Trainingsroutine wird ein vorgegebenes Maschinenlernmodell anhand des Trainingsdatensatzes trainiert und das trainierte Maschinenlernmodell im Steuergerät 13 hinterlegt.
Besonders bevorzugt wird der Trainingsdatensatz mit mehreren Bedienerges- tenparametern erzeugt, wobei in der Trainingsroutine mehrfach verschiedene Sätze von Bedienergestenparametern eingesetzt werden können. Anhand der Zuverlässigkeit der Gestenerkennung in der Trainingsroutine kann ermittelt werden, welcher Satz von Bedienergestenparameter für das gegebene Sensorsystem 6 optimal ist.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Auswertevorschrift auf einer Fuzzylogik beruht. Die Fuzzylogik ist vorliegend besonders geeignet, um als "Fuzzy Sets" vorliegende Erkennungsgütemaße miteinander zu verknüpfen. Insbesondere können über die Fuzzylogik Regeln aufgestellt werden, auf welche Weise Einzelwahrscheinlichkeiten aus den Erkennungsgütemaßen zu einer Gesamtwahrscheinlichkeit zusammengeführt werden können. Die Fuzzylogik kann zumindest teilweise empirisch erstellt werden.
Die Sensorsteuerungen 8 und das Steuergerät 13 kommunizieren über ein, insbesondere kabelgebundenes Kommunikationsnetzwerk 15 des Kraftfahrzeugs 2. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Sensorsteuerungen 8 mit dem Steuergerät 13, insbesondere zum Übermitteln der Erkennungsgütemaße, über einen LIN-Bus oder einen CAN-Bus des Kraftfahrzeugs 2 kommunizieren.
Insbesondere erfordert das vorschlagsgemäße Verfahren nur eine geringe, über das Kommunikationsnetzwerk 15 zu übermittelnde Datenmenge, sodass ein LIN- Bus oder CAN-Bus hierdurch nur wenig belastet wird. Insbesondere kann auf das Übermitteln von Rohdaten wie Sätzen von Radarsensorwerten an das Steuergerät 13 verzichtet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die über das Kommunikationsnetzwerk 15 zum Zwecke der Gestenerkennung übermittelten Daten auf die Erkennungsmaße, die Bedienergestenparameter und optional auf Informationen zur möglichen Bedienerannäherung beschränkt.
Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre ein Steuergerät 13 für ein Sensorsystem 6 zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2, wobei das Steuergerät 13 dafür eingerichtet ist, von mehreren Radarmodulen 7 des Sensorsystems 6 jeweilige Erkennungsgütemaße für eine mittels der Radarmodule 7 anhand von Radarsensorwerten erfassten, möglichen Bedienergeste zu erhalten, wobei das Steuergerät 13 gemäß einer vorgegebenen Auswertevorschrift anhand einer Zusammenschau der Erkennungsgütemaße die mögliche Bedienergeste als gültige Bedienergeste qualifiziert oder als ungültige Bedienergeste verwirft, und wobei das Steuergerät 13 auf Vorliegen einer gültigen Bedienergeste ein Ansteuern der motorischen Klappenanordnung 1 veranlasst. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren darf verwiesen werden.
Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre eine Sensoranordnung für eine motorische Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2, das Sensorsystem 6 aufweisend mehrere Radarmodule 7, welche zueinander beabstandet am Kraftfahrzeug 2 angeordnet sind und jeweilige Sensorsteuerungen 8 aufweisen, wobei die Radarmodule 7 über ein Senden und Empfangen von Radarsignalen jeweilige Radarsensorwerte bezüglich eines außerhalb des Kraftfahrzeugs 2 befindlichen Bedieners 10 ermitteln, wobei die Sensorsteuerungen 8 die von dem jeweiligen Radarmodul 7 ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienergestenkriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienergeste prüfen, und wobei die Sensorsteuerungen 8 im Rahmen der Prüfung anhand der von dem jeweiligen Radarmodul 7 ermittelten Radarsensorwerte der möglichen Bedienergeste ein Erkennungsgütemaß zuordnen, das Sensorsystem 6 aufweisend ein vorschlagsgemäßes Steuergerät 13. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren und dem vorschlagsgemäßen Steuergerät 13 darf verwiesen werden.
Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre ein Kraftfahrzeug 2 zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren, Steuergerät 13 und dem vorschlagsgemäßen Sensorsystem 6 darf ebenfalls verwiesen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung (1 ) eines Kraftfahrzeugs (2), unter Verwendung eines Sensorsystems (6) mit mehreren Radarmodulen (7), welche zueinander beabstandet am Kraftfahrzeug (2) angeordnet sind und jeweilige Sensorsteuerungen (8) aufweisen, wobei mittels der Radarmodule (7) über ein Senden und Empfangen von Radarsignalen jeweilige Radarsensorwerte bezüglich eines außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) befindlichen Bedieners (10) ermittelt werden, wobei mittels der Sensorsteuerungen (8) die von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienergestenkriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienergeste geprüft werden, wobei mittels der Sensorsteuerungen (8) im Rahmen der Prüfung anhand der von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerte der möglichen Bedienergeste ein Erkennungsgütemaß zugeordnet wird, wobei die mittels der Sensorsteuerungen (8) ermittelten, jeweiligen Erkennungsgütemaße an ein Steuergerät (13) des Sensorsystems (6) übermittelt werden, wobei mittels des Steuergeräts (13) gemäß einer vorgegebenen Auswertevorschrift anhand einer Zusammenschau der Erkennungsgütemaße die mögliche Bedienergeste als gültige Bedienergeste qualifiziert oder als ungültige Bedienergeste verworfen wird, und wobei mittels des Steuergeräts (13) auf Vorliegen einer gültigen Bedienergeste ein Ansteuern der motorischen Klappenanordnung (1 ) veranlasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensorsteuerungen (8) aus den von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerten der möglichen Bedienergeste mindestens ein Bedienerge-sten- parameter abgeleitet und der Bedienergestenparameter der möglichen Bedienergeste zugeordnet wird, dass die Erkennungsgütemaße mit den zugeordneten Bedienergestenparametern an das Steuergerät (13) übermittelt werden, und dass die Auswertevorschrift abhängig von den zugeordneten Bedienerge-sten- parametern ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bedienergestenparameter einen zeitlichen Aspekt der möglichen Bedienerge- ste, vorzugsweise eine Zeitdauer, einen Startzeitpunkt und/oder einen Endzeitpunkt der möglichen Bedienergeste, betrifft.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bedienergestenparameter einen Geschwindigkeitswert, insbesondere eine Maximalgeschwindigkeit, Durchschnittsgeschwindigkeit und/oder einen Beschleunigungswert, der möglichen Bedienergeste betrifft.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bedienergestenparameter einen geometrischen Aspekt der möglichen Bedienergeste, insbesondere eine Position der möglichen Bedienergeste relativ zum Kraftfahrzeug (2), betrifft, vorzugsweise, dass mittels der jeweiligen Sensorsteuerung (8) anhand der Radarsensorwerte eine Assoziierung von Radarzielen zur möglichen Bedienergeste vorgenommen wird und dass mindestens ein Bedienergestenparameter die Position, die Anzahl, die räumliche Verteilung und/oder eine Radarsignalstärke der Radarziele betrifft.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einem der Radarmodule (7) eine UWB- Kommunikation mit einem Mobilgerät (18) des Bedieners (10) vorgenommen wird, dass mittels der Sensorsteuerung (8) des mindestens einen Radarmoduls (7) eine Zeitinformation und/oder Positionsinformation bezüglich des Mobilgeräts (18) ermittelt und dem Steuergerät (13) übermittelt wird, und dass die Auswertevorschrift abhängig von der Zeitinformation und/oder Positionsinformation ist, vorzugsweise, dass mit Aufbau der UWB-Kommunikation mindestens ein weiteres der Radarmodule (7) aktiviert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensorsteuerungen (8) die von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienerannäherungskriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienerannäherung an die Klappenanordnung (1 ) geprüft und das Vorliegen der möglichen Bedienerannäherung an das Steuergerät (13) übermittelt wird, und dass die Auswertevorschrift abhängig vom Vorliegen der möglichen Bedienerannäherung ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorschrift auf einem trainierten Maschinenlernmodell beruht.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorschrift auf einer Fuzzylogik beruht.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsteuerungen (8) mit dem Steuergerät (13), insbesondere zum Übermitteln der Erkennungsgütemaße, über einen LIN-Bus oder einen CAN-Bus des Kraftfahrzeugs (2) kommunizieren.
11 . Steuergerät für ein Sensorsystem (6) zum Betrieb einer motorischen Klappenanordnung (1 ) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei das Steuergerät (13) dafür eingerichtet ist, von mehreren Radarmodulen (7) des Sensorsystems (6) jeweilige Erkennungsgütemaße für eine mittels der Radarmodule (7) anhand von Radarsensorwerten erfassten, möglichen Bedienergeste zu erhalten, wobei das Steuergerät (13) gemäß einer vorgegebenen Auswertevorschrift anhand einer Zusammenschau der Erkennungsgütemaße die mögliche Bedienergeste als gültige Bedienergeste qualifiziert oder als ungültige Bedienergeste verwirft, und wobei das Steuergerät (13) auf Vorliegen einer gültigen Bedienergeste ein Ansteuern der motorischen Klappenanordnung (1 ) veranlasst.
12. Sensoranordnung für eine motorische Klappenanordnung (1 ) eines Kraftfahrzeugs (2), das Sensorsystem (6) aufweisend mehrere Radarmodule (7), welche zueinander beabstandet am Kraftfahrzeug (2) angeordnet sind und jeweilige Sensorsteuerungen (8) aufweisen, wobei die Radarmodule (7) über ein Senden und Empfangen von Radarsignalen jeweilige Radarsensorwerte bezüglich eines außerhalb des Kraftfahrzeugs (2) befindlichen Bedieners (10) ermitteln, wobei die Sensorsteuerungen (8) die von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerte anhand von vorgegebenen Bedienergestenkriterien auf Vorliegen einer möglichen Bedienergeste prüfen, und wobei die Sensorsteuerungen (8) im Rahmen der Prüfung anhand der von dem jeweiligen Radarmodul (7) ermittelten Radarsensorwerte der möglichen Bedienergeste ein Erkennungsgütemaß zuordnen, das Sensorsystem (6) aufweisend ein Steuergerät (13) nach Anspruch 11.
13. Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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