-
Die
Erfindung betrifft ein Parkhilfesystem für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens
zwei Sensoren, die ausgebildet sind, Signale auszusenden und von
Objekten in einem Überwachungsbereich-reflektierte
Signale zu empfangen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren
zum Betrieb eines solchen Parksystems.
-
Solche
Parkhilfesysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt und sind
in den letzten Jahren immer wieder verbessert worden, so dass sie weniger
Bauraum einnehmen und Hindernisse zuverlässiger erfassen können. Als
besonders geeignet für
Parkhilfesystem haben sich Ultraschallsensoren erwiesen. Diese senden
Ultraschallsignale in einen Überwachungsbereich
aus und empfangen von Objekten oder Hindernissen reflektierte Signale,
so dass über
die Laufzeit des Signals auf den Abstand zu einem Objekt im Überwachungsbereich
geschlossen werden kann.
-
Aus
dem Stand der Technik bekannte Parkhilfesysteme können eine
Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen, die entlang eines Umfangs
eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise heckseitig und/oder frontseitig
angeordnet sind. Um beispielsweise für Parkhilfesysteme mit vier
zueinander benachbarten Ultraschallsensoren eine Reichweite von ca.
2,5 m erzielen zu können,
ist eine Messzeit von ca. 100 ms erforderlich. Dies bedeutet, dass
für das genannte
Beispiel mit vier Sensoren pro Sensor eine Messzeit von 25 ms zur
Verfügung
steht. Die Laufzeit eines Signals innerhalb dieser zur Verfügung stehenden
Messzeit beträgt
für das
genannte Beispiel ca. 16 – 17
ms.
-
Mit
den Parkhilfesystemen können
nicht nur statische Hindernisse, wie zum Beispiel Straßenpfosten
oder Mauern erfasst werden, sondern auch bewegte Objekte. Eine zuverlässige Erfassung
dieser bewegten Objekte, die es ermöglicht, dem Fahrer des Kraftfahrzeugs
eine ausreichende Reaktionszeit zu verschaffen, ist mit den bekannten Parkhilfesystemen
nicht möglich,
da deren Reichweite begrenzt ist.
-
Aus
den oben beschriebenen Zusammenhängen
ergibt sich, dass eine Verlängerung
der Messzeit zwar mit einer Vergrößerung der Reichweite einhergeht,
dass ein solches System aber eben auch entsprechend langsamer arbeitet.
Wollte man beispielsweise das bekannte System für Reichweiten von 4,5 m auslegen,
würden
bei vier Sensoren Messfenster von ca. 150 ms benötigt. Die Zeitdauer eines solchen
Messfensters, auch Update-Zeit genannt, wäre für eine zuverlässige Erfassung
auch von bewegten Objekten jedoch zu lang.
-
Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung jedoch die Aufgabe zugrunde,
ein Parkhilfesystem zu schaffen, das bei möglichst kurzen Update-Zeiten
möglichst
große
Reichweiten ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass in zumindest einem Betriebsmodus des Parkhilfesystems eine
erste Teilmenge der Sensoren so ansteuerbar ist, dass mindestens
ein Sensor dieser Teilmenge Signale aussendet und empfängt, und
dass eine zweite Teilmenge der Sensoren so ansteuerbar ist, dass
mindestens ein Sensor dieser Teilmenge Signale nur empfängt.
-
Dadurch,
dass eine Teilmenge der Sensoren in zumindest einem Betriebsmodus
keine Signale sendet, jedoch Signale empfängt, die von anderen Sensoren
ausgesendet und von Objekten reflektiert wurden, ist es möglich, sowohl
die Reichweite des Parkhilfesystems zu erweitern, als auch die Update-Zeit
des Systems in einem akzeptablen Rahmen zu halten. Die Update-Zeit
ergibt sich aus den Zeitdauern, die für die Sensoren der ersten Teilmenge
für eine
gewünschte
Reichweite zur Verfügung
gestellt werden müssen.
Somit ist es möglich,
die Reichweite des Parkhilfesystem beispielsweise auf 4,5 m zu erweitern,
dabei jedoch eine Update-Zeit von 100 ms nicht zu überschreiten.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Parkhilfesystem
können
sich schnell nähernde
Hindernisse besonders gut erfasst werden. Dies ist in Situationen vorteilhaft,
in denen sich das eigene Fahrzeug relativ zu einem Hindernis (bspw.
einem Fremdfahrzeug) schnell bewegt oder in denen sich Fremdfahrzeuge relativ
zu dem eigenen Fahrzeug schnell bewegen. Besonders gute Reaktionszeiten
in Verbindung mit einem erweiterten Detektionsbereich werden benötigt, wenn
sich sowohl das eigene Fahrzeug als auch Fremdfahrzeuge relativ
zueinander schnell bewegen, wie dies beispielsweise bei Rangiervorgängen auf Parkplätzen der
Fall sein kann. Durch die kurzen Update-Zeiten und durch den erweiterten
Detektionsbereich des erfindungsgemäßen Parkhilfesystems können auch
in diesen Situationen Hindernisse zuverlässig und zeitnah erfasst werden.
-
Die
beschriebenen Vorteile ergeben sich insbesondere dann, wenn die
Sensoren als Ultraschallsensoren ausgebildet sind, da Ultraschallsignale
mit vergleichsweise langsamen 300 m/s übertragen werden.
-
Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Teilmenge
mindestens einen in einem fahrzeugmittigen Bereich angeordneten
Sensor umfasst. Mit einem fahrzeugmittigen Bereich ist ein Bereich
gemeint, der heckseitig oder frontseitig an einem Fahrzeug im Bereich
der Fahrzeuglängsachse oder
hierzu benachbart liegt. Entsprechend kann die zweite Teilmenge
mindestens einen in einem Eckbereich des Fahrzeugs angeordneten
Sensor umfassen. Mit einem Eckbereich des Fahrzeugs ist ein Übergangsbereich
zwischen Fahrzeugheck oder Fahrzeugfront einerseits und einer Fahrzeugseite
andererseits gemeint.
-
Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Parkhilfesystem
für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere eines vorstehend beschriebenen Parkhilfesystems,
mit mindestens zwei Sensoren, die ausgebildet sind, Signale auszusenden
und von Objekten in einem Überwachungsbereich
reflektierte Signale zu empfangen. Das erfindungsgemäße Verfahren
kennzeichnet sich dadurch, dass in zumindest einem Betriebsmodus
des Parkhilfesystems eine erste Teilmenge der Sensoren so angesteuert
wird, dass mindestens ein Sensor dieser Teilmenge Signale aussendet
und empfängt
und dass eine zweite Teilmenge der Sensoren so angesteuert wird,
dass mindestens ein Sensor dieser Teilmenge Signale nur empfängt.
-
Nach
einer Weiterbildung dieses Verfahrens werden mindestens zwei Sensoren
der ersten Teilmenge so angesteuert, dass innerhalb einer ersten Zeitdauer
einer erster Sensor ein Signal sendet und empfängt und dass anschließend innerhalb
einer zweiten Zeitdauer ein zweiter Sensor ein Signal sendet und
empfängt.
Mindestens zwei Sensoren einer Teilmenge werden also nacheinander
betrieben, so dass von einem Objekt in einem Überwachungsbereich des Fahrzeugs
reflektiertes Signal demjenigen Sensor zugeordnet werden kann, der
das reflektierte Signal ursprünglich
gesendet hat. Während
der genannten Zeitdauern wird mindestens ein Sensor der zweiten
Teilmenge verwendet, um reflektierte Signale auch empfangen zu können. Vorzugsweise
ist dies ein Sensor, der zu dem jeweiligen Sendesensor unmittelbar
benachbart angeordnet ist. In Fortführung dieses Gedankens empfängt der
genannte erste Sensor der ersten Teilmenge auch in der zweiten Zeitdauer
und der zweite Sensor auch in der ersten Zeitdauer Signale. Somit
stehen insgesamt drei Sensoren zur Verfügung, die ein ausgesendetes
und an einem Hindernis in dem Umgebungsbereich reflektiertes Signal
empfangen können.
-
Für eine möglichst
gleichförmige Überwachung
des Umgebungsraums des Kraftfahrzeugs wird vorgeschlagen, dass während der
genannten ersten Zeitdauer zu dem ersten Sensor benachbarte Sensoren
Signale empfangen und dass während
der genannten zweiten Zeitdauer zu dem zweiten Sensor benachbarte
Sensoren Signale empfangen.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung empfängt mindestens ein Sensor der
zweiten Teilmenge innerhalb einer Zeitdauer, die kürzer ist
als die erste Zeitdauer und/oder die zweite Zeitdauer. Hierdurch
ist es möglich,
dass die Messzeit für
die Sensoren der zweiten Teilmenge verkürzt wird. Somit können die
Grenzen des Überwachungsbereichs
angepasst werden, so dass beispielsweise Hindernisse nicht erfasst
werden, die in einem von einem Eckbereich des Fahrzeugs weit entfernten
Bereich liegen und somit für
den Fahrer eines Kraftfahrzeugs weniger interessant sind, als Hindernisse,
die direkter im Rückbereich
oder Frontbereich des Kraftfahrzeugs liegen.
-
Eine
zusätzliche
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Parkhilfesystem
in einem zweiten Betriebsmodus so betrieben wird, dass die zweite Teilmenge
der Sensoren so angesteuert wird, dass mindestens ein Sensor dieser
Teilmenge Signale aussendet und empfängt und dass die erste Teilmenge
der Sensoren so angesteuert wird, dass mindestens ein Sensor dieser
Teilmenge Signale nur empfängt.
Auf diese Weise ist es möglich,
die Überwachung
des den Sensoren der zweiten Teilmenge zugeordneten Bereichs zu
verbessern.
-
Erfindungsgemäß wird weiter
vorgeschlagen, dass das Parkhilfesystem so betrieben wird, dass
es zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus
wechselt. Ein solcher Wechsel ermöglicht eine gleichmäßige Überwachung
des Fahrzeugumgebungsbereichs bei großen Reichweiten und kurzen
Update-Zeiten.
-
Besonders
vorteilhaft ist, wenn der Wechsel in den zweiten Betriebsmodus erfolgt,
wenn verschiedene Sensoren der ersten Teilmenge nacheinander dasselbe
Hindernis erfasst haben. In einem solchen Fall kann davon ausgegangen
werden, dass sich das Hindernis zumindest anteilig quer zur Fahrzeuglängsachse
bewegt und somit zu erwarten ist, dass dieses Hindernis in einen
Bereich gelangt, der einem Sensor der zweiten Teilmenge zugeordnet
ist. Dabei ist es unerheblich, ob sich das Hindernis selbst bewegt,
ob das Hindernis feststeht und das eigenes Fahrzeug bewegt wird
oder ob eine Kombination dieser Vorgänge vorliegt.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung kann bei einem ersten Wechsel in den zweiten Betriebsmodus
ein erster Sensor der zweiten Teilmenge Signale aussenden und empfangen
und bei einem folgenden Wechsel in den zweiten Betriebsmodus ein
zweiter Sensor der zweiten Teilmenge Signale aussenden und empfangen.
Somit kann ein Schwerpunkt des Betriebs des Parkhilfesystems auf
den ersten Betriebsmodus gelegt werden, der mit sehr kurzen Update-Zeiten
einhergeht, dennoch eine hohe Auflösung auch in Umgebungsbereichen
erzielt werden, die den Sensoren der zweiten Teilmenge zugeordnet
sind.
-
Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
bei Erfassung der Annäherung
eines Hindernisses durch einen Sensor einer Teilmenge die Zeitdauer,
in der mindestens ein Sensor dieser Teilmenge ein Signal sendet
und empfängt,
verkürzt
wird. Dies hat den Vorteil, dass die Update-Zeit des Parkhilfesystem
verkürzt
wird, was die Tatsache berücksichtigt,
dass für
den Fahrer eines Kraftfahrzeugs das jeweils nächste Hindernis höchste Priorität hat. Befindet
sich beispielsweise ein Straßenpfosten
in der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs, ist es für den Fahrer
zunächst
uninteressant, ob in einem größeren Abstand
weitere Hindernisse vorhanden sind.
-
In
diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die Zeitdauer eines
Sensors einer Teilmenge verkürzt
wird, dem sich das Hindernis weniger schnell nähert und dass anschließend die
Zeitdauer eines Sensors dieser Teilmenge verkürzt wird, dem sich das Hindernis
schneller nähert.
Dies hat den Vorteil, dass zunächst
ein Sensor auf eine kürzere Zeitdauer
umgestellt werden kann, der für
die Erfassung des sich nähernden
Hindernisses weniger wichtig ist. Somit können Zeitlücken, die sich durch solche Umprogrammiervorgänge ergeben
könnten,
vermieden werden.
-
Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zeitdauern so verkürzt werden,
dass sie gleich den Zeitdauern mindestens eines Sensors der anderen
Teilmenge sind. Somit kann das Parkhilfesystem für bestimmte Umgebungsbedingungen auf vergleichsweise
kurze Reichweiten umprogrammiert werden, so dass das Parkhilfesystem
auch Betriebszustände
herkömmlicher
Parkhilfesysteme abbilden kann.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung gezeigten
sowie in den Ansprüchen
sowie in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In
der Zeichnung zeigen:
-
1 ein
erfindungsgemäßes Parkhilfesystem
bei Betrieb in einem ersten Betriebsmodus;
-
2 ein
Diagramm, in dem entlang eines Zeitstrahls der erste und ein zweiter
Betriebsmodus des Parkhilfesystems gemäß 1 aufgetragen sind;
-
3 eine
der 1 entsprechende Ansicht bei Betrieb des Parkhilfesystems
mit kleineren Reichweiten.
-
In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Parkhilfesystem
insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet, dessen Sensoren
im Heck- oder Frontbereich
eines nur abschnittsweise dargestellten Kraftfahrzeug 4 angeordnet
sind.
-
Das
Parkhilfesystem 2 umfasst Ultraschallsensoren 6 und 8,
die einer ersten Teilmenge 10 aller Sensoren zugeordnet
sind. Die Sensoren 6 und 8 sind in einem mittigen
Bereich des Kraftfahrzeugs 4 angeordnet. Das Parkhilfesystem 2 umfasst
ferner seitlich angeordnete Sensoren 12 und 14,
die einer zweiten Teilmenge 16 der Sensoren zugeordnet
sind.
-
Die
Sensoren 6, 8, 14 und 16 stehen über nicht
dargestellte Datenleitungen mit einem Steuergerät in Verbindung. Mit einem
solchen Steuergerät können die
Sensoren 6, 8, 12 und 14 so
angesteuert werden, dass Ultraschallsignale in einen Überwachungsbereich 18 des
Parkhilfesystems 2 ausgesendet werden können. Befinden sich Hindernisse
innerhalb dieses Überwachungsbereichs 18,
werden die von den Sensoren erzeugten Ultraschallsignale reflektiert
und von den Sensoren wieder empfangen. Die Auswertung der reflektierten
Signale erfolgt in an sich bekannter Weise, so dass bei Existenz
eines Hindernisses in dem Überwachungsbereich 18 dem Fahrer
des Kraftfahrzeugs 4 ein entsprechender Warnhinweis gegeben
werden kann.
-
Der Überwachungsbereich 18 wird
definiert durch einzelne, den jeweiligen Sensoren zugeordnete Bereiche.
Dies sind im Einzelnen ein Bereich 20, der dem Sensor 6 zugeordnet
ist, der Bereich 22, der dem Sensor 8 zugeordnet
ist, sowie die Bereiche 24 und 26, die jeweils
den Sensoren 12 und 14 zugeordnet sind. Die Bereiche 20 und 22 überlappen
sich in einem Überlappungsbereich 28,
die Bereiche 20 und 24 in dem Überlappungsbereich 30,
sowie die Bereiche 22 und 26 in dem Überlappungsbereich 22.
-
Wenn
das Parkhilfesystem 2 in seinem ersten Betriebsmodus betrieben
wird, werden die Sensoren 6 und 8 der ersten Teilmenge 10 so
angesteuert, dass diese Sensoren Signale sowohl senden als auch
empfangen können.
Hingegen werden die Sensoren 12 und 14 der zweiten
Teilmenge 16 so angesteuert, dass sie Signale nur empfangen.
Der Sende- und Empfangszustand der Sensoren 6, 8, 12 und 14 lässt sich 2 entnehmen.
Während
einer ersten Zeitdauer von circa 35 ms sendet der Sensor 6 in
den Bereich 20 Ultraschallsignale aus. Für den Fall,
dass sich in dem Bereich 20 ein Hindernis befindet, können die
von dem Hindernis reflektierten Signale sowohl von dem Sensor 6 als
auch von den hierzu benachbarten Sensoren 12 und 8 empfangen
werden. Die Zeitdauer von 35 ms ermöglicht es, in dem Bereich 20 eine
vergleichsweise große
Reichweite, beispielsweise von circa 4 – 5 m zu schaffen. Anschließend wird
mit Hilfe des Sensors 8 ein Signal in den Bereich 22 ausgesendet.
Von Hindernissen in diesem Bereich reflektierte Signale können mit
Hilfe des Sensors 8 sowie mit Hilfe der Sensoren 6 und 14 empfangen
werden. Der bisher beschriebene Betrieb des Parkhilfesystems entspricht
einem ersten Modus, der in 2 mit dem
Bezugszeichen 34 versehen ist. Das Parkhilfesystem 2 befindet
sich in diesem Betriebsmodus 34, solange die bisher beschriebenen
Vorgänge
ablaufen. Die Update-Zeit des Parkhilfesystems 2 innerhalb
dieses Betriebsmodus 34 beträgt für das genannte Beispiel circa
70 ms. Dies liegt daran, dass die Sensoren 12 und 14 der
zweiten Teilmenge 16 in diesem Betriebsmodus 34 nicht
verwendet werden, um auch Signale auszusenden. Wenn die Sensoren 12 und 14 der
zweiten Teilmenge 16 entsprechend den Sensoren 6 und 8 der
ersten Teilmenge 10 angesteuert werden würden, ergäbe sich
eine Update-Zeit von 4 × 35
ms = 140 ms. Diese Update-Zeit ist vergleichsweise lang und geht
mit dem Risiko einher, dass sich schnell nähernde Hindernisse im Überwachungsbereich 18 ggf.
nicht oder nur spät
erfasst werden würden.
-
Das
Parkhilfesystem 2 kann auch in einem zweiten Betriebsmodus 36 betrieben
werden. In dem Betriebsmodus 36 wird mindestens ein Sensor 12 oder 14 der
Teilmenge 16 verwendet, um Signale in den Überwachungsbereich 18 auszusenden.
Um die mit den bisher beschriebenen Maßnahmen erreichte kurze Update-Zeit
nur unwesentlich zu verlängern, werden
die Sensoren 12 und 14 so betrieben, dass die
Zeitdauer, innerhalb der diese Sensoren Signale senden und empfangen,
vergleichsweise kurz ist, so dass sich für diese Sensoren 12 oder 14 kürzere Reichweiten,
beispielsweise Reichweiten von ca. 2,5 m ergeben. Für eine weitere
Verkürzung
der Update-Zeit des Parkhilfesystems 2 wechseln sich der erste
Betriebsmodus 34 und der zweite Betriebsmodus 36 so
ab, dass bei einem ersten Wechsel in den Betriebsmodus 36 zunächst der
Sensor 12 sendet und reflektierte Signale von diesem Sensor
sowie von dem hierzu benachbarten Sensor 6 empfangen werden.
Bei einem folgenden Wechsel in den Betriebsmodus 36 (also
nachdem der Betriebsmodus 34 mindestens einmal durchlaufen
wurde), wird ein anderer Sensor der Teilmenge 16, nämlich der
Sensor 14 verwendet, um Signale in den Bereich 26 auszusenden,
wobei reflektierte Signale dann von dem Sensor 14 sowie
von dem hierzu benachbarten Sensor 8 empfangen werden können.
-
3 zeigt
das Parkhilfesystem 2, das in einem weiteren Betriebsmodus
betrieben wird. In diesem sind die Reichweiten der Sensoren 6 und 8 der ersten
Teilmenge 10 verkürzt.
Ein solcher Betriebsmodus kann beispielsweise durchlaufen werden, wenn
in den Bereichen 20 und 22 gemäß 1 ein Hindernis 38 erfasst
wird, was sich dem Parkhilfesystem 2 beziehungsweise dem
Kraftfahrzeug 4 nähert. Dies
ist in 1 mit den Positionen I und II des Hindernisses 38 angedeutet.
Für ein
sich solchermaßen näherndes
Hindernis 38 ist es wünschenswert,
die Update-Zeit des Systems weiter zu verkürzen. Hierfür kann zunächst der Sensor 8 so
umprogrammiert werden, dass die Zeitdauer, innerhalb der er ein
Signal sendet und empfängt,
verkürzt
wird, beispielsweise auf 25 ms. Somit entspricht die Reichweite
des Sensors 8 der Reichweite der Sensoren 12 und 14.
In einem folgenden Schritt kann der Sensor 6 umprogrammiert
werden, so dass die Zeitdauer, innerhalb der der Sensor 6 Signale
sendet und empfängt, ebenfalls
auf 25 ms reduziert wird. Wird das solchermaßen in 3 dargestellte
Parkhilfesystem 2 dann entsprechend dem Betriebsmodus 34 betrieben,
beträgt
die Update-Zeit lediglich 2 × 25
ms = 50 ms. Wird das in 3 dargestellte Parkhilfesystem 2 in herkömmlicher
Weise betrieben, das heißt
dass die Sensoren 6, 8, 12 und 14 nacheinander
senden und empfangen, beträgt
die Update-Zeit 4 × 25
ms = 100 ms.