WO2008135121A1 - Bumper for a motor vehicle having a sensor band arrangement and a method for determining the distance of the motor vehicle - Google Patents
Bumper for a motor vehicle having a sensor band arrangement and a method for determining the distance of the motor vehicle Download PDFInfo
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- B60R19/48—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds
- B60R19/483—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds with obstacle sensors of electric or electronic type
Definitions
- the invention relates to a bumper for a motor vehicle according to the features of the preamble of patent claim 1 and to a method for determining the vehicle spacing according to the preamble of claim 7.
- Laid-open patent application LU 90347 A1 discloses a capacitive measuring method for determining the capacitive coupling of at least two electrodes on a body / object, wherein the electrodes are supplied with a variable-frequency alternating voltage and the coupling capacitances are analyzed by means of network analysis on the basis of the respective current and voltage values by timed measurements be determined.
- German patent application DE 3844340 A1 describes a device for determining the dimensions of a parking space, wherein several circumferentially mounted on a motor vehicle ultrasonic sensors or infrared or microwave transmitter and receiver the geometric position of a parking space measured relative to the motor vehicle and by means of trigonometric calculation method or by transit time measurements of the acoustic or determine optical or electrical signals.
- DE 10045616 A1 a method for the automatic parking of a vehicle is known, wherein the surrounding area of a driving precursor field is recorded with a video camera and the video image sequence is displayed to the motor vehicle driver when parked in a parking space by means of image evaluation method and thereby a distance parameterization takes place.
- the recorded measurement / object data and the respectively associated distance data due to weather-related influences such as snow, ice or rain for misinformation presentation in the motor vehicle driver in terms of distance from objects / obstacles to the motor vehicle.
- the nature and interaction of the measurement method with the object and its environment and environment as well as object geometry is determining with respect to the determination of the real distance values in a driving prerequisite field of the motor vehicle.
- the object of the invention is therefore to propose an improved vehicle distance determination and object recognition, so that known disadvantages of the prior art are eliminated.
- the sensor tapes are arranged in at least four subregions of the bumper in a symmetrical arrangement relative to the bumper symmetry axis, wherein advantageously a direction-dependent and spatially selective determination of the obstacle / object distance to the motor vehicle can take place.
- a subdivision into at least three sensor-equipped subregions of the bumper at, for example, the rear of the vehicle is provided by a central and left and right sensor band arrangement.
- the electronic control unit receives a selective - in particular capacitive - electrical signal from a portion of the bumper with there arranged sensor tape with respect to the distance next object / part.
- An evaluation software / algorithm of the controller determines from the respective measurement data the current object distance to the motor vehicle and electronically transmits this time-dynamic distance value via a graphical user interface (GUI abbreviated) to a motor vehicle information system, wherein the motor vehicle driver the direction and / or the distance to eg shortest obstacle / object and the associated object environment is displayed so that, for example, on / off parking can be made safely for the motor vehicle driver.
- GUI graphical user interface
- a capacitive detection zone of the motor vehicle environment is created in real driving situations, which has a homogeneous field characteristic with respect to different obstacle / object shapes and situations, whereby a gapless and thus homogeneous detection zone is created, which advantageously comprises objects standing close to each other. Obstacles as well as their different geometrical shapes and different materials are determined and recorded spatially resolved in driving situations.
- a brake assist device is activated so that a remedy for the vehicle is interrupted. This ensures that object collisions in, for example, rearward parking in the critical distance range of less than 60 to 20 cm are avoided.
- the electronic measurement signals can also be supplied via radio or opto-electronic means to the GUI and then to the vehicle information system, wherein a microprocessor-controlled computer / control unit in the motor vehicle determines the current vehicle distance to the obstacle / object from the measurement signals of the respective sensor band arrangement, in particular capacitive measurement signals, and indicates to the driver by means of optical and / or acoustic means or by means of vibratory means - for example, arranged on the steering wheel - brings to knowledge.
- the arrangement according to the invention thus provides information about the exterior of the motor vehicle and makes it available to the driver in a suitable manner.
- the sensor band arrangement in particular capacitive sensor band arrangement, is designed to be redundantly redundant. That is, in the event of accidental damage along a bumper section, the functionality of the object recognition for this area of the bumper in the case of onward travel is still ensured.
- This is achieved in that in each case at least two sensor tapes - in particular at least two capacitive sensor tapes - are introduced symmetrically within an outer skin layer of the bumper to its axis of symmetry and a complementary sensor tape assembly in the same symmetrical and geometric arrangement and interpretation on the inside in the direction of travel Side of the bumper, ie is attached along the inner contour.
- the control unit for determining the electronic / capacitive signal in the case of operational failure of an actively connected pair of sensor bands, the other complementary arranged, i. Activate redundant sensor ribbon pair, now its electronic / - capacitive measurement signals for detection / detection of obstacles / objects are used in the event of driving on.
- a method for determining the distance between the motor vehicle is specified by means of a bumper equipped with at least two sensor bands, in particular capacitive sensor bands, wherein in the case of the use of capacitive sensor bands an image of the detected vehicle surroundings area is created, in welhern the obstacles / objects lie.
- the details of the direction of the motor vehicle and its distances with respect to the surrounding objects are determined by a microprocessor-controlled computer and transmitted to a vehicle information system by means of GUI, wherein in the case of a distance below from object to motor vehicle, the onward drive is interrupted by an activated brake assist device.
- FIG. 1 shows a schematic illustration of 4, in particular capacitive sensor bands arranged symmetrically within a motor vehicle bumper and connected to an electronic measuring and control unit;
- FIG. 2 is a block diagram of a capacitive sensor band assembly in a motor vehicle bumper operatively connected to a vehicle information system.
- FIG. 1 shows a schematic representation of four sensor bands 2a, b, c, d, in particular four capacitive sensor bands, introduced in a symmetrical arrangement in the bumper 1 of a motor vehicle, not shown, and standing in electrical operative connection with a measuring and control unit 3.
- Each of the capacitive sensor bands 2 a, b, c, d shown in this exemplary embodiment is electrically connected via a measuring and control device 3 and which determines the capacitive field distribution K of objects and obstacles 4 within the travel distance F in a time-dependent manner.
- the sensor tapes 2a, b, c, d are invisible in the mounted state of the bumper from the outside, preferably arranged on the inside.
- the capacitive field distribution is homogeneous; Distortions and thus changes in the capacitive field behavior are then always by means of the sensor strips 2a, b, c, d detected when objects / obstacles 4 occur along the route F and lead within the measuring and control unit 3 to an electrically capacitive signal.
- the arrangement of four in this embodiment, almost symmetrically to the symmetry axis S of the motor vehicle bumper 1 arranged capacitive sensor bands 2a, b, c, d is advantageously achieved that an electrically capacitive measurement signal M amplified and selectively from a portion of the bumper 1 with eg.
- the distance value d of the motor vehicle to the object / obstacle 4 is determined dynamically taking into account the current vehicle speed v by means of an evaluation algorithm and this value is given to a graphical user interface (GUI) 6 opto-electronically or transmitted electronically or via radio, so that a microprocessor-controlled driver information system 7 informs the motorist driver (see Figure 2).
- GUI graphical user interface
- the driver is in the case of a distance-dangerous driving situation, for example, a visual and / or acoustic and / or vibratory signal transmitted so that decisions can be made timely adapted to the respective driving situation in driving field F by the driver.
- a distance-dangerous driving situation for example, a visual and / or acoustic and / or vibratory signal transmitted so that decisions can be made timely adapted to the respective driving situation in driving field F by the driver.
- an object / obstacle topography can also be created along the travel distance F along the time domain.
- a time-dependent capacitive measurement detection of the sensor bands 2a, b, c, d can thus be used to determine a vehicle at object / obstacle distance d over time and, in the case of approaching a distance limit value, actuate a brake assist device 8 without a driver decision.
- a method for determining the vehicle distance d is indicated by means of a sensor-equipped bumper 1, wherein for example a capacitive sensor arrangement 2a, b, c, d introduced in the front and / or rear bumper / rear catcher, the environmental data in the outer area of the motor vehicle and the calculation of the dimensions of a certain area using the recorded environmental data to determine the vehicle - object / obstacle distance d taking into account vehicle-specific dimensions and speed v takes place.
- the capacitive environment data are thus adapted to the vehicle speed, ie detected by means of time-dependent measurements of the capacitive Feldverlaufs provided with objects / obstacles Fahrvorausrange via an electronic control unit from a portion of the bumper, so that a time-dependent distance and direction indication of motor vehicle towards the object / Obstacle is determined and supplied by means of a microprocessor-controlled computer unit via a GUI to a vehicle information system of the vehicle.
- a brake assist device is activated by the control unit regardless of the driving behavior of the vehicle driver.
- a critical distance d of 50 to 20 cm at entry or Auspark yorken of 3 to 5 km / h was found to be advantageous.
Abstract
The invention relates to a bumper for a motor vehicle for determining the distance of the vehicle relative to obstacles.
Description
Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit Sensorbandanordnung sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Kraftfahrzeugabstandes Bumpers for a motor vehicle with sensor band arrangement and a method for determining the distance between the motor vehicle
Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Fahrzeugabstandes gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 7.The invention relates to a bumper for a motor vehicle according to the features of the preamble of patent claim 1 and to a method for determining the vehicle spacing according to the preamble of claim 7.
Im Kraftfahrzeugbau ist es bekannt, unterschiedliche Sensoren unmittelbar hinter einer Außenhaut eines Kraftfahrzeugs zur Bestimmung von bspw. Abstand, Objekterkennung und Detektion von Umweltbedingungen anzuordnen, wobei Ultraschall- oder Radar- oder optische Messsysteme zum Einsatz kommen. Derartige Sensoren werden in einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs eingebracht, wobei Aufnahmen zur stationären Befestigung angespritzt oder angeklebt bzw. in Halteeinsätzen unmittelbar hinter der Stoßfängerinnenoberfläche im Bereich des Motorraums des Kraftfahrzeugs eingebracht sind. Aus dem Stand der Technik sind auch sogenannte Parktronic-Sensoren (PTS-Sensoren), die den Abstand zu anderen Fahrzeugen oder Hindernissen feststellen und als aktive Einparkhilfen verwendet werden, bekannt und seit Jahren in Kraftfahrzeugen im Einsatz.In motor vehicle construction, it is known to arrange different sensors immediately behind an outer skin of a motor vehicle for determining, for example, distance, object recognition and detection of environmental conditions, ultrasound or radar or optical measuring systems being used. Such sensors are introduced into a bumper of a motor vehicle, wherein recordings are molded or glued to the stationary attachment or are introduced in holding inserts directly behind the bumper inner surface in the region of the engine compartment of the motor vehicle. Also known from the prior art are so-called Parktronic sensors (PTS sensors), which determine the distance to other vehicles or obstacles and are used as active parking aids, and have been used for years in motor vehicles.
In der Offenlegungsschrift LU 90347 A1 wird ein kapazitives Messverfahren zur Bestimmung der kapazitiven Kopplung von mindestens zwei Elektroden an einem Körper/Objekt offenbart, wobei die Elektroden mit einer frequenzvariablen Wechselspannung beaufschlagt und die Koppelkapazitäten mittels Netzwerkanalyse anhand der jeweiligen Strom- und Spannungswerte durch zeitlich getaktete Messungen ermittelt werden.Laid-open patent application LU 90347 A1 discloses a capacitive measuring method for determining the capacitive coupling of at least two electrodes on a body / object, wherein the electrodes are supplied with a variable-frequency alternating voltage and the coupling capacitances are analyzed by means of network analysis on the basis of the respective current and voltage values by timed measurements be determined.
Die deutsche Patentanmeldung DE 3844340 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Abmessungen einer Parklücke, wobei mehrere an einem Kraftfahrzeug umfänglich angebrachte Ultraschallsensoren oder Infrarot- oder Mikrowellensender und -empfänger die geometrische Lage einer Parklücke relativ zum Kraftfahrzeug vermessen und mittels trigonometrischen Berechnungsverfahren oder durch Laufzeitmessungen der akustischen oder optischen oder elektrischen Signale bestimmen.
Aus der DE 10045616 A1 ist ein Verfahren zum automatischen Einparken eines Fahrzeugs bekannt, wobei der Umgebungsbereich eines Fahrvorausfeldes mit einer Videokamera aufgenommen und die Videobildsequenz mittels Bildauswerteverfahren dem Kraftfahrzeugfahrer beim Einparken in eine Parklücke dargestellt wird und dadurch eine Abstandsparametri- sierung erfolgt.The German patent application DE 3844340 A1 describes a device for determining the dimensions of a parking space, wherein several circumferentially mounted on a motor vehicle ultrasonic sensors or infrared or microwave transmitter and receiver the geometric position of a parking space measured relative to the motor vehicle and by means of trigonometric calculation method or by transit time measurements of the acoustic or determine optical or electrical signals. From DE 10045616 A1 a method for the automatic parking of a vehicle is known, wherein the surrounding area of a driving precursor field is recorded with a video camera and the video image sequence is displayed to the motor vehicle driver when parked in a parking space by means of image evaluation method and thereby a distance parameterization takes place.
Ein Problem derartiger aus dem Stand der Technik bekannter Sensoranordnungen in Kraftfahrzeugstoßfängern besteht darin, dass diese Messverfahren aufwendige Berechnungsbzw. Softwarealgorithmen zur Ermittlung der Abstandsdaten von Hindernissen und Objek- ten erfordern und Formen von Objekten/Hindernissen in realen Straßenverkehrssituationen nur sehr aufwendig sowie eingeschränkt bestimmen können.A problem of such sensor arrangements known from the prior art in motor vehicle bumpers is that these measuring methods involve elaborate calculation. Require software algorithms to determine the distance data from obstacles and objects and to determine the shapes of objects / obstacles in real traffic situations only very complex and limited.
Wichtig in diesem Zusammenhang ist auch, dass die aufgenommenen Mess-/Objektdaten sowie die jeweils zugehörigen Abstandsdaten durch witterungsbedingte Einflüsse wie Schnee, Eisbildung oder Regen zur Fehlinformationsdarstellung beim Kraftfahrzeugfahrer hinsichtlich Abstand von Objekten/Hindernissen zum Kraftfahrzeug führen. Auch ist die Art und Interaktion des Messverfahrens mit dem Objekt und dessen Umfeld und Umgebung sowie Objektgeometrie bestimmend hinsichtlich der Ermittlung der realen Abstandswerte in einem Fahrvorausfeld des Kraftfahrzeugs.Important in this context is also that the recorded measurement / object data and the respectively associated distance data due to weather-related influences such as snow, ice or rain for misinformation presentation in the motor vehicle driver in terms of distance from objects / obstacles to the motor vehicle. Also, the nature and interaction of the measurement method with the object and its environment and environment as well as object geometry is determining with respect to the determination of the real distance values in a driving prerequisite field of the motor vehicle.
Von Einparkhilfen wie PTS-, APS- oder PDC-Sensoren, die in Stoßfängerkomponenten von Kraftfahrzeugen verbaut werden, ist bekannt, dass diese Sensoren aufgrund einer keulenartigen Abstrahlcharakteristik - auch Feldcharakteristik genannt - sogenannte Abbildungslücken der Objekte entstehen lassen, die im Falle der vor- oder rückwärtigen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs zu Fehlaussagen bezüglich des Abstandes: Objekt -Kraftfahrzeug führen.From parking aids such as PTS, APS or PDC sensors, which are installed in bumper components of motor vehicles, it is known that these sensors due to a club-like radiation characteristic - also called field characteristics - so-called imaging gaps of the objects arise, which in the case of forward or Rearward direction of travel of the motor vehicle to misstatements regarding the distance: Object -Kraftfahrzeug lead.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Fahrzeugabstandsbestimmung und Objekterkennung vorzuschlagen, so dass bekannte Nachteile aus dem Stand der Technik behoben werden.The object of the invention is therefore to propose an improved vehicle distance determination and object recognition, so that known disadvantages of the prior art are eliminated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei mindestens zwei nebeneinander angeordnete Sensorbänder, insbesondere kapazitive Sensorbänder, vorgesehen sind, so dass eine Bestimmung der Hinder- nisrichtung möglich ist. Gegenstand der Erfindung ist femer ein Verfahren zur Bestimmung
des Kraftfahrzeugabstandes gemäß den kennzeichnenden Merkmalen nach Anspruch 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention with the characterizing features of claim 1, wherein at least two adjacently arranged sensor strips, in particular capacitive sensor strips, are provided, so that a determination of the obstruction direction is possible. The subject of the invention is furthermore a method for the determination the vehicle spacing according to the characterizing features of claim 7. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
In einer bevorzugten Ausführung werden in mindestens vier Teilbereichen des Stoßfängers in symmetrischer Anordnung zur Stoßfängersymmetrieachse die Sensorbänder, insbesondere kapazitiven Sensorbänder, angeordnet, wobei vorteilhaft eine richtungsabhängige und räumlich selektive Bestimmung des Abstandes Hindernis/Objekt zum Kraftfahrzeug erfolgen kann. Eine Unterteilung in mindestens drei sensorbestückte Teilbereiche des Stoßfän- gers am bspw. Heck des Fahrzeuges wird durch eine mittige sowie linke und rechte Sensorbandanordnung geschaffen.In a preferred embodiment, the sensor tapes, in particular capacitive sensor tapes, are arranged in at least four subregions of the bumper in a symmetrical arrangement relative to the bumper symmetry axis, wherein advantageously a direction-dependent and spatially selective determination of the obstacle / object distance to the motor vehicle can take place. A subdivision into at least three sensor-equipped subregions of the bumper at, for example, the rear of the vehicle is provided by a central and left and right sensor band arrangement.
Damit wird erreicht, dass in unterschiedlichen Einparksituationen das elektronische Steuergerät ein selektives - insbesondere kapazitiv - elektrisches Signal aus einem Teilbereich des Stoßfängers mit dort angeordnetem Sensorband bzgl. des abstandsnächsten Objekts/ -teils erhält. Eine Auswertesoftware/-algorithmus des Steuergeräts bestimmt aus den jeweiligen Messdaten den aktuellen Objektabstand zum Kraftfahrzeug und überträgt elektronisch diesen zeitlich dynamischen Abstandswert via einem graphischen User-Interface (GUI abgekürzt) an ein Kraftfahrzeuginformationssystem, wobei dem Kraftfahrzeugfahrer die Richtung und/oder der Abstand zum bspw. kürzesten Hindernis/Objekt sowie die zugehörige Objektumgebung so angezeigt wird, dass bspw. Ein-/Ausparkvorgänge sicher für den Kraftfahrzeugfahrer vorgenommen werden können.This ensures that in different parking situations, the electronic control unit receives a selective - in particular capacitive - electrical signal from a portion of the bumper with there arranged sensor tape with respect to the distance next object / part. An evaluation software / algorithm of the controller determines from the respective measurement data the current object distance to the motor vehicle and electronically transmits this time-dynamic distance value via a graphical user interface (GUI abbreviated) to a motor vehicle information system, wherein the motor vehicle driver the direction and / or the distance to eg shortest obstacle / object and the associated object environment is displayed so that, for example, on / off parking can be made safely for the motor vehicle driver.
Insbesondere mittels der kapazitiven Sensorbandanordnung wird eine kapazitive Erfas- sungszone der Kraftfahrzeugumgebung in realen Fahrsituationen geschaffen, die betreffend unterschiedlicher Hindernis-/Objektformen sowie -Situationen eine homogene Feldcharakteristik aufweist, wodurch eine lückenlose und somit homogene Detektionszone geschaffen wird, die vorteilhaft nahe beieinander stehende Objekte/Hindernisse sowie deren unterschiedlich geometrischen Formen und verschiedenartigen Materialen bei Fahrtsituati- onen ortsaufgelöst bestimmt und erfasst.In particular by means of the capacitive sensor band arrangement, a capacitive detection zone of the motor vehicle environment is created in real driving situations, which has a homogeneous field characteristic with respect to different obstacle / object shapes and situations, whereby a gapless and thus homogeneous detection zone is created, which advantageously comprises objects standing close to each other. Obstacles as well as their different geometrical shapes and different materials are determined and recorded spatially resolved in driving situations.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird bei Unterschreiten eines Minimalabstandes d von Kraftfahrzeugstoßfänger und Objekt/Hindernis eine Bremsassistentenvorrichtung so aktiviert, dass eine WeiterfahnV-bewegung des Fahrzeuges unterbrochen wird.
Dadurch ist sichergestellt, dass Objektkollisionen beim bspw. rückwärts gerichteten Einpar- ken im kritischen Abstandsbereich von unter 60 bis 20 cm vermieden werden.In a further embodiment of the invention falls below a minimum distance d of the vehicle bumper and object / obstacle, a brake assist device is activated so that a WeiterfahnV movement of the vehicle is interrupted. This ensures that object collisions in, for example, rearward parking in the critical distance range of less than 60 to 20 cm are avoided.
Die elektronischen Messsignale können auch via Funk oder opto-elektronischen Mitteln dem GUI und anschließend dem Fahrzeuginformationssystem zugeführt werden, wobei eine mikroprozessorgesteuerte Rechner-/Steuereinheit im Kraftfahrzeug den aktuellen Fahrzeugabstand zum Hindernis/Objekt aus den Messsignalen der jeweiligen Sensorbandanordnung, insbesondere kapazitiven Messsignalen, bestimmt und dem Fahrer mittels optischer und/oder akustischer Mittel anzeigt bzw. mittels vibratorischer Mittel - beispielhaft am Lenkrad angeordnet - zur Kenntnis bringt.The electronic measurement signals can also be supplied via radio or opto-electronic means to the GUI and then to the vehicle information system, wherein a microprocessor-controlled computer / control unit in the motor vehicle determines the current vehicle distance to the obstacle / object from the measurement signals of the respective sensor band arrangement, in particular capacitive measurement signals, and indicates to the driver by means of optical and / or acoustic means or by means of vibratory means - for example, arranged on the steering wheel - brings to knowledge.
Die erfindungsgemäße Anordnung liefert somit eine Information über den Außenbereich des Kraftfahrzeugs und stellt diese dem Fahrer in geeigneter Weise zur Verfügung.The arrangement according to the invention thus provides information about the exterior of the motor vehicle and makes it available to the driver in a suitable manner.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Sensorbandanordnung, insbesondere kapazitive Sensorbandanordnung, mehrfach redundant ausgelegt ist. D.h., dass im Falle eines unfallbedingten Schadens entlang eines Stoßfängerabschnitts, die Funktionstauglichkeit der Objekterkennung für diesen Bereich des Stoßfängers im Falle der Weiterfahrt weiterhin gewährleistet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass jeweils mindestens zwei Sen- sorbänder - insbesondere mindestens zwei kapazitive Sensorbänder - innerhalb einer Außenhautschicht des Stoßfängers symmetrisch zu dessen Symmetrieachse eingebracht sind und das eine dazu komplementäre Sensorbandanordnung in gleicher symmetrischer und geometrischer Anordnung und Auslegung auf der in Fahrtrichtung innen liegenden Seite des Stoßfängers, d.h. entlang der Innenkontur angebracht ist. Das Steuergerät zur Ermitt- lung des elektronischen/kapazitiven Signals kann im Falle des betriebsbedingten Ausfalls eines aktiv geschalteten Sensorbandpaares das jeweils andere komplementär angeordnete, d.h. redundante Sensorbandpaar aktivieren, wobei nunmehr dessen elektronische/- kapazitive Messsignale zum Nachweis/Erkennen von Hindernissen/Objekten im Falle der Weiterfahrt verwendet werden.According to the invention, it is further provided that the sensor band arrangement, in particular capacitive sensor band arrangement, is designed to be redundantly redundant. That is, in the event of accidental damage along a bumper section, the functionality of the object recognition for this area of the bumper in the case of onward travel is still ensured. This is achieved in that in each case at least two sensor tapes - in particular at least two capacitive sensor tapes - are introduced symmetrically within an outer skin layer of the bumper to its axis of symmetry and a complementary sensor tape assembly in the same symmetrical and geometric arrangement and interpretation on the inside in the direction of travel Side of the bumper, ie is attached along the inner contour. The control unit for determining the electronic / capacitive signal, in the case of operational failure of an actively connected pair of sensor bands, the other complementary arranged, i. Activate redundant sensor ribbon pair, now its electronic / - capacitive measurement signals for detection / detection of obstacles / objects are used in the event of driving on.
Gemäß Anspruch 7 wird ein Verfahren zur Ermittlung des Kraftfahrzeugabstandes mittels eines mit mindestens zwei Sensorbändern, insbesondere kapazitiven Sensorbändern bestückten Stoßfängers angegeben, wobei im Falle der Verwendung von kapazitiven Sensorbändern eine Abbildung des detektierten Fahrzeugumgebungsbereichs erstellt wird, in wel- ehern die Hindernisse/Objekte liegen.
Die Angaben zur Kraftfahrzeugrichtung und dessen Abstände bzgl. der Umgebungsobjekte werden durch einen mikroprozessorgesteuerten Rechner ermittelt und einem Fahrzeuginformationssystem mittels GUI übermittelt, wobei im Falle einer Abstandsunterschreitung von Objekt zu Kraftfahrzeug die Weiterfahrt durch eine aktivierte Bremsassistentenvorrich- tung unterbrochen wird.According to claim 7, a method for determining the distance between the motor vehicle is specified by means of a bumper equipped with at least two sensor bands, in particular capacitive sensor bands, wherein in the case of the use of capacitive sensor bands an image of the detected vehicle surroundings area is created, in welhern the obstacles / objects lie. The details of the direction of the motor vehicle and its distances with respect to the surrounding objects are determined by a microprocessor-controlled computer and transmitted to a vehicle information system by means of GUI, wherein in the case of a distance below from object to motor vehicle, the onward drive is interrupted by an activated brake assist device.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Figurenbeschreibung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the figure description.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung von 4, insbesondere kapazitiven Sensorbändern innerhalb eines Kraftfahrzeugstoßfängers symmetrisch angeordnet und verbunden mit einer elektronischen Mess- und Steuereinheit;1 shows a schematic illustration of 4, in particular capacitive sensor bands arranged symmetrically within a motor vehicle bumper and connected to an electronic measuring and control unit;
Fig. 2: ein Blockdiagramm einer kapazitiven Sensorbandanordnung in einem Kraftfahrzeugstoßfänger in Wirkverbindung mit einem Kraftfahrzeuginformationssystem stehend.2 is a block diagram of a capacitive sensor band assembly in a motor vehicle bumper operatively connected to a vehicle information system.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass Objekte/Hindernisse in einem Fahrvorausfeld in vorwärts- sowie rückwärtsgerichteter Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs erkannt und deren Abstände zum Kraftfahrzeug zeitlich dynamisch bestimmt und dem Fahrzeugfahrer übermittelt werden.With the invention it is achieved that objects / obstacles are detected in a forward driving field in the forward and backward direction of travel of the motor vehicle and their distances to the motor vehicle are determined dynamically in time and transmitted to the vehicle driver.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung von vier Sensorbändern 2a, b, c, d, insbesondere vier kapazitive Sensorbänder, in symmetrischer Anordnung im Stoßfänger 1 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs eingebracht und in elektrischer Wirkverbindung mit einer Mess- und Steuereinheit 3 stehend. Jeder der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten kapazitiven Sensorbänder 2a, b, c, d ist über ein Mess- und Steuergerät 3 elekt- risch verbunden und welches innerhalb der Fahrvorausstrecke F die kapazitive Feldverteilung K von Objekten und Hindernissen 4 zeitabhängig ermittelt. Die Sensorbänder 2a, b, c, d sind im montierten Zustand des Stoßfängers von außen unsichtbar, vorzugsweise an dessen Innenseite angeordnet. Im Falle, dass keine Hindernisse/Objekte entlang der Fahrvorausstrecke F vorhanden sind, ist die kapazitive Feldverteilung homogen; Verzer- rungen und damit Veränderungen im kapazitiven Feldverhalten werden immer dann mittels
der Sensorbänder 2a, b, c, d detektiert, wenn Objekte/Hindernisse 4 entlang der Fahrstrecke F auftreten und führen innerhalb der Mess- und Steuereinheit 3 zu einem elektrisch kapazitiven Signal. Durch die Anordnung von in diesem Ausführungsbeispiel vier nahezu symmetrisch zur Symmetrieachse S des Kraftfahrzeugstoßfängers 1 angeordneten kapazi- tiven Sensorbändern 2a, b, c, d wird vorteilhaft erreicht, dass ein elektrisch kapazitives Messsignal M verstärkt und selektiv aus einem Teilbereich des Stoßfängers 1 mit bspw. zugehöriger kapazitiven Sensorbandanordnung 2a für ein Objekt/Hindernis 4 detektiert wird und somit die Richtung zum Objekt/Hindernis 4 bestimmt ist. Anhand der kapazitiven Feldverformung durch ein derartiges Objekt/Hindernis 4 wird mittels eines Auswertealgorithmus der Abstandswert d des Kraftfahrzeugs zum Objekt/Hindernis 4 zeitlich dynamisch unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v ermittelt und dieser Wert einem grafischen User-Interface (GUI) 6 opto-elektronisch oder elektronisch oder via Funk übermittelt, so dass ein mikroprozessorgesteuertes Fahrerinformationssystem 7 den Kraftfahrzeugfahrer informiert (siehe Figur 2). Dem Fahrer wird im Falle einer abstandsgefährlichen Fahrsituation beispielsweise ein optisches und/oder akustisches und/oder vibratorisches Signal so übermittelt, dass Entscheidungen angepasst an die jeweilige Fahrtsituation im Fahrvorausfeld F durch den Fahrer rechtzeitig getroffen werden können. Neben der Detektion der Objekte/Hindernisse 4 kann mittels diesen Sensorbändern 2a, b, c, d auch eine Objekt-/Hindernistopographie zeitdy- namisch entlang der Fahrvorausstrecke F erstellt werden. Über die zeitabhängige kapazitive Messdetektion der Sensorbänder 2a, b, c, d kann somit ein Fahrzeug zu Objekt-/ Hindernisabstand d zeitlich verlaufend ermittelt und im Falle der Annäherung an einen Abstandsgrenzwert eine Bremsassistentenvorrichtung 8 ohne Fahrerentscheidung betätigt werden. Dies ist insbesondere für Ein- und Ausparkvorgänge von Vorteil, da hier oftmals kritische Abstände d zu einem anderen Fahrzeug/Objekt innerhalb einer Parklücke bestehen, die unübersichtlich für den Fahrer sind. Durch die vorteilhafte Anordnung der Sensorbänder 2a, b, c, d im vorderen Stoßfänger als auch im Heckstoßfänger sowie die elektronische Verbindung zum Mess-/Steuersystem 3 eines Kraftfahrzeuges wird damit ein Ein-/ Ausparkvorgang für den Fahrzeugfahrer im Ablauf sicherer. Weiterhin wurde erkannt, dass eine redundante Sensorbandanordnung im Falle eines Versagens eines Sensorbandes die aktive Sicherheit verbessert.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung des Fahrzeugabstandes d mittels eines sensorbestückten Stoßfänger 1 angegeben, wobei beispielsweise eine kapazitive Sensoranordnung 2a, b, c, d eingebracht im vorderen und/oder rückwärtigen Stoß-/Heckfänger die Umgebungsdaten im Außenbereich des Kraftfahrzeugs aufnimmt und die Berechnung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs unter Benutzung der aufgenommenen Umgebungsdaten zur Ermittlung des Fahrzeug - Objekt-/ Hindernisabstandes d unter Berücksichtigung fahrzeugspezifischer Abmessungen und Geschwindigkeit v erfolgt. Die kapazitiven Umgebungsdaten werden somit angepasst an die Fahrzeuggeschwindigkeit, d.h. mittels zeitabhängiger Messungen des kapazitiven Feldver- laufs einer mit Objekten/Hindernissen versehenen Fahrvorausstrecke über ein elektronisches Steuergerät aus einem Teilbereich des Stoßfängers detektiert, so dass eine zeitabhängige Abstands- und Richtungsangabe von Kraftfahrzeug hin zum Objekt/Hindernis bestimmt wird und mittels einer mikroprozessorgesteuerten Rechnereinheit via einem GUI einem Kraftfahrzeuginformationssystem des Fahrzeugs zugeführt wird. Bei Unterschreiten eines minimalen Abstandes d wird eine Bremsassistentenvorrichtung durch das Steuergerät unabhängig vom Fahrverhalten des Fahrzeugfahrers aktiviert. Insbesondere bei Ein- und Ausparkvorgängen des Kraftfahrzeugs wurde in diesem Erfindungszusammenhang ein kritischer Abstand d von 50 bis 20 cm bei Ein- oder Ausparkgeschwindigkeiten von 3 bis 5 km/h als vorteilhaft erkannt.
1 shows a schematic representation of four sensor bands 2a, b, c, d, in particular four capacitive sensor bands, introduced in a symmetrical arrangement in the bumper 1 of a motor vehicle, not shown, and standing in electrical operative connection with a measuring and control unit 3. Each of the capacitive sensor bands 2 a, b, c, d shown in this exemplary embodiment is electrically connected via a measuring and control device 3 and which determines the capacitive field distribution K of objects and obstacles 4 within the travel distance F in a time-dependent manner. The sensor tapes 2a, b, c, d are invisible in the mounted state of the bumper from the outside, preferably arranged on the inside. In the event that there are no obstacles / objects along the driving route F, the capacitive field distribution is homogeneous; Distortions and thus changes in the capacitive field behavior are then always by means of the sensor strips 2a, b, c, d detected when objects / obstacles 4 occur along the route F and lead within the measuring and control unit 3 to an electrically capacitive signal. The arrangement of four in this embodiment, almost symmetrically to the symmetry axis S of the motor vehicle bumper 1 arranged capacitive sensor bands 2a, b, c, d is advantageously achieved that an electrically capacitive measurement signal M amplified and selectively from a portion of the bumper 1 with eg. associated capacitive sensor band assembly 2a is detected for an object / obstacle 4 and thus the direction of the object / obstacle 4 is determined. On the basis of the capacitive field deformation by such an object / obstacle 4, the distance value d of the motor vehicle to the object / obstacle 4 is determined dynamically taking into account the current vehicle speed v by means of an evaluation algorithm and this value is given to a graphical user interface (GUI) 6 opto-electronically or transmitted electronically or via radio, so that a microprocessor-controlled driver information system 7 informs the motorist driver (see Figure 2). The driver is in the case of a distance-dangerous driving situation, for example, a visual and / or acoustic and / or vibratory signal transmitted so that decisions can be made timely adapted to the respective driving situation in driving field F by the driver. In addition to the detection of the objects / obstacles 4, by means of these sensor bands 2a, b, c, d an object / obstacle topography can also be created along the travel distance F along the time domain. A time-dependent capacitive measurement detection of the sensor bands 2a, b, c, d can thus be used to determine a vehicle at object / obstacle distance d over time and, in the case of approaching a distance limit value, actuate a brake assist device 8 without a driver decision. This is particularly advantageous for entry and Ausparkvorgänge, since there are often critical distances d to another vehicle / object within a parking space, which are confusing for the driver. Due to the advantageous arrangement of the sensor bands 2a, b, c, d in the front bumper and the rear bumper and the electronic connection to the measurement / control system 3 of a motor vehicle is thus a Ein- / Ausparkvorgang safer for the vehicle driver in the process. Furthermore, it has been recognized that a redundant sensor band arrangement improves active safety in the event of a sensor band failure. In a further embodiment of the invention, a method for determining the vehicle distance d is indicated by means of a sensor-equipped bumper 1, wherein for example a capacitive sensor arrangement 2a, b, c, d introduced in the front and / or rear bumper / rear catcher, the environmental data in the outer area of the motor vehicle and the calculation of the dimensions of a certain area using the recorded environmental data to determine the vehicle - object / obstacle distance d taking into account vehicle-specific dimensions and speed v takes place. The capacitive environment data are thus adapted to the vehicle speed, ie detected by means of time-dependent measurements of the capacitive Feldverlaufs provided with objects / obstacles Fahrvorausstrecke via an electronic control unit from a portion of the bumper, so that a time-dependent distance and direction indication of motor vehicle towards the object / Obstacle is determined and supplied by means of a microprocessor-controlled computer unit via a GUI to a vehicle information system of the vehicle. When falling below a minimum distance d a brake assist device is activated by the control unit regardless of the driving behavior of the vehicle driver. In particular, during entry and Ausparkvorgängen the motor vehicle in this context of the invention a critical distance d of 50 to 20 cm at entry or Ausparkgeschwindigkeiten of 3 to 5 km / h was found to be advantageous.
Claims
1. Stoßfänger (1) für ein Kraftfahrzeug zur Bestimmung des Fahrzeugabstandes (d) in Bezug auf Hindernisse (4), wobei der Stoßfänger (1) aus einem polymeren Material besteht, eine Sensorbandanordnung entlang der Innenseite des Stoßfängers (1) oder im polymeren Material des Stoßfängers (1) angeordnet/eingebracht ist und in elektri- scher Wirkverbindung mit einem elektronischen Steuergerät (3) steht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei nebeneinander angeordnete Sensorbänder (2) vorgesehen sind, so dass eine Bestimmung der Hindernisrichtung möglich ist.Bumper (1) for a motor vehicle for determining the vehicle distance (d) with respect to obstacles (4), wherein the bumper (1) consists of a polymeric material, a sensor band arrangement along the inside of the bumper (1) or in the polymeric material of the bumper (1) is arranged / inserted and in electrical operative connection with an electronic control unit (3), characterized in that at least two adjacently arranged sensor strips (2) are provided, so that a determination of the obstacle direction is possible.
2. Stoßfänger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbänder (2) als kapazitive Sensorbänder ausgebildet sind.2. Bumper according to claim 1, characterized in that the sensor strips (2) are designed as capacitive sensor bands.
3. Stoßfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Sensorbänder symmetrisch zur Symmetrieachse S des Stoßfängers (1) ist.3. Bumper according to claim 1 and 2, characterized in that the arrangement of the sensor strips is symmetrical to the axis of symmetry S of the bumper (1).
4. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das4. bumper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the
Steuergerät (3) ein elektrisches Signal selektiv aus einem Teilbereich des Stoßfängers elektronisch ermittelt und über ein GUI (Graphisches User-Interface) (6) einem Fahrzeuginformationssystem (7) des Kraftfahrzeuges zuführt.Control unit (3) selectively detects an electrical signal selectively from a portion of the bumper and via a GUI (Graphical User Interface) (6) a vehicle information system (7) of the motor vehicle supplies.
5. Stoßfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuginformationssystem (7) dem Fahrzeugfahrer die Richtung und/oder den Abstand d zum kürzesten Hindernis (4) anzeigt und/oder anweist.5. A bumper according to claim 4, characterized in that the vehicle information system (7) indicates to the vehicle driver the direction and / or the distance d to the shortest obstacle (4) and / or instructs.
6. Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsassistent (8) des Fahrzeugs mit Erreichen eines minimalen Abstandes6. Bumper according to one of the preceding claims, characterized in that a brake assistant (8) of the vehicle with reaching a minimum distance
(d) Stoßfänger - Hindernis von ca. 20 cm die Fahrt unterbricht.(b) bumper obstacle of about 20 cm stops the drive.
7. Verfahren zur Bestimmung des Fahrzeugabstandes (d) mittels Sensorband (2) bestückten Stoßfänger (1) nach den Ansprüchen 1 bis 6 umfassend die Schritte: - Aufnahme von Umgebungsdaten im Außenbereich eines Fahrzeugs, - Berechnung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs unter Benutzung der aufgenommenen Umgebungsdaten und7. A method for determining the vehicle spacing (d) by means of sensor tape (2) equipped bumper (1) according to claims 1 to 6 comprising the steps: - Recording of environmental data in the outer area of a vehicle, Calculation of the dimensions of a certain area using the recorded environmental data and
- Ermittlung des Fahrzeug - Objekt-/Hindemisabstandes d unter Berücksichtigung fahrzeugspezifischer Abmessungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme von Umgebungsdaten mit mindestens zwei Sensorbändern (2), insbesondere kapazitiven Sensorbändern, angeordnet im Stoßfängervolumen (1) oder entlang der Stoßfängerinnenkontur erfolgt.- Determining the vehicle - Object / Hindemisabstandes d taking into account vehicle-specific dimensions, characterized in that the recording of environmental data with at least two sensor tapes (2), in particular capacitive sensor bands, arranged in the bumper volume (1) or along the bumper inner contour.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis der aufge- nommenen Umgebungsdaten ein kapazitives Bild (K) eines Fahrzeugumgebungsbereichs (F) erstellt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that on the basis of the recorded environment data, a capacitive image (K) of a vehicle surrounding area (F) is created.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass Objekte/Hindernisse (4) aufgenommen in der Umgebung (F) des Fahrzeugs detektiert und klassifiziert werden.9. The method according to claim 7 and 8, characterized in that objects / obstacles (4) recorded in the environment (F) of the vehicle are detected and classified.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Steuergerät (3) das kapazitive Signal (M) selektiv aus einem Teilbereich des Stoßfängers (1 ) ermittelt, eine Abstands- und Richtungsangabe: Fahrzeug hin zum Ob- jekt/Hindernis bestimmt und mittels GUI (6) (graphischem User-Interface) einem Fahrzeuginformationssystem (7) des Fahrzeugs zuführt.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that an electronic control unit (3) the capacitive signal (M) selectively determined from a portion of the bumper (1), a distance and direction indication: vehicle towards the object / Obstacle determined and by means of GUI (6) (graphic user interface) a vehicle information system (7) of the vehicle supplies.
11. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsassistent (8) des Kraftfahrzeugs bei Unterschreitung eines minimalen Abstandes (d) von 20 cm zum Objekt/Hindernis (4) hin die Weiterfahrt unterbricht. 11. The method according to any one of the preceding claims 7 to 10, characterized in that a brake assistant (8) of the motor vehicle when falling below a minimum distance (d) of 20 cm to the object / obstacle (4) out further stops.
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