WO2009049749A2 - Multifunktionssensorsystem zur detektion von niederschlag und zur umgebungserfassung bei fahrzeugen - Google Patents

Multifunktionssensorsystem zur detektion von niederschlag und zur umgebungserfassung bei fahrzeugen Download PDF

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WO2009049749A2
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Axel MÜLLER
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    • G01N2021/9586—Windscreens

Definitions

  • Multifunction sensor system for the detection of precipitation and environmental detection in vehicles
  • the invention relates to a sensor system according to the preamble of claim 1, a use of a sensor system according to the preamble of claim 8 and a method according to the preamble of claim 10.
  • Sensor systems for the detection of particles of the type mentioned in the prior art are also referred to as rain sensors and serve to detect water droplets or dirt particles on windscreens of motor vehicles.
  • a sensor is arranged on vehicle windows in the vehicle interior, with the water droplets on the outside of the vehicle window can be detected.
  • the object of the invention is to specify an improved sensor system for the detection of particles, an improved use of sensor systems and an improved method for the detection of particles.
  • the solution of the problem relating to the sensor system succeeds by means of a sensor system with the feature combination according to claim 1.
  • the solution of the object concerning the method succeeds by a method with the feature combination according to claim 10.
  • the sensor system according to the invention for the detection of particles comprises an optical sensor and is particularly suitable for the detection of dirt particles or water droplets on a vehicle window.
  • the sensor is based on light transit time measurement and receives light signals emitted by a transmission element and at least partially reflected, wherein the transmitting element and the sensor are arranged and aligned at or in the region of a tailgate of the vehicle on the outside of the vehicle such that particles on the tailgate can be detected by detecting a portion backscattered on the particles by means of the sensor emitted by the transmitting element light signals.
  • the sensor monitors the space behind the tailgate and detects reflected light signals from drops of water on the tailgate.
  • the strength of such detected light signals is greater than the strength of detected reflected light signals in water droplet-free and unpolluted rear window. This can trigger an automatic actuation of a rear window wiper. In addition, wiping intervals can be set or washing functions can be triggered.
  • the sensor system according to the invention can be used as a rain sensor system.
  • the senor is a sensor for distance measurement.
  • the sensor system according to the invention not only for the detection of particles on the tailgate (rain sensor), but also for monitoring the swivel range of the tailgate (obstacle detection) and / or for detecting the distance to an obstacle when parking (parking assistance) of the vehicle used.
  • the sensor of the sensor system according to the invention is multiple, thus usable for several purposes.
  • the selection or switching of the functionality (s) currently to be carried out by means of the sensor system as a rain sensor, parking aid and / or obstacle detection is preferably carried out automatically.
  • the selection or switching of the functionality (s) on maps takes place.
  • the maps parameters over the driver behavior and / or the Driving situation may include.
  • the sensor system acts as a Regsensor when driving forward, when reversing the function is active as a parking aid and stationary or parked vehicle, the sensor system is used for obstacle detection, in particular as a stop protection, so as to monitor the swivel range of the vehicle tailgate.
  • the distance determination sensor is based on a time of flight measurement, very accurate distance measurements are made possible using inexpensive components.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that the sensor is arranged integrated in a third brake light of the vehicle.
  • the sensor is not only particularly effectively protected against contamination, but also protected against mechanical damage or before changing its orientation.
  • a correct and defined orientation of the sensor is of particular importance, since based on different strength of detected light signals in dirty or water-droplet-prone rear window against water droplet-free and unpolluted rear window should be a particle detection.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the sensor and the transmitting element are a component. This not only reduces the effort involved in mounting the sensor system, but it is also ensured that the transmission of the light signals remains unchanged in a predetermined directional range and in a certain strength after a first calibration.
  • the sensor except for particle detection and for monitoring the pivoting range of the tailgate in particular an electrically operated tailgate is used.
  • the sensor system according to the invention for vehicles with electrically operated tailgates can be used in a simple manner such that a pivoting movement of the tailgate when opening upon detection of an obstacle is automatically stopped by the sensor. This allows tailgates to be effectively protected from collisions with items such as garage door lintels, blankets, undercarriages or other vehicles.
  • it is optionally possible to automatically stop the pivotal movement of the tailgate when closing the tailgate if the sensor or another sensor monitors the area under the tailgate and in this area an obstacle, in particular a person, is detected. This can prevent collisions with people and reduce the risk of injury.
  • Another preferred embodiment of the invention provides that the sensor except for particle detection and for detecting the distance to an obstacle, especially when parking the vehicle, is used.
  • a first alternative for using a sensor system, in particular a sensor system according to the invention provides that a tailgate is monitored such that particles, in particular dirt particles or drops of water, are detected on the tailgate. This results in the advantages mentioned for the sensor system according to the invention.
  • a second alternative for using a sensor system provides that the swivel range of the tailgate is monitored for an obstacle and that to avoid a collision of the tailgate with the obstacle of the pivoting range of the tailgate automatically limits or the pivoting movement when opening or at Closing the tailgate is automatically stopped when the obstacle in the swivel range of the tailgate is detected. This makes it possible in a simple manner to protect the tailgate from collisions with objects and / or obstacles such as roof boxes, garage entrances with limited height, walls or other vehicles.
  • This alternative of the use according to the invention is particularly suitable for vehicles with electrically operated tailgates, as can be done in this case, the opening or closing of the tailgate in a simple manner by switching off the drive of the tailgate.
  • a third alternative for using a sensor system provides that the area behind the vehicle is monitored by the sensor for an obstacle, wherein the distance to the obstacle, in particular when parking the vehicle, is determined.
  • a rear parking aid can be realized in a simple manner or a parking assistance system of the vehicle can be added.
  • the selection from the three alternatives for use preferably takes place automatically, depending on the driving situation and / or the driver behavior.
  • the inventive method for the detection of particles which is particularly applicable for the detection of dirt particles or water droplets on a vehicle window, provides that of a transmitting element emitted and reflected light signals from a based on light time measurement sensor, the on or in the region of a tailgate of the vehicle outside is arranged on the vehicle.
  • particles on the tailgate are detected by means of a backscattered portion of the light signals emitted by the transmitting element, which is detected by the sensor.
  • the inventive method is preferably carried out with the sensor system according to the invention.
  • the sensor monitors the space behind the tailgate by detecting light signals from the sensor that are reflected by drops of water on the tailgate.
  • the strength of such detected light signals is greater than the strength of detected reflected light signals in water droplet-free and unpolluted rear window.
  • automatic actuation of a rear window wiper can be triggered, wiping intervals set or washing functions triggered.
  • control signals of the windshield wiper of the vehicle can additionally be taken into account.
  • the rear window wiper can be automatically activated even if no particles are detected on the rear window by means of the sensor system, but the windscreen wipers are active. Such a design provides additional security and comfort.
  • other parameters may be provided, of which the automatic operation of the rear window wiper and / or the setting of wiper intervals and / or the triggering of washing functions depend.
  • different values for controlling the rear window wiper and / or a washing system associated therewith can be selected.
  • one or more values from a characteristic field are preferably selected on the basis of the parameters.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that by exceeding a specific threshold value of the backscattered component detected by the sensor, the light signals emitted by the transmitting element particles are detected on the tailgate.
  • the threshold value is determined in such a way that its exceeding or reaching already means the detection of particles.
  • the threshold value is adjustable, so that after mounting the sensor and optionally standing in active unit transmitting element, a calibration is made, which is determined from which strength of the detected by the sensor, backscattered portion of the light emitted by the transmitting element, a particle detection should be present ,
  • Showing: 1 is a schematic representation of the sensor system according to the invention on a vehicle with unpolluted rear window,
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the sensor system according to the invention on a vehicle with a dirty rear window as a first use according to the invention
  • Fig. 3a is a schematic representation of a first
  • 3b is a further schematic representation of a second embodiment of the second use of the sensor system according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a third use of the sensor system according to the invention.
  • Figure 1 shows a vehicle 1 with an electrically operable tailgate 2 with a third brake light, in which an optical sensor 3 is integrated.
  • the sensor 3 is designed as a distance sensor and can be used on the basis of a light transit time measurement for very exact distance measurements.
  • the sensor 3 is formed with a transmitting element for emitting light signals S as a component and arranged outside the vehicle 1. The fact that the sensor 3 is integrated with the transmitting element in the third brake light, it is not visible and from contamination protected.
  • the sensor 3 measures the distance to light-reflecting objects; in the case illustrated to the roadway. From the unpolluted rear window a portion of the light emitted from the transmitting element S signals is thereby reflected on the road.
  • the sensor measures a very small proportion of light signals S reflected on the rear window and on the tailgate and emitted diffusely by the transmitting element. This proportion of reflected and diffusely emitted light signals S is smaller than a set, defined threshold value of a strength of light signals S; so no drops of water or dirt on the rear window are detected.
  • FIG. 2 shows the vehicle 1 described in FIG. 1 with the tailgate 2 closed.
  • the sensor 3 monitors the space behind the tailgate 2.
  • the sensor 3 detects light signals S reflected from the water drops; the intensity of the light signals S detected by the sensor 3 is greater than the intensity of the reflected light signals S detected by the sensor 3 in the case of water droplet-free and unpolluted rear window 2. This exceeds the set, specific threshold value of a strength of light signals S, so that a detection of particles 6 takes place and an automatic actuation of a rear window wiper, not shown here can be triggered.
  • the sensor 3 can be used as a rain sensor.
  • FIG. 3 a shows the vehicle 1 which, in addition to the vehicle 1 described in FIG. 1, has a roof box 4 which is located in the usual swiveling range of the tailgate 2.
  • the tailgate 2 is shown in the open state.
  • the sensor 3 has the space behind and above the electrical opening of the tailgate 2 Tailgate 2 monitors; Immediately before a collision of the tailgate 2 with the roof box 4, the further opening of the tailgate 2 was automatically stopped after the sensor 3 has detected an obstacle, namely the roof box 4 in the immediate vicinity of the tailgate 2.
  • FIG. 3b shows the vehicle 1 described in FIG. 1 with the tailgate 2 not fully open. Behind the vehicle 1 there is an object 5 in the usual swivel range of the tailgate 2.
  • the sensor 3 has the space behind the tailgate 2 when the tailgate 2 is electrically opened supervised; Immediately before a collision of the tailgate 2 with the object 5, the further opening of the tailgate 2 was automatically stopped after the sensor 3 has detected an obstacle, namely the object 5 in the immediate vicinity of the tailgate 2.
  • FIG. 4 shows the vehicle 1 described in FIG. 1 with the tailgate 2 closed.
  • the vehicle 1 slowly moves backwards in a parking process.
  • the sensor 3 monitors the space behind the tailgate 2.
  • the sensor 3 detects reflected from a curb 7 light signals 1.
  • a distance between the sensor 3 and curb 7 are measured; From this, the distance between vehicle 1 and curb 7 can be determined.
  • a warning signal is triggered.
  • the sensor 3 can be used for a parking assistance system.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem zur Detektion von Partikeln, insbesondere Schmutzpartikeln oder Wassertropfen auf einer Fahrzeugscheibe, umfassend einen optischen Sensor (3). Der Sensor (3) basiert auf Lichtlaufzeitmessung und empf3ngt von einem Sendeelement ausgesendete und zumindest teilweise reflektierte Lichtsignale (S), wobei das Sendeelement und der Sensor (3) an oder im Bereich einer Heckklappe (2) des Fahrzeuges (1) auEen am Fahrzeug derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass Partikel auf der Heckklappe (2) durch Erfassung eines an den Partikeln rückgestreuten Anteils mittels des Sensors (3) der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale (S) detektierbar sind. Die Erfindung betrifft ausserdem eine Verwendung eines Sensorsystems sowie ein Verfahren zur Detektion von Partikeln.

Description

Multifunktionssensorsystem zur Detektion von Niederschlag und zur Umgebungserfassung bei Fahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verwendung eines Sensorsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Sensorsysteme zur Detektion von Partikeln der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik auch als Regensensoren bezeichnet und dienen dazu, Wassertropfen oder Schmutzpartikel auf Frontscheiben von Kraftfahrzeugen zu detektieren .
Bei den bekannten Sensorsystemen zur Detektion von Partikeln, bei den bekannten Verwendungen von Sensorsystemen und bei den bekannten Verfahren zur Detektion von Partikeln ist im Fahrzeuginneren ein Sensor an Fahrzeugscheiben angeordnet, mit dem Wassertropfen auf Außenseite der Fahrzeugscheibe detektierbar sind.
Nachteilig ist dabei, dass derartige Sensorsysteme aufwändig und daher in der Regel nur für Fahrzeugfrontscheiben eingesetzt werden. Des Weiteren ist nachteilig, dass diese bekannten Sensorsysteme ausschließlich zur Detektion von Partikeln geeignet sind. Daneben ist nach DE 10 2006 030 639 Al ein Sensorsystem im oberen Bereich von Fahrzeugen bekannt, bei dem Öffnungs- und Schließwege von Türen oder Heckklappen überwacht werden.
Nachteilig ist dabei und bei den Verwendungen dieser Sensorsysteme, dass diese nur auf Türen oder Heckklappen eingeschränkt nutzbar sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Sensorsystem zur Detektion von Partikeln, eine verbesserte Verwendung von Sensorsystemen und ein verbessertes Verfahren zur Detektion von Partikeln anzugeben.
Die Lösung der Aufgabe das Sensorsystem betreffend gelingt erfindungsgemäß durch ein Sensorsystem mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1.
Die Lösung der Aufgabe die Verwendungen eines Sensorsystems betreffend gelingt erfindungsgemäß durch eine Verwendung mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 8.
Die Lösung der Aufgabe das Verfahren betreffend gelingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 10.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Sensorsystem zur Detektion von Partikeln umfasst einen optischen Sensor und ist besonders geeignet zur Detektion von Schmutzpartikeln oder Wassertropfen auf einer Fahrzeugscheibe. Der Sensor basiert erfindungsgemäß auf Lichtlaufzeitmessung und empfängt von einem Sendeelement aussendete und zumindest teilweise reflektierte Lichtsignale, wobei das Sendeelement und der Sensor an oder im Bereich einer Heckklappe des Fahrzeuges außen am Fahrzeug derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass Partikel auf der Heckklappe durch Erfassung eines an den Partikeln rückgestreuten Anteils mittels des Sensors der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale detektierbar sind. Dazu überwacht der Sensor den Raum hinter der Heckklappe und erfasst von sich auf der Heckklappe befindenden Wassertropfen reflektierte Lichtsignale. Die Stärke derart erfasster Lichtsignale ist größer als die Stärke von erfassten reflektierten Lichtsignalen bei wassertropfenfreier und unverschmutzter Heckscheibe. Damit kann eine automatische Betätigung eines Heckscheibenwischers ausgelöst werden. Zudem können Wischintervalle eingestellt oder Waschfunktionen ausgelöst werden. Damit ist das erfindungsgemäße Sensorsystem als Regensensorsystem nutzbar.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor ein Sensor zur Entfernungsmessung. Damit ist das erfindungsgemäße Sensorsystem nicht nur zur Detektion von Partikeln auf der Heckklappe (Regensensor) , sondern auch zur Überwachung des Schwenkbereiches der Heckklappe (Hinderniserkennung) und/oder zur Erfassung des Abstandes zu einem Hindernis beim Einparken (Einparkhilfe) des Fahrzeuges verwendbar. Damit ist der Sensor des erfindungsgemäßen Sensorsystems multipel, also für mehrere Zwecke verwendbar.
Die Auswahl bzw. Umschaltung der mittels des Sensorsystems aktuell durchzuführenden Funktionalität (en) als Regensensor, Einparkhilfe und/oder zur Hinderniserkennung erfolgt vorzugsweise automatisch. In diesem Zusammenhang besteht die Möglichkeit, dass die Auswahl bzw. Umschaltung der Funktionalität (en) über Kennfelder erfolgt. Wobei die Kennfelder Parameter über das Fahrerverhalten und/oder die Fahrsituation beinhalten können. Beispielsweise fungiert das Sensorsystem bei Vorwärtsfahrt als Regsensor, bei Rückwärtsfahrt ist die Funktion als Einparkhilfe aktiv und bei stehendem bzw. geparktem Fahrzeug wird das Sensorsystem zur Hinderniserkennung eingesetzt, insbesondere als Anschlagschutz, um damit den Schwenkbereich der Fahrzeugheckklappe zu überwachen.
Dadurch, dass der Sensor zur Abstandsbestimmung auf einer Lichtlaufzeitmessung basiert, werden auf einfache Weise sehr exakte Entfernungsmessungen unter Verwendung kostengünstiger Bauelemente ermöglicht.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sensor in eine dritte Bremsleuchte des Fahrzeuges integriert angeordnet ist. Dadurch ist der Sensor nicht nur besonders wirksam vor Verschmutzung geschützt, sondern auch vor mechanischer Beeinträchtigung oder vor Veränderung seiner Ausrichtung geschützt. Eine korrekte und definierte Ausrichtung des Sensors ist von besonderer Bedeutung, da anhand unterschiedlicher Stärke von erfassten Lichtsignalen bei verschmutzter oder wassertropfenbehafteter Heckscheibe gegenüber wassertropfenfreier und unverschmutzter Heckscheibe eine Partikeldetektion erfolgen soll. Ein einmal eingestellter und/oder festgelegter und/oder bestimmter Schwellwert des vom Sensor erfassten, rückgestreuten Anteils der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale, anhand dessen Partikel auf der Heckklappe detektiert werden, kann damit nach einer ersten Kalibrierung unverändert bleiben.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sensor und das Sendeelement ein Bauteil sind. Dadurch wird nicht nur der Aufwand bei der Montage des Sensorsystems reduziert, sondern es ist zudem sichergestellt, dass die Aussendung der Lichtsignale in einem vorbestimmten Richtungsbereich und in einer bestimmten Stärke nach einer ersten Kalibrierung unverändert bleibt.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sensor außer zur Partikeldetektion auch zur Überwachung des Schwenkbereiches der Heckklappe, insbesondere einer elektrisch betriebenen Heckklappe verwendbar ist. Damit kann auf einfache Weise das erfindungsgemäße Sensorsystem für Fahrzeuge mit elektrisch betriebenen Heckklappen derart verwendet werden, dass eine Schwenkbewegung der Heckklappe beim Öffnen bei Detektion eines Hindernisses durch den Sensor automatisch gestoppt wird. Damit können Heckklappen wirksam vor Kollisionen mit Gegenständen wie Garagentorstürzen, Decken, Unterzügen oder anderen Fahrzeugen geschützt werden. Zudem ist es optional möglich, die Schwenkbewegung der Heckklappe beim Schließen der Heckklappe automatisch zu stoppen, sofern der Sensor oder ein weiterer Sensor den Bereich unter der Heckklappe überwacht und in diesem Bereich ein Hindernis, insbesondere eine Person, detektiert wird. Dadurch können Kollisionen mit Personen verhindert und Verletzungsgefahren reduziert werden.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sensor außer zur Partikeldetektion auch zur Erfassung des Abstandes zu einem Hindernis, insbesondere beim Einparken des Fahrzeuges, verwendbar ist.
Eine erste Alternative für eine Verwendung eines Sensorsystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, sieht vor, dass eine Heckklappe derart überwacht wird, dass Partikel, insbesondere Schmutzpartikel oder Wassertropfen, auf der Heckklappe detektiert werden. Damit ergeben sich die für das erfindungsgemäße Sensorsystem genannten Vorteile.
Eine zweite Alternative für eine Verwendung eines Sensorsystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen Sensorsystems sieht vor, dass der Schwenkbereich der Heckklappe auf ein Hindernis überwacht wird und dass zur Vermeidung einer Kollision der Heckklappe mit dem Hindernis der Schwenkbereich der Heckklappe automatisch begrenzt oder die Schwenkbewegung beim Öffnen oder beim Schließen der Heckklappe automatisch gestoppt wird, wenn das Hindernis im Schwenkbereich der Heckklappe detektiert wird. Dadurch gelingt es auf einfache Weise, die Heckklappe vor Kollisionen mit Gegenständen und/oder Hindernissen wie Dachboxen, Garageneinfahrten mit begrenzter Höhe, Wänden oder anderen Fahrzeugen zu schützen. Diese Alternative der erfindungsgemäßen Verwendung ist besonders für Fahrzeuge mit elektrisch betriebenen Heckklappen geeignet, da für diesen Fall das Öffnen oder das Schließen der Heckklappe auf einfache Weise durch Abschalten des Antriebes der Heckklappe erfolgen kann. Optional ist es möglich, das Stoppen der Schwenkbewegung der Heckklappe, insbesondere durch einen Warnton und/oder eine Information in einem Display im Fahrzeug, zu signalisieren.
Eine dritte Alternative für eine Verwendung eines Sensorsystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, sieht vor, dass der Bereich hinter dem Fahrzeug mittels des Sensors auf ein Hindernis überwacht wird, wobei der Abstand zu dem Hindernis, insbesondere beim Einparken des Fahrzeuges, ermittelt wird. Dadurch kann auf einfache Weise eine rückwärtige Einparkhilfe realisiert werden oder ein Einparkhilfesystem des Fahrzeuges ergänzt werden. Aus den drei Alternativen für eine Verwendung eines Sensorsystems, die auch paarweise gleichzeitig oder alle drei gleichzeitig erfolgen können, ergeben sich die für das erfindungsgemäße Sensorsystem genannten Vorteile. Die Auswahl aus den drei Alternativen für eine Verwendung erfolgt dabei vorzugsweise automatisch, in Abhängigkeit der Fahrsituation und/oder des Fahrerverhaltens.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion von Partikeln, das insbesondere zur Detektion von Schmutzpartikeln oder Wassertropfen auf einer Fahrzeugscheibe anwendbar ist, sieht vor, dass von einem Sendeelement ausgesendete und reflektierte Lichtsignale von einem auf Lichtlaufzeitmessung basierenden Sensor, der an oder im Bereich einer Heckklappe des Fahrzeuges außen am Fahrzeug angeordnet ist, empfangen werden. Dadurch werden Partikel auf der Heckklappe mittels eines vom Sensor erfassten, rückgestreuten Anteils der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale detektiert. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem durchgeführt. Dabei wird der Raum hinter der Heckklappe von dem Sensor überwacht, indem vom Sensor Lichtsignale erfasst werden, die von sich auf der Heckklappe befindenden Wassertropfen reflektiert wurden. Die Stärke derart erfasster Lichtsignale ist größer als die Stärke von erfassten reflektierten Lichtsignalen bei wassertropfenfreier und unverschmutzter Heckscheibe. Nach Detektion von Partikeln auf der Heckscheibe anhand eines bestimmten Schwellwerts kann eine automatische Betätigung eines Heckscheibenwischers ausgelöst, Wischintervalle eingestellt oder Waschfunktionen ausgelöst werden. Für die automatische Betätigung des Heckscheibenwischers können gemäß einer weiteren Ausgestaltung zusätzlich auch Steuersignale der Frontscheibenwischer des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Beispielsweise kann der Heckscheibenwischer auch dann automatisch aktiviert sein, falls mittels des Sensorsystems keine Partikel auf der Heckscheibe detektiert werden, jedoch die Frontscheibenwischer aktiv sind. Eine derartige Ausgestaltung bietet zusätzlich Sicherheit sowie Komfort. Weiterhin können neben dem bestimmten Schwellwert auch weitere Parameter vorgesehen sein, wovon die automatische Betätigung des Heckscheibenwischers und/oder die Einstellung von Wischintervallen und/oder die Auslösung von Waschfunktionen abhängen. Anhand der weiteren Parameter können beispielsweise verschiedene Werte zur Steuerung des Heckscheibenwischers und/oder einer damit in Verbindung stehenden Waschanlage selektiert werden. Zur Selektion werden vorzugsweise anhand der Parameter ein oder mehrere Werte aus einem Kennfeld ausgewählt.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass durch Überschreitung eines bestimmten Schwellwertes des vom Sensor erfassten, rückgestreuten Anteils der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale Partikel auf der Heckklappe detektiert werden. Der Schwellwert ist derart bestimmt, dass bereits seine Überschreitung oder sein Erreichen eine Detektion von Partikeln bedeutet. Vorzugsweise ist der Schwellwert einstellbar, so dass nach Montage des Sensors und des optional damit in Wirkeinheit stehenden Sendeelements eine Kalibrierung vorgenommen wird, mit der festgelegt wird, ab welcher Stärke des vom Sensor erfassten, rückgestreuten Anteils der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale eine Partikeldetektion vorliegen soll.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sensorsystems an einem Fahrzeug mit unverschmutzter Heckscheibe,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sensorsystems an einem Fahrzeug mit verschmutzter Heckscheibe als eine erste erfindungsgemäße Verwendung,
Fig. 3a eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform einer zweiten erfindungsgemäßen Verwendung des Sensorsystems,
Fig. 3b eine weitere schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der zweiten erfindungsgemäßen Verwendung des Sensorsystems, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten erfindungsgemäßen Verwendung des Sensorsystems.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer elektrisch betreibbaren Heckklappe 2 mit einer dritten Bremsleuchte, in die ein optischer Sensor 3 integriert ist. Der Sensor 3 ist als Entfernungssensor ausgebildet und ist auf Basis einer Lichtlaufzeitmessung zu sehr exakten Entfernungsmessungen verwendbar. Der Sensor 3 ist mit einem Sendeelement zur Aussendung von Lichtsignalen S als ein Bauteil ausgebildet und außerhalb des Fahrzeuges 1 angeordnet. Dadurch, dass der Sensor 3 mit dem Sendeelement in der dritten Bremsleuchte integriert ist, ist er nicht sichtbar und vor Verschmutzung geschützt. Der Sensor 3 misst die Entfernung zu Licht reflektierenden Objekten; im dargestellten Fall zur Fahrbahn. Von der unverschmutzten Heckscheibe wird ein Anteil der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale S dabei auf die Fahrbahn reflektiert. Der Sensor misst einen sehr geringen Anteil von an der Heckscheibe und an der Heckklappe reflektierten und von dem Sendeelement diffus ausgesendeten Lichtsignalen S. Dieser Anteil von reflektierten und diffus ausgesendeten Lichtsignalen S ist kleiner als ein eingestellter, bestimmter Schwellenwert einer Stärke von Lichtsignalen S; damit werden keine Wassertropfen oder Verschmutzungen auf der Heckscheibe detektiert.
Figur 2 zeigt das unter Figur 1 beschriebene Fahrzeug 1 mit geschlossener Heckklappe 2. Auf der Heckklappe 2 befinden sich diverse Partikel 6, nämlich Wassertropfen. Der Sensor 3 überwacht den Raum hinter der Heckklappe 2. Der Sensor 3 erfasst von den Wassertropfen reflektierte Lichtsignale S; die Stärke der vom Sensor 3 erfassten Lichtsignale S ist größer als die Stärke der vom Sensor 3 erfassten reflektierten Lichtsignale S bei wassertropfenfreier und unverschmutzter Heckscheibe 2. Damit wird der eingestellte, bestimmte Schwellenwert einer Stärke von Lichtsignalen S überschritten, so dass eine Detektion von Partikeln 6 erfolgt und eine automatische Betätigung eines hier nicht gezeigten Heckscheibenwischers ausgelöst werden kann. Damit ist der Sensor 3 als Regensensor nutzbar.
Die Figur 3a zeigt das Fahrzeug 1, das zusätzlich zu dem unter Figur 1 beschriebenen Fahrzeug 1 eine Dachbox 4 aufweist, die sich im gewöhnlichen Schwenkbereich der Heckklappe 2 befindet. Die Heckklappe 2 ist im geöffneten Zustand dargestellt. Der Sensor 3 hat beim elektrischen Öffnen der Heckklappe 2 den Raum hinter und oberhalb der Heckklappe 2 überwacht; unmittelbar vor einer Kollision der Heckklappe 2 mit der Dachbox 4 wurde das weitere Öffnen der Heckklappe 2 automatisch abgebrochen, nachdem der Sensor 3 ein Hindernis, nämlich die Dachbox 4 in unmittelbarer Nähe der Heckklappe 2 detektiert hat.
Die Figur 3b zeigt das unter Figur 1 beschriebene Fahrzeug 1 mit nicht vollständig geöffneter Heckklappe 2. Hinter dem Fahrzeug 1 befindet sich im gewöhnlichen Schwenkbereich der Heckklappe 2 ein Gegenstand 5. Der Sensor 3 hat beim elektrischen Öffnen der Heckklappe 2 den Raum hinter der Heckklappe 2 überwacht; unmittelbar vor einer Kollision der Heckklappe 2 mit dem Gegenstand 5 wurde das weitere Öffnen der Heckklappe 2 automatisch abgebrochen, nachdem der Sensor 3 ein Hindernis, nämlich den Gegenstand 5 in unmittelbarer Nähe der Heckklappe 2 detektiert hat.
Figur 4 zeigt das unter Figur 1 beschriebene Fahrzeug 1 mit geschlossener Heckklappe 2. Das Fahrzeug 1 bewegt sich in einem Einparkvorgang langsam rückwärts. Der Sensor 3 überwacht den Raum hinter der Heckklappe 2. Der Sensor 3 erfasst von einem Bordstein 7 reflektierte Lichtsignale 1. Damit kann eine Entfernung zwischen Sensor 3 und Bordstein 7 gemessen werden; daraus kann die Entfernung zwischen Fahrzeug 1 und Bordstein 7 ermittelt werden. Bei Unterschreitung eines definierten Abstandes wird ein Warnsignal ausgelöst. Damit ist der Sensor 3 für ein Einparkhilfesystem nutzbar. Bezugs zeichenliste
1 Fahrzeug
2 Heckklappe
3 Sensor
4 Dachbox
5 Gegenstand
6 Partikel
7 Bordstein
S Lichtsignal

Claims

Patentansprüche
1. Sensorsystem zur Detektion von Partikeln, insbesondere Schmutzpartikeln oder Wassertropfen auf einer Fahrzeugscheibe, umfassend einen optischen Sensor (3) , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) auf Lichtlaufzeitmessung basiert, von einem Sendeelement ausgesendete und zumindest teilweise reflektierte Lichtsignale (S) empfängt, wobei das Sendeelement und der Sensor (3) an oder im Bereich einer Heckklappe (2) des Fahrzeuges (1) außen am Fahrzeug derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass Partikel auf der Heckklappe (2) durch Erfassung eines an den Partikeln rückgestreuten Anteils mittels des Sensors (3) der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale (S) detektierbar sind.
2. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) ein Sensor (3) zur Entfernungsmessung ist .
3. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) in eine dritte Bremsleuchte des Fahrzeuges (1) integriert angeordnet ist.
4. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) und das Sendeelement ein Bauteil sind.
5. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) zur Überwachung des Schwenkbereiches der Heckklappe (2) , insbesondere einer elektrisch betriebenen Heckklappe (2), verwendbar ist.
6. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) zur Erfassung des Abstandes zu einem Hindernis, insbesondere beim Einparken des Fahrzeuges (1), verwendbar ist.
7. Sensorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkbewegung der elektrisch betriebenen Heckklappe (2) bei Detektion eines Hindernisses durch den Sensor (3) automatisch stoppbar ist.
8. Verwendung eines Sensorsystems, insbesondere eines Sensorsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heckklappe (2) überwacht wird, wobei Partikel, insbesondere Schmutzpartikel oder Wassertropfen, auf der Heckklappe (2) detektiert werden und/oder dass der Schwenkbereich der Heckklappe (2) auf ein Hindernis überwacht wird und dass zur Vermeidung einer Kollision der Heckklappe (2) mit dem Hindernis der Schwenkbereich der Heckklappe (2) automatisch begrenzt oder die Schwenkbewegung beim Öffnen oder beim Schließen der Heckklappe (2) automatisch gestoppt wird, wenn das Hindernis im Schwenkbereich der Heckklappe (2) detektiert wird und/oder dass der Bereich hinter dem Fahrzeug (1) mittels des Sensors (3) auf ein Hindernis überwacht wird, wobei der Abstand zu dem Hindernis, insbesondere beim Einparken des Fahrzeuges (1) , ermittelt wird.
9. Verwendung eines Sensorsystems nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Sensorsystems durchgefürte (n) Funktionalität (en)
- Überwachung der Heckklappe hinsichtlich Partikel
- Überwachung des Schwenkbereichs der Heckklappe
- Hindernisüberwachung hinter dem Fahrzeug automatisch, in Abhängigkeit der Fahrsituation und/oder des Fahrerverhaltens erfolgt.
10. Verfahren zur Detektion von Partikeln, insbesondere Schmutzpartikeln oder Wassertropfen auf einer Fahrzeugscheibe, insbesondere mittels eines Sensorsystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Sendeelement Lichtsignale (S) ausgesendet werden, reflektierte Lichtsignale von einem auf
Lichtlaufzeitmessung basierenden Sensor (3), der an oder im Bereich einer Heckklappe (2) des Fahrzeuges (1) außen am Fahrzeug (1) angeordnet ist, empfangen werden, und dass Partikel auf der Heckklappe (2) mittels eines vom Sensor (3) erfassten, rückgestreuten Anteils der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale (S) detektiert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch Überschreitung eines bestimmten Schwellwertes des vom Sensor (3) erfassten, rückgestreuten Anteils der von dem Sendeelement ausgesendeten Lichtsignale (S) Partikel auf der Heckklappe (2) detektiert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Schwellwert einstellbar ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des bestimmten Schwellwerts eine automatische Betätigung des Heckscheibenwischers erfolgt und/oder Wischintervalle eingestellt und/oder Waschfunktionen durchgeführt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die automatische Betätigung des Heckscheibenwischers und/oder die Einstellung von Winschintervallen und/oder Auslösung von Waschfunktionen weitere Parameter ausgewertet werden.
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