DE102019211188A1

DE102019211188A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren einer zumindest partiellen Überflutung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019211188A1
Application number: DE102019211188.2A
Authority: DE
Inventors: Jesse Sharp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-01-28
Also published as: US20220357444A1; US11789145B2; WO2021018451A1

Abstract

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Detektieren einer - zumindest partiellen - Überflutung eines Kraftfahrzeugs (1) ausgebildet und umfasst einen Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15), welcher ausgebildet ist, Ultraschallsignale auszusenden und zu empfangen. Die Vorrichtung umfasst auch eine elektronische Erkennungseinrichtung - beispielsweise einen Mikrocontroller -, welche anhand eines von dem Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals eine, zumindest partielle, Überflutung des Kraftfahrzeugs (1) erkennen kann. Erfindungsgemäß ist die Erkennungseinrichtung ausgebildet, die Amplituden von innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignalen zu bestimmen und die Amplituden mit einem definierten Schwellenwert zu vergleichen. Die Erkennungseinrichtung ist ausgebildet, abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) zu detektieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren einer zumindest partiellen Überflutung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ultraschallsensor, welcher insbesondere eine Membran mit einer Frontseite aufweist, über welche der Ultraschallsensor ein Sendesignal aussendet und ein Empfangssignal empfängt, sowie mit einer elektronischen Erkennungseinrichtung, welche anhand des Empfangssignals die Überflutung des Kraftfahrzeugs erkennen kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung, wie auch ein entsprechendes Verfahren.
Stand der Technik
Ultraschallsensoren sind bereits aus dem Stand der Technik in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Sie werden üblicherweise bei Parkassistenzsystemen bzw. bei der so genannten Einparkhilfe eingesetzt und dienen in der Regel zum Erfassen der Kraftfahrzeugumgebung. Es ist beispielsweise bekannt, mithilfe eines Ultraschallsensors die Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug und den in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen zu messen. Hierbei sendet der Ultraschallsensor ein Sendesignal aus, welches an einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektiert und in Form eines Echos bzw. Empfangssignals wieder zum Ultraschallsensor gelangt. Anhand der Laufzeit des Signals wird dann der Abstand zu dem Objekt bestimmt.
Es ist außerdem Stand der Technik, einen Ultraschallsensor zur Erkennung einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs einzusetzen. Ein derartiges Überflutungserkennungssystem ist beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2009 060 190 A1 bekannt. Hier wird die Überflutung durch die Auswertung der Schwingungseigenschaften des Ultraschallsensors erkannt. Es wird das vom Ultraschallsensor empfangene Empfangssignal ausgewertet und mit einem Referenzwert verglichen sowie in Abhängigkeit von diesem Vergleich festgestellt, ob die Membran des Sensors zumindest teilweise durch Wasser überflutet ist. Beispielsweise wird dabei die Ausschwingzeit oder die Frequenz ausgewertet.
Es wird bei derartigen Überflutungserkennungssystemen angestrebt, den Ultraschallsensor so weit unten am Kraftfahrzeug bzw. so tief am Kraftfahrzeug zu platzieren, dass eine Überflutung besonders schnell bereits dann erkannt werden kann, wenn das Wasser noch nicht in den Motorraum des Kraftfahrzeugs eingedrungen ist. Eine Anordnung des Ultraschallsensors im Motorraum oder aber zu weit unten am Kraftfahrzeug hat jedoch den Nachteil, dass sich dann Gegenstände im Nahbereich des Ultraschallsensors befinden, welche sehr ähnliche Echosignale wie die Überflutung verursachen, sodass das gesamte System diese beiden Zustände voneinander nicht unterscheiden kann. Die Überflutung wird im Stand der Technik beispielsweise anhand der Ausschwingzeit der Membran erkannt. Im überfluteten Zustand ist diese Ausschwingzeit deutlich länger als ohne Wasser. Platziert man nun den Ultraschallsensor im Motorraum, so befinden sich in der Nähe des Sensors eine Vielzahl von Gegenständen, welche Echosignale verursachen, durch welche die Ausschwingzeit der Membran verlängert wird, was durch das System fälschlicherweise als Überflutung interpretiert werden könnte.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung eine zuverlässige und einfache Überflutungserkennung ermöglicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, durch ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Detektieren einer - zumindest partiellen - Überflutung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und umfasst einen Ultraschallsensor, welcher ausgebildet ist, Ultraschallsignale auszusenden und zu empfangen. Der Ultraschallsensor weist insbesondere eine Membran mit einer Frontseite auf, über welche der Ultraschallsensor ein Sendesignal aussendet und ein Empfangssignal empfängt. Die Vorrichtung umfasst auch eine elektronische Erkennungseinrichtung - beispielsweise einen Mikrocontroller -, welche anhand eines von dem Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals eine, zumindest partielle, Überflutung des Kraftfahrzeugs erkennen kann. Erfindungsgemäß ist die Erkennungseinrichtung ausgebildet, die Amplituden von innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignalen zu bestimmen und die Amplituden mit einem definierten Schwellenwert zu vergleichen. Die Erkennungseinrichtung ist ausgebildet, abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors zu detektieren.
Es wird außerdem ein Verfahren zum Detektieren einer zumindest partiellen Überflutung eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei mittels eines Ultraschallsensors Ultraschallsignale ausgesendet und empfangen werden, und mittels einer elektronischen Erkennungseinrichtung anhand mindestens eines von dem Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals eine Überflutung des Ultraschallsensors detektiert wird. Erfindungsgemäß wird dazu eine Amplitude mindestens eines innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignals bestimmt, die Amplitude mit einem definierten Schwellenwert verglichen und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors detektiert.
Bevorzugt werden dabei die Amplituden von mindestens zwei innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Maxima des empfangenen Ultraschallsignals bestimmt, die bestimmten Amplituden mit einem definierten Schwellenwert verglichen und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors detektiert. Insbesondere wird eine Überflutung detektiert, wenn die Amplituden von zwei oder mehr innerhalb des definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignalen größer als der definierte Schwellenwert sind.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das mindestens eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung zur Detektion einer Überflutung aufweist.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sobald die Membran eines herkömmlichen Ultraschallsensors überflutet ist, nach dem Aussenden eines Ultraschallsignals durch diesen Ultraschallsensor innerhalb eines definierten Zeitfensters charakteristische Ultraschallsignale empfangen werden. Diese weisen eine charakteristische Amplitude auf, die insbesondere höher ist als ein definierter Schwellenwert. In einem normalen Betrieb des Ultraschallsensors, also ohne Überflutung, bei Schallausbreitung in Luft weisen empfangene Ultraschallsignale insbesondere dann vergleichsweise hohe Amplituden auf, wenn sie von flachen, harten Objekten in relativer Nähe, z.B. einer Distanz von weniger als einem Meter, zu dem Ultraschallsensor reflektiert werden. Die höchsten Amplituden weisen empfangene Ultraschallsignale theoretisch dann auf, wenn sie von einem konkaven Objekt reflektiert werden, dessen Krümmungsradius dem Abstand des Objektes zum Ultraschallsensor entspricht. Wenn sich die Membran des Ultraschallsensors unter Wasser befindet, werden ein oder mehrere Ultraschallsignale empfangen, die Amplituden aufweisen können, die höher als diese theoretisch höchste Amplitude sind. Wenn also ein oder mehrere Ultraschallsignale innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangen werden, die eine derart hohe Amplitude aufweisen, ist dies ein Indikator dafür, dass der Ultraschallsensor überflutet ist. Als definierter Schwellenwert kann demnach ein Wert festgelegt werden, der beispielsweise einer erwarteten Amplitude eines empfangenen Ultraschallsignals entspricht, das von einem konkaven Objekt reflektiert wird, dessen Krümmungsradius dem Abstand des Objektes zum Ultraschallsensor entspricht.
Unter einer Amplitude im Sinne der Erfindung soll beispielsweise eine maximale Amplitude eines empfangenen akustischen Signals verstanden werden. So empfangen Ultraschallsensoren, die zur Abstandsmessung an Kraftfahrzeugen üblicherweise eingesetzt werden beispielsweise Echosignale von Ultraschallsignalen, die zuvor von dem empfangenen oder einem anderen Ultraschallsensor ausgesendet wurden und an einem Objekt reflektiert wurden.
Dabei wird beispielsweise eine Membran des Ultraschallsensors in Schwingung versetzt. Diese Schwingung kann in bekannter Weise durch einen elektroakustischen Wandler in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Unter einer Amplitude im Sinne der vorliegenden Erfindung kann eine maximale Amplitude dieses elektrischen Signals verstanden werden. Ein Signal kann auch mehrere Maxima mit unterschiedlichen Amplituden aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Hüllkurve des oszillierenden elektrischen Signals bestimmt werden. Unter einer Amplitude kann ein lokales oder globales Maximum einer solchen Hüllkurve verstanden werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt insbesondere darin, dass herkömmliche Ultraschallsensoren für die Überflutungserkennung verwendet werden können. Weiterhin führt die erfindungsgemäße Bestimmung der Amplituden von innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignalen und der Vergleich dieser Amplituden mit einem definierten Schwellenwert zu einem Ergebnis, dass nicht mit einer Verschmutzung oder andersartigen Blockade des Ultraschallsensors verwechselt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Amplituden von mindestens zwei innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignalen bestimmt und diese Amplituden mit einem definierten Schwellenwert verglichen. Abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wird eine Überflutung detektiert, wenn die Amplituden von zwei oder mehr innerhalb des definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignalen größer als der definierte Schwellenwert sind.
Bevorzugt entspricht der definierte Schwellenwert einer maximalen erwarteten Amplitude eines empfangenen Ultraschallsignals, das von dem Ultraschallsensor bei einer Messung in Luft empfangbar ist. Dies kann beispielsweise einer erwarteten Amplitude eines empfangenen Ultraschallsignals entsprechen, das von einem konkaven Objekt reflektiert wird, dessen Krümmungsradius dem Abstand des Objektes zum Ultraschallsensor entspricht. Der definierte Schwellenwert ist insbesondere abhängig vom Objektabstand bzw. von der Signallaufzeit.
Bevorzugt wird das definierte Zeitfenster innerhalb dem die Ultraschallsignale empfangen und mit dem definierten Schwellenwert verglichen werden, so gewählt, dass es einer Laufzeit eines Ultraschallsignals des Ultraschallsensors entspricht, die bei einer Messung in Luft einem Objektabstand kleiner als 1 Meter entspricht, insbesondere einem Objektabstand zwischen 30 cm und 50 cm.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Ultraschallsensor als Teil eines Umfelderfassungssystems des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Teil eines Parkassistenzsystems handeln. Übliche derartige Umfelderfassungssysteme weisen eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren auf, die beispielsweise im Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Dies ist vorteilhaft, da zum einen keine zusätzlichen Sensoren zum Detektieren einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden müssen, sondern in kosten- und materialsparender Weise bereits vorhandene Ultraschallsensoren genutzt werden können. Weiterhin ist die Anordnung an einem Stoßfänger vorteilhaft, da eine Überflutung an dieser Stelle meistens noch nicht zu einer Beschädigung des Kraftfahrzeugs führt.
Wird eine zumindest partielle Überflutung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. mittels eines Erfindungsgemäßen Verfahrens detektiert, kann bevorzugt ein Warnsignal erzeugt werden. Das Warnsignal kann eine Warnausgabe an den Fahrer des Kraftfahrzeugs auslösen, so dass dieser über die Überflutung informiert ist und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einleiten kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Warnsignal weitere Schutzmaßnahmen des Kraftfahrzeugs vor eindringendem Wasser auslösen.
Bevorzugt kann das Umfelderfassungssystem eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen, die insbesondere unterschiedliche Einbauhöhen am Kraftfahrzeug aufweisen. Die Warnausgabe kann in diesem Fall derart erzeugt werden, dass dem Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise auf einem Display angezeigt wird, welche der Ultraschallsensoren überflutet sind. Alternativ oder zusätzlich kann aus der Information der unterschiedlichen Einbauhöhen der Ultraschallsensoren und derjenigen Ultraschallsensoren, die eine Überflutung detektieren berechnet werden, wie tief sich das Fahrzeug im Wasser befindet.
Diese Information kann dem Fahrer ausgegeben werden und/oder von einem Fahrassistenzsystem verwendet werden.
Figurenliste
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben. Es zeigen

1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zum Detektieren einer zumindest partiellen Überflutung;
2 eine schematische Seitenansicht des Kraftahrzeugs mit teilweise überfluteten Komponenten;
3 schematisch eine Darstellung empfangener Ultraschallsignale; und
4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
In 1 ist in einer schematischen Draufsichtdarstellung ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, welches mit zwei Achsen und zweispurig ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst an der Vorderseite einen vorderen Stoßfänger 6 und an der Rückseite einen hinteren Stoßfänger 7. An dem vorderen Stoßfänger 6 sind im Ausführungsbeispiel vier Ultraschallsensoren 8, 9, 10 und 11 angeordnet, die zur Umfelderfassung im Vorfeld des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. In analoger Weise sind im hinteren Stoßfänger 7 Ultraschallsensoren 12, 13, 14 und 15 ausgebildet. Die Anzahl der Ultraschallsensoren im Stoßfänger 6 und im Stoßfänger 7 kann auch unterschiedlich zur dargestellten Ausführung sein. Mit den hinteren Ultraschallsensoren 12 bis 15 wird der Umgebungsbereich hinter dem Kraftfahrzeug 1 umfasst. Mit den Ultraschallsensoren 8, 11, 12 und 15 kann auch der seitliche Bereich des Kraftfahrzeugs 1 detektiert werden.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst darüber hinaus einen Motor 16 mit zumindest einem Luftansaugkanal 17, in dem eine Klappe 18 zum zumindest teilweisen Verschließen des Luftansaugkanals 17 angeordnet ist.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Parkassistenzsystem 19, welches die Ultraschallsensoren 8 bis 11 und 12 bis 15 aufweist und darüber hinaus eine Steuereinheit 20 umfasst. Abhängig von den detektierten Umgebungsinformationen ist das Parkassistenzsystem 19 zur Erkennung einer geeigneten Parklücke und vorzugsweise auch zum zumindest semi-autonomen Durchführen eines Parkvorgangs für das Kraftfahrzeug 1 ausgebildet. In diesem Zusammenhang wird über die Steuereinheit 20 auf Aktuatoren der lenkbaren Räder eingewirkt.
Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Erkennungseinrichtung 21, welche zur Detektion von einem zumindest teilweise sich unter Wasser befindenden Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet ist. Die Erkennungseinrichtung 21 umfasst eine Steuereinheit 22. Darüber hinaus ist zumindest einer der Ultraschallsensoren 8 bis 11 und/oder zumindest einer der Ultraschallsensoren 12 bis 15 funktionell der Erkennungseinrichtung 21 zugeordnet. Die Steuereinheit 22 ist ausgebildet, den oder die zugeordneten Ultraschallsensoren anzusteuern. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein beispielsweise ohnehin im Kraftfahrzeug verbautes Parkassistenzsystem 19 zusätzlich auch zur Überflutungserkennung verwendet wird. Dazu kann auch vorgesehen sein, dass lediglich eine Einheit 20 oder 22 vorhanden ist.
Die Erkennungseinrichtung 21 ist dahingehend ausgebildet, dass sie abhängig von Amplituden von während zumindest eines Messzyklus empfangenen Ultraschallsignalen erkennt, ob sich einer oder mehrere der Erkennungseinrichtung 21 zugeordneten Ultraschallsensoren 8 bis 15 im Wasser oder in der Luft befinden. Dabei ist die Erkennungseinrichtung 21 ausgebildet, die Amplitude mindestens eines innerhalb eines definierten Zeitfensters von einem der Ultraschallsensoren 8 bis 15 empfangenen Ultraschallsignals zu bestimmen und die Amplitude mit einem definierten Schwellenwert zu vergleichen und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors zu detektieren. Zur Erkennung einer Überflutung, z.B. mit Wasser müssen die Ultraschallsensoren 8 bis 15, die der Erkennungseinrichtung 21 zugeordnet sind, im Wesentlichen vollständig unter Wasser sein.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass lediglich einer der Ultraschallsensoren 8 bis 15 unter Wasser sein muss, um ein Überfluten detektieren zu können.
In 2 ist in einer schematischen Seitenansicht das Kraftfahrzeug 1 gezeigt, welches sich mit seinem vorderen Stoßfänger 6 im Wasser befindet wodurch sich auch die Ultraschallsensoren 8 bis 11 vollständig unter Wasser befinden. Der Wasserstand W überspült somit den vorderen Stoßfänger 6 und somit auch die Ultraschallsensoren 8 bis 11. Da zumindest diejenigen Ultraschallsensoren 8 bis 15, die der Erkennungseinrichtung 21 zugeordnet sind, deutlich unterschiedliche Empfangssignalverläufe in Luft und im Wasser aufweisen, kann diesbezüglich auch eine sehr präzise und dennoch einfache und aufwandsarm zu generierende Entscheidungsbasis für das Erkennen einer Überflutung geliefert werden.
Insbesondere ist dann auch vorgesehen, dass bei einer Situation, wie sie beispielsweise in 2 gezeigt ist, bei der eine Überflutung des Frontbereichs des Kraftfahrzeugs 1 erkannt wird, ein Warnsignal durch die Erkennungseinrichtung 21 erzeugt wird und dadurch beispielsweise die Klappe 18 automatisch geschlossen wird, so dass über den Luftkanal 17 kein Wasser in den Motor 16 angesaugt werden kann. Darüber hinaus kann durch weitere Schutzfunktionen vermieden werden, dass auch an anderen unerwünschten Stellen ein Wassereintritt auftritt.
In 3 sind beispielhaft und schematisch drei Signalverläufe 50, 60, 70 von unter unterschiedlichen Umständen mittels eines Ultraschallsensors einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zum Detektieren einer Überflutung eines Kraftfahrzeugs empfangenen Ultraschallsignalen dargestellt, die das Prinzip der Erfindung näher erläutern sollen. Auf der x-Achse ist die Zeit t aufgetragen, die bei bekannter Schallgeschwindigkeit in Luft einem Objektabstand d entspricht. Der Zeitpunkt t = 0 (entsprechend einem Abstand von d = 0) entspricht dabei dem Zeitpunkt der Aussendung eines Ultraschallsignals durch den Ultraschallsensor. Auf der y-Achse ist eine abstandsnormierte Signalamplitude aufgetragen. Die Normierung kann beispielsweise relativ zu einer abstandsabhängigen Amplitude eines Referenzobjektsgebildet werden. Die Signale 50, 60 und 70 werden innerhalb eines definierten Zeitfensters 90 empfangen, das bei einer Messung in Luft einem Abstand von beispielsweise weniger als 1 Meter entspricht, insbesondere von 30 - 50 cm.
Das Signal 50 stellt ein empfangenes Ultraschallsignal dar, das von einem konkaven, harten Objekt reflektiert wurde, das einen Abstand d₁ von dem Ultraschallsensor aufweist und dessen Krümmungsradius dem Abstand di des Objektes zum Ultraschallsensor entspricht. Die Amplitude A₁ dieses Signals 50 wird als die höchste mögliche Amplitude bei einer Signalübertragung in Luft angenommen. Ausgehend von dieser Amplitude A₁ kann ein Schwellenwert 80 festgelegt werden der für eine gegebene Laufzeit t bzw. eine Abstand d in etwa der höchsten möglichen Amplitude bei einer Signalübertragung in Luft entspricht. Im vorliegenden Beispiel ist der Schwellenwert 80 geringfügig niedriger gewählt. Alternativ kann der Schwellenwert 80 so gewählt werden, dass er der Amplitude A₁ entspricht oder etwas größer als die Amplitude A₁ ist. Allgemein kann der Schwellenwert 80 abhängig von der Konfiguration und dem Aufbau des verwendeten Ultraschallsensors gewählt werden und liegt bevorzugt im Bereich der abstandsnormierten Amplitude A₁.
Das Signal 60 stellt ein empfangenes Ultraschallsignal dar, wie es bei einer regulären Messung in Luft auftreten kann. Das Signal 60 weist zwei Maxima 61 und 62 mit jeweils den Amplituden A₆₁ und A₆₂ auf. Diese Signale können beispielsweise Echosignale von zwei Objekten mit Abständen von d61 und d62 sein. Die Amplituden A₆₁ und A₆₂ sind deutlich geringer als A₁, da reale Objekte in der Regel nicht konkav mit einem dem Abstand entsprechenden Krümmungsradius sind, so dass ein nur ein vergleichsweise geringerer Anteil des ausgesendeten Ultraschallsignals zu dem Ultraschallsensor zurückreflektiert wird.
Das Signal 70 stellt ein empfangenes Ultraschallsignal dar, wie es bei einer Messung mit einem überfluteten Ultraschallsensor auftreten kann. Das Signal 70 weist in diesem Beispiel drei Maxima 71 und 72 und 73 mit jeweils den Amplituden A₇₁, A₇₂ und A₇₃ auf. In realen Messungen können auch weniger oder mehr Maxima innerhalb definierten Zeitfensters 90 empfangen werden. Jede der Amplituden A₇₁, A₇₂ und A₇₃ ist größer als die maximale erwartete Amplitude (bei dem jeweiligen zugehörigen Abstand) und damit auch größer als der Schwellenwert 80. Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird dadurch erkannt, dass Ultraschallsensor beim Empfangen des Signals 70 überflutet war.
In 4 ist beispielhaft der Ablauf eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
In Schritt 100 wird ein Ultraschallsignal von einem Ultraschallsensor einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ausgesendet. In Schritt 200 werden Ultraschallsignale aus der Umgebung des Ultraschallsensors mittels des Ultraschallsensors innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangen. In Schritt 300 wird eine Amplitude mindestens eines empfangenen Ultraschallsignals bestimmt. In Schritt 400 werden die Amplituden mit einem definierten Schwellenwert verglichen. Wenn der Vergleich ergibt, dass eine Mindestanzahl von Amplituden größer als der definierte Schwellenwert sind, wird in Schritt 450 eine Überflutung des Ultraschallsensors detektiert. Dann beginnt der Messzyklus erneut. In Schritt 500 wird optional ein Warnsignal erzeugt, falls eine Überflutung detektiert wurde. Weiter optional wird das Warnsignal nur dann erzeugt, wenn mindestens bei einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Messzyklen eine Überflutung des Ultraschallsensors detektiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009060190 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung ist zum Detektieren einer zumindest partiellen Überflutung eines Kraftfahrzeugs (1), umfassend einen Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15), ausgebildet ist, Ultraschallsignale auszusenden und zu empfangen, eine elektronische Erkennungseinrichtung (21), die ausgebildet ist, anhand mindestens eines von dem Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) empfangenen Ultraschallsignals eine Überflutung des Ultraschallsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung (21) ausgebildet ist, eine Amplitude (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) mindestens eines innerhalb eines definierten Zeitfensters (90) empfangenen Ultraschallsignals (60, 70) zu bestimmen und die Amplitude (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) mit einem definierten Schwellenwert (80) zu vergleichen und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) zu detektieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung ausgebildet ist, die Amplituden (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) von mindestens zwei innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Maxima eines Ultraschallsignals zu bestimmen und die Amplituden (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) mit einem definierten Schwellenwert (80) zu vergleichen und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung zu detektieren, wobei eine Überflutung detektiert wird, wenn die Amplituden (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) von zwei oder mehr innerhalb des definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignalen (60, 70) größer als der definierte Schwellenwert (80) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Schwellenwert (80) einer maximalen erwarteten Amplitude (A₁) eines empfangenen Ultraschallsignals (50) entspricht, das von dem Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) bei einer Messung in Luft empfangbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Zeitfenster (90) einer Laufzeit eines Ultraschallsignals (60, 70) des Ultraschallsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) entspricht, die bei einer Messung in Luft einem Objektabstand kleiner als 1 Meter entspricht, insbesondere einem Objektabstand zwischen 30 cm und 50 cm.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) als Teil eines Umfelderfassungssystems (19) des Kraftfahrzeugs (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) an einem Stoßfänger (6, 7) des Kraftfahrzeugs (1) anordenbar ist.
Verfahren zum Detektieren einer zumindest partiellen Überflutung eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels eines Ultraschallsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) des Kraftfahrzeuges (1) Ultraschallsignale ausgesendet und empfangen werden, und mittels einer elektronischen Erkennungseinrichtung (21) anhand mindestens eines von dem Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) empfangenen Ultraschallsignals (60, 70) eine Überflutung des Ultraschallsensors detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Amplitude (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) mindestens eines innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Ultraschallsignals bestimmt wird, die Amplitude (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) mit einem definierten Schwellenwert (80) verglichen wird und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplituden (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) von mindestens zwei innerhalb eines definierten Zeitfensters empfangenen Maxima von Ultraschallsignalen bestimmt werden, die bestimmten Amplituden (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) mit einem definierten Schwellenwert (80) verglichen werden und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs eine Überflutung des Ultraschallsensors detektiert wird, wobei eine Überflutung detektiert wird, wenn die Amplituden (A₆₁, A₆₂, A₇₁, A₇₂, A₇₃) von zwei oder mehr innerhalb des definierten Zeitfensters empfangenen Maxima der Ultraschallsignale größer als der definierte Schwellenwert (80) sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Schwellenwert (80) einer maximalen erwarteten Amplitude (A₁) eines empfangenen Ultraschallsignals entspricht, das von dem Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) bei einer Messung in Luft empfangbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Zeitfenster einer Laufzeit eines Ultraschallsignals (60, 70) des Ultraschallsensors entspricht, die bei einer Messung in Luft einem Objektabstand kleiner als 1 Meter entspricht, insbesondere einem Objektabstand zwischen 30 cm und 50 cm.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass eine Überflutung des Ultraschallsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) detektiert wird, ein Warnsignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal nur erzeugt wird, wenn eine Überflutung bei einer mindestens einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Messzyklen detektiert wird.
Kraftfahrzeug (1) mit mindestens einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ultraschallsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 an einem Stoßfänger (6, 7) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren (8, 9, 10, 11, 12, 13 14 15) umfasst, welche unterschiedliche Einbauhöhen aufweisen.