(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車道（１８）上のモータ車両（１）の進行中に前記モータ車両（１）のホイールアーチライニング（１２）上への水（１７）のインパクトを捉えるように適合されるセンサデバイス（１０）を含むと共に前記センサデバイス（１０）を用いて捉えられる前記水（１７）の前記インパクトに基づいて前記車道（１８）の状態を認識するための制御デバイス（３）を含む、前記車道（１８）の状態を認識するためのセンサ組立体（８）であって、
前記センサデバイス（１０）は、超音波信号を受信するように適合されると共に前記ホイールアーチライニング（１２）への前記水（１７）の前記インパクトを捉えるように付加的に適合される、超音波センサ（１３）を含み、
前記超音波センサ（１３）は、前記ホイールアーチライニング（１２）への前記水（１７）のインパクトが前記超音波センサ（１３）の膜（１４）の機械的振動を引き起こすように配設され、
前記制御デバイス（３）は、前記ホイールアーチライニング（１２）への前記水（１７）のインパクトを捉えるための受信モードで前記超音波センサ（１３）を動作させるように適合され、変換器要素（１６）は、前記超音波センサ（１３）の膜（１４）の振動を決定し、
前記変換器要素（１６）は、前記膜（１４）の前記振動を捉えるセンサ信号を提供するように適合され、前記制御デバイス（３）は、前記車道（１８）の状態を決定するために、２ｋＨｚから５ｋＨｚの間の周波数範囲の前記センサ信号を検査するように適合される、ことを特徴とするセンサ組立体（８）。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ組立体（８）であって、
前記超音波センサ（１３）の前記膜（１４）は、少なくとも部分的に金属で形成される、ことを特徴とするセンサ組立体（８）。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセンサ組立体（８）であって、
前記超音波センサ（１３）は、モータ車両（１）のホイール（９）から遠くに面する前記ホイールアーチライニング（１２）の側面（２０）上に配設される、ことを特徴とするセンサ組立体（８）。
【請求項４】
請求項１または２に記載のセンサ組立体（８）であって、
前記ホイールアーチライニング（１２）は、通路開口を含み、前記超音波センサ（１３）は、少なくとも特定のエリア内の前記通路開口の中に配設される、ことを特徴とするセンサ組立体（８）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ組立体（８）であって、
前記制御デバイス（３）は、前記車道（１８）の状態を決定するために、さらに、前記膜（１４）の共振周波数の周波数範囲の前記センサ信号を検査するように適合される、ことを特徴とするセンサ組立体（８）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサ組立体（８）であって、
前記制御デバイス（３）は、前記ホイールアーチライニング（１２）にインパクトを与える前記水（１７）の量（Ｍ）を決定するように、また、前記決定された量（Ｍ）に応じて前記超音波センサ（１３）の感度（Ｅ）を適合させるように、適合される、ことを特徴とするセンサ組立体（８）。
【請求項７】
請求項６に記載のセンサ組立体（８）であって、
前記制御デバイス（３）は、前記水（１７）の量（Ｍ）の増加とともに、前記超音波センサ（１３）の前記感度（Ｅ）を下げるように適合される、ことを特徴とするセンサ組立体（８）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサ組立体（８）を備えたモータ車両（１）用である、ことを特徴とする運転者支援システム（２）。
【請求項９】
請求項８に記載の運転者支援システム（２）であって、
前記運転者支援システム（２）は、前記モータ車両（１）の周囲領域（７）の対象を捉えるように適合される少なくとも１つの別の超音波センサ（４）を含む、ことを特徴とする運転者支援システム（２）。
【請求項１０】
請求項９に記載の運転者支援システム（２）であって、
前記センサ組立体（８）の前記制御デバイス（３）は、データ移動のために、前記少なくとも１つの別の超音波センサ（４）に接続される、ことを特徴とする運転者支援システム（２）。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の運転者支援システム（２）であって、
前記運転者支援システム（２）は、前記モータ車両（１）の運転者に対する情報インターフェースを制御するように、および／または、前記センサ組立体（８）のキャプチャした前記車道（１８）の前記状態に応じて前記モータ車両（１）の速度を適合させるように、適合される、ことを特徴とする運転者支援システム（２）。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか１項に記載の運転者支援システム（２）を備える、ことを特徴とするモータ車両（１）。
【請求項１３】
モータ車両（１）のホイールアーチライニング（１２）上への水（１７）のインパクトは、車道（１８）上の前記モータ車両（１）の進行中にセンサデバイス（１０）を用いて捉えられ、前記センサデバイス（１０）を用いてキャプチャした前記水（１７）の前記インパクトに基づいて制御デバイス（３）を用いて認識される、前記車道（１８）の状態を認識するための方法であって、
前記センサデバイス（１０）は、超音波信号を放出するように、また、対象から反射される前記超音波信号を受信するように、適合される超音波センサ（１３）を含み、前記ホイールアーチライニング（１２）上への前記水（１７）の前記インパクトは、前記超音波センサ（１３）によって捉えられ、
前記超音波センサ（１３）は、前記ホイールアーチライニング（１２）への前記水（１７）のインパクトが前記超音波センサ（１３）の膜（１４）の機械的振動を引き起こすように配設され、
前記制御デバイス（３）は、前記ホイールアーチライニング（１２）への前記水（１７）のインパクトを捉えるための受信モードで前記超音波センサ（１３）を動作させるように適合され、変換器要素（１６）は、前記超音波センサ（１３）の膜（１４）の振動を決定し、
前記変換器要素（１６）は、前記膜（１４）の前記振動を捉えるセンサ信号を提供するように適合され、前記制御デバイス（３）は、前記車道（１８）の状態を決定するために、２ｋＨｚから５ｋＨｚの間の周波数範囲の前記センサ信号を検査するように適合される、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車道の状態を認識するためのセンサ組立体に関し、車道上のモータ車両の進行中にモータ車両のホイールアーチライニング上への水のインパクトを捉えるように適合されるセンサデバイスを含むと共に、センサデバイスを用いて捉えられる水のインパクトに基づいて車道の状態を認識するための制御デバイスを含む。加えて、本発明は、そういったセンサ組立体を備えた運転者支援システムに関する。更に、本発明は、そういった運転者支援システムを備えたモータ車両に関する。最後に、本発明は、車道の状態を認識するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、関心は、特に、車道の状態を認識するように適合されるセンサ組立体に向けられている。そういったセンサ組立体は、例えば、センサデバイスを含む場合があり、それを用いることによって、車道がドライであるかどうか、あるいは、水、氷または雪が車道上にあるかどうか、を認識することができる。車道の状態に基づいて、車道とモータ車両のタイヤとの間の摩擦係数は、決定することができる。その情報は、モータ車両の運転者支援システムが使用することができる。例えば、運転者に対する情報インターフェースは、それによって制御することができる、および／または、モータ車両の速度は、車道および摩擦係数のそれぞれ認識された状態に基づいて適合させることができる。そういった運転者支援システムは、トラクション制御システムまたは電子スタビリティプログラムにもすることができ、それには、車道の状態に関する情報が供給される。
【０００３】
これに関連して、下記特許文献１（独国特許出願公開第３７２８７０８号）は、車道とモータ車両のタイヤとの間の摩擦係数を認識するための方法を記載している。ここに、少なくとも１つのタイヤの回転ノイズは、マイクロフォンによって捉えられて、捉えられた信号は、周波数を用いて分析される。車道の状態は、その後に周波数スペクトラムから推論することができる。
【０００４】
更に、下記特許文献２（独国特許発明第１０００９９１１号）は、空気ばねの空気容積中に配設したセンサを用いてモータ車両のタイヤの空気圧をモニタするためのシステムを記載している。ホイールの振動のせいで、空気容積中には音響振動が起こり、それはセンサによって捉えられる。センサは、マイクロフォンとしてまたは圧力センサとして形成することができる。ここに、ホイールの振動は、空気ばねにシャーシを介して構造伝搬音として伝達される。ここに、センサは、マイクロフォンとしてまたは圧力センサとして形成することができる。
【０００５】
更にまた、下記特許文献３（独国特許出願公開第１０２００８０１４５１３号）から、車両のタイヤの回転ノイズを捉えるためのデバイスが周知である。デバイスは、回転ノイズを捉えるのに役立つと共に車両に振動絶縁様式で固定されるハウジングの中に配設されるセンサを含む。センサは、マイクロフォンとして形成するのが好ましい。代替的に、他の適切な検知する要素、例えば、圧力センサや超音波センサが、センサとして同じく採用することができる。
【０００６】
ハイドロプレーニングリスクの発生の認識を早期に認識する目的で、下記特許文献４（独国特許出願公開第１０２０１０００８２５８号）は、ハイドロプレーニングのリスクについての進路セクションに関する情報がモータ車両に提供される方法を提案している。加えて、ウェットな車道を決定するための少なくとも１つのセンサデバイスが提供される。ハイドロプレーニングリスクのあるルートの進路セクションの存在およびウェットな車道の検出の際、ハイドロプレーニングを防止するための支援機能が実行される。
【０００７】
下記特許文献５（独国特許出願公開第１０２０１２２２１５１８号）から、道の滑り易さを確かめるための方法が更に周知である。ここに、車両のホイールによって投射される飛沫は、センサ式に捉えられる。道の滑り易さは、投射された飛沫から算出される。投射された飛沫を捉えるために、例えば、センサが使用でき、滴検出器として形成される。更にまた、湿度センサあるいは投射された粒子の非接触捕捉または計数のためのセンサが使用できる。水の小滴、雪片、氷の粒子および／または汚れの粒子は、センサによって捉えることができる。
【０００８】
そのうえ、下記非特許文献１（ケイ  ナアブ（Ｋ．Ｎａａｂ）とアール  ホップストック（Ｒ．Ｈｏｐｐｓｔｏｃｋ）による１９９５年「Ｓｍａｒｔ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ」大会で発表された記事「Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ」）では、ホイールアーチライニングへの水のインパクトがセンサによって捉えられる方法が説明されている。更に、そこに説明されていることは、ホイールケースの中のノイズが、車両速度、エンジン速度および車道表面上の水位によって様々であるということである。ここに、最初の２つの要因は、容易に修正でき、したがって、ホイールアーチライニングへの水のインパクトの部分だけが残る。ノイズは、マイクロフォンによって測定することができる。ここに、ノイズは、２．５から４．５ｋＨｚの周波数範囲の帯域通過フィルタによってフィルタ濾過することができる。
【０００９】
更に、ノイズは、車道の表面上の絶対的な水位と相互に関連する特徴的な直流電圧レベルに変換することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第３７２８７０８号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１０００９９１１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００８０１４５１３号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２０１０００８２５８号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２０１２２２１５１８号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ケイ  ナアブ（Ｋ．Ｎａａｂ）とアール  ホップストック（Ｒ．Ｈｏｐｐｓｔｏｃｋ）による１９９５年「Ｓｍａｒｔ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ」大会で発表された記事「Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、どのようにセンサ組立体が、冒頭で言及した種類の車道の状態を認識するために、より安価に頑丈に提供できるかについて、解決策を実証することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、この目的は、それぞれの独立請求項に係る特徴を有する、センサ組立体によって、運転者支援システムによって、モータ車両によって、ならびに、方法によって、解決される。本発明の有利な実施は、従属請求項の、明細書の、そして図面の、主題である。
【００１４】
車道の状態を認識するための本発明に係るセンサ組立体は、車道上のモータ車両の進行中にモータ車両のホイールアーチライニング上への水のインパクトを捉えるように適合されるセンサデバイスを含む。加えて、センサ組立体は、センサデバイスを用いて捉えられる水のインパクトに基づいて車道の状態を認識するための制御デバイスを含む。センサデバイスは、超音波信号を受信するように適合される超音波センサを含む。加えて、超音波センサは、ホイールアーチライニングへの水のインパクトを捉えるように適合される。
【００１５】
本発明が基づく理解は、マイクロフォンおよび接触マイクロフォンがそれぞれ、それによってホイールアーチライニングへの水のインパクトが決定されるが、ホイールケース内での永久使用向きに設計されていない、ということである。加えて、そういったマイクロフォンは、モータ車両における連続的な使用には値段が高すぎる。マイクロフォンの代わりに、現在、超音波センサを含むセンサデバイスが使用されている。そういった超音波センサは、例えば、モータ車両の駐車支援システムと関連して使用されている。超音波センサは、超音波信号を放出するように形成される場合がある。この目的のために、超音波センサの膜は、対応する変換器要素によって機械式に振動する。超音波信号は、例えば、約５０ｋＨｚの周波数を有する場合がある。更に、モータ車両の周囲領域の対象から反射される超音波信号は、超音波センサによって再度受信することができる。ここに、反射した超音波によって作り出される膜の振動は、変換器要素によって捉えられる。そういった超音波センサは、その投資費用が低いこと、ならびに、環境の影響に関してそれが頑丈なこと、によって特徴付けされる。
【００１６】
超音波センサは、モータ車両のホイールケースまたはホイールハウスのエリア内に配設することができる。ホイールケースは、モータ車両のエリアを示しており、モータ車両のホイールが少なくとも特定のエリアに配設される。ホイールアーチライニングは、ホイールケース内に配設される。このホイールアーチライニングは、少なくとも特定のエリア内のホイールおよびタイヤのそれぞれのトレッドに面している。ホイールケースインナーライニングと呼ばれる場合もあるホイールアーチライニングは、プラスチックで製造することができる。ホイールアーチライニングは、特に、ホイールケースまたはホイールハウスの内部に配設される。水は、ホイールアーチライニング上にインパクトを与えるが、センサデバイスによって、または、超音波センサによって、現在捉えることができる。ここに、粒子、例えば、汚れの粒子は、水に溶解する場合もある。水は、部分的に氷結する場合もある。モータ車両が車道上を移動する場合、車道の表面上にある水は、モータ車両のホイールの回転によってホイールアーチライニングに投射される場合がある。車道表面上にある水は、次いでホイールアーチライニングにそれぞれ水滴としてまたは水跳ね（ｓｐｌａｓｈ  ｗａｔｅｒ）および飛沫としてインパクトを与える。特に、ホイールアーチライニングへの水のインパクトによって発生する超音波信号は、超音波センサによって受信することができる。このようにして、センサ組立体によって、車道の表面上に水があるかどうかを調べることができる。このやり方では、車道の状態および車道表面の状態は、それぞれ認識することができる。車道の認識した状態に基づいて、モータ車両および車道表面のそれぞれのタイヤとホイールの間の摩擦係数は、次いで推論することができる。
【００１７】
超音波センサは、ホイールアーチライニングへの水のインパクトが超音波センサの膜の機械的振動を引き起こすように配設することが好ましい。特に、超音波センサは、ホイールアーチライニングにまたはその中に配設することができ、したがって、機械的振動は、ホイールアーチライニングから超音波センサの膜に構造伝搬音によって伝達することができる。水がモータ車両の進行において車道表面からホイールアーチライニングに投射される場合、ホイールアーチライニングは、機械的に振動する場合がある。この機械的振動は、次いで超音波センサによって捉えることができる。加えて、音響信号は、ホイールアーチライニングへの水のインパクトによって発生する場合があり、膜を機械的に振動させる。このようにして、車道表面上に水があるかどうかを、市販の超音波センサの助けにより、調べることができる。
【００１８】
別の構成では、超音波センサの膜は、少なくとも部分的に金属で形成される。超音波センサの膜は、特に全面的に金属で形成することができる。例えば、超音波センサの膜は、アルミニウムで形成することができる。超音波センサの膜は、特にポット形状に形成される場合がある。超音波センサの膜は、変換器要素、例えば、圧電素子に機械式に結合することができる。膜の機械的振動は、変換器要素によって捉えることができる。金属の膜を含む超音波センサは、マイクロフォンと比較して、環境の影響、例えば、石片、氷および／または雪泥、に関するその高度な頑丈さによって特徴付けされる。
【００１９】
実施形態では、超音波センサは、モータ車両のホイールから遠くに面するホイールアーチライニングの側面上に配設される。換言すると、超音波センサは、ホイールアーチライニングの後ろ側に隠して配設することができる。このようにして、超音波センサは、ホイールアーチライニングの後部側上に配設することができる。超音波センサおよび特に超音波センサの膜は、ホイールアーチライニングに機械式に結合することができる。超音波センサは、対応する保持要素によって、ホイールから遠くに面するホイールアーチライニングの側面に固定することができる。例えば、保持要素は、ホイールアーチライニングに着けることができる。そのうえ、制振要素は、超音波センサおよび／またはホイールアーチライニング上に配設することができ、モータ車両の動作中に超音波センサへの伝達から発生する機械的振動を防止する。超音波センサが、ホイールアーチライニングの後ろ側に隠して配設される場合、環境の影響から特に防護することができ、このようにして、確実に動作することができる。
【００２０】
別の構成では、ホイールアーチライニングは、通路開口を含み、超音波センサは、少なくとも特定のエリア内の通路開口の中に配設される。ホイールアーチライニングは、通路開口または穴を含む場合がある。超音波センサまたは超音波センサの膜は、少なくとも特定のエリアのこの穴に配設することができる。このようにして、ホイールアーチライニングに水がインパクトを与える点で発生するホイールケース内部の音響信号は、特に超音波センサによって捉えることができる。このようにして、水が車道表面上にある場合に、超音波センサの助けにより、確実に捉えることができる。
【００２１】
別の構成では、制御デバイスは、ホイールアーチライニングへの水のインパクトを捉えるための受信モードで超音波センサを動作させるように適合され、変換器要素は、超音波センサの膜の振動を決定する。市販の超音波センサは、例えば、超音波信号を放出する送信モードと、反射した超音波信号またはエコー信号を受信する受信モードと、で動作することができる。現在、超音波センサは、制御デバイスを用いて、受信モードで動作している。受信モードでは、超音波センサの膜は、変換器要素によって機械的に振動しない。受信モードでは、膜の機械的振動は、変換器要素の助けにより、捉えることができる。このやり方では、市販の超音波センサは、車道の状態を認識するために使用することができる。
【００２２】
更にまた、有利であるのは、変換器要素が、膜の振動を表示するセンサ信号を提供するように適合される場合であり、制御デバイスは、車道の状態を決定するために、２から５ｋＨｚの間の周波数範囲および／または膜の共振周波数の周波数範囲のセンサ信号を検査するように適合される。特に、制御デバイスは、車道の状態を決定するために、２．５から４．５ｋＨｚの間の周波数範囲のセンサ信号を検査するように適合させることができる。変換器要素は、例えば、圧電素子にすることができ、膜の振動の結果としてセンサ信号のように時間で変化する電圧信号を提供する。このセンサ信号は、超音波センサ自体で、あるいは、制御デバイスの助けにより、フィルタ濾過することができる。センサ信号は、２ｋＨｚから５ｋＨｚの周波数範囲が増幅されるようにフィルタ濾過することができる。この目的のために、例えば、対応する帯域通過フィルタが使用できる。代替的または追加的に、センサ信号は、超音波センサまたは超音波センサの膜の共振周波数の範囲で検査することができる。膜の共振周波数は、例えば、５１．２ｋＨｚにすることができる。このようにして、水のインパクトによって起こされる膜のその共振周波数の励起は、認識することができる。例えば、約５０ｋＨｚ、特に５１．２ｋＨｚ、の周波数で動作する市販の超音波センサは、ホイールアーチライニングへの水のインパクトを捉えるために使用することができる。
【００２３】
制御デバイスは、ホイールアーチライニングにインパクトを与える水の量を決定するように、また、決定された量に応じて超音波センサの感度を適合させるように、適合されることが好ましい。制御デバイスは、特に、周波数および／または振幅に関して、変換器要素によって提供されるセンサ信号を検査することができる。例えば、超音波センサの助けにより、水の小滴だけがホイールアーチライニングに孤立した様式でインパクトを与えると認識される場合、想定できることは、車道表面上に位置する水の量が比較的低いということである。水がホイールアーチライニングに水跳ね形式でインパクトを与える場合、想定できることは、水の膜が車道表面上にあるということである。超音波センサは、制御デバイスの助けにより、変わり易い感度の閾値をもって、そのとき動作することができる。超音波センサの感度を適合させるために、センサ信号の増幅は、適合させることができる。更に、所定の閾値を超えるセンサ信号のそれらの部分だけは、考慮に入れることができる。この閾値は、適用例の場合にそのとき適合させることができる。例えば、個々の水の滴がホイールアーチライニングにインパクトを与えると認識される場合、比較的低い閾値がプリセットできる。水跳ねが認識される場合、閾値は、それに応じて増加できる。
【００２４】
制御デバイスは、水の増加する量をもって超音波センサの感度を低下させるように適合されることが好ましい。センサ信号のための閾値が、例えば、低く設定される場合、それがもたらし得ることは、センサ信号を増幅する増幅器が、ホイールケース内の水跳ねの発生の際に飽和に至るということである。それがもたらし得ることは、ホイールアーチケースへの水のインパクトが、確実に捉えることができないということである。例えば、水がホイールアーチライニングにインパクトを与える状態と、水がホイールアーチライニングにインパクトを与えない状態と、の間の変化は、認識することができないか、または、遅延した様式で認識されるだけである。これを回避する目的で、閾値、従って、感度は、センサ信号に応じて適合される。例えば、閾値は、センサ信号の振幅に応じて適合させることができる。感度の適合にもかかわらず、ホイールアーチライニングへの水のインパクトの周波数および強度は、閾値の知識によって更に推論することができる。
【００２５】
モータ車両のための本発明に係る運転者支援システムは、本発明に係るセンサ組立体を含む。ここに、センサ組立体は、複数のセンサデバイスを含む場合もあり、それらはデータ移動のために制御デバイスに接続される。例えば、センサデバイスは、モータ車両の各ホイールおよび各ホイールケースのそれぞれに関連する場合がある。複数のセンサがホイールケースにまたはその中に配設される場合もある。
【００２６】
運転者支援システムは、モータ車両の周囲領域の対象を捉えるように適合される少なくとも１つの別の超音波センサを含むことが好ましい。別の超音波センサは、例えば、モータ車両のバンパの中または後ろ側に配設される場合がある。複数の別の超音波センサが設けられる場合もあり、モータ車両のバンパに分配されて配設される。これらの超音波センサは、モータ車両の周囲領域の対象を捉えるのに役立つ。特に、モータ車両と対象の距離は、超音波センサの助けにより、決定することができる。これらの別の超音波センサは、駐車支援システム、死角支援および／または適応巡航制御の一部である場合がある。
【００２７】
センサ組立体の制御デバイスは、データ移動のために少なくとも１つの別の超音波センサに接続されることが好ましい。これが意味することは、単一の制御デバイスが、センサ組立体のために、また、駐車支援システム、適応巡航制御および／または死角支援のために、使用される場合があることである。この制御デバイスは、例えば、モータ車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって構成される場合がある。このように、センサ組立体は、特に安価に設置空間を節約する様式で提供される場合がある。
【００２８】
別の構成では、運転者支援システムは、モータ車両の運転者に対する情報インターフェースを制御するように、および／または、センサ組立体のキャプチャした車道の状態に応じてモータ車両の速度を適合させるように、適合される。例えば、センサ組立体が、車道表面上に位置する水の量が所定の限界値を超えると認識する場合、情報および／または警告は、例えば、情報インターフェースを用いて運転者に出力することができる。代替的にまたは追加的に、モータ車両の速度は、運転者支援システムの助けにより、低下させてもよい。ここに、運転者支援システムは、モータ車両の制動システムで介入を実行することができる。モータ車両の速度を低下させることによって、ハイドロプレーニングのリスクは、低下させることができる。
【００２９】
本発明に係るモータ車両は、本発明に係る運転者支援システムを含む。モータ車両は、特に、乗用車として形成される。
【００３０】
本発明に係る方法は、車道の状態を認識するのに役立つ。ここに、モータ車両のホイールアーチライニングへの水のインパクトは、車道上のモータ車両の進行中にセンサデバイスを用いて捉えられる。加えて、車道の状態は、センサデバイスを用いて捉えられた水のインパクトに基づいて、制御デバイスによって認識される。センサデバイスは、超音波センサを含み、それは超音波信号を放出すると共に対象から反射される超音波信号を受信するように適合される。ここに、ホイールアーチライニングへの水のインパクトは、超音波センサによって捉えられる。
【００３１】
本発明に係るセンサ組立体に関して提供する好適な実施形態およびその利点については、それに応じて、本発明に係る運転者支援システムに、本発明に係るモータ車両に、ならびに、本発明に係る方法に、妥当する。
【００３２】
本発明の別の特徴は、特許請求の範囲、図面および図面の説明から明らかである。明細書で上述した特徴および特徴の組み合わせ、ならびに、下の図面の説明で述べるおよび／または図だけで示す特徴および特徴の組み合わせは、それぞれの特定した組み合わせだけでなく、他の組み合わせもしくは単独でも、本発明の範囲から逸脱することなしに、有効である。このように、明白に図面に示されず解説されないが、それに起因して、解説した実施から分離された特徴の組み合わせによって作り出すことのできる実施についても、本発明によって包含され開示されていると見なされるべきである。したがって、当初に策定した独立請求項の特徴のすべてを有していない実施および特徴の組み合わせについても、開示されていると見なされるべきである。
【００３３】
さて、本発明については、好適な実施形態に基づいて、ならびに、添付の図面を参照して、より詳細に解説する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】センサ組立体を含む、本発明の実施形態に係るモータ車両の図である。
【図２】モータ車両のホイールアーチライニングの後ろ側に配設されるセンサ組立体のセンサデバイスの図である。
【図３】ホイールアーチライニング上にインパクトを与える水の量に応じたセンサデバイスの感度の経過を説明している図である。
【図４】水の量に応じて感度が適合されるセンサデバイスのセンサ信号と比較した、感度が適合されないセンサデバイスのセンサ信号の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図では、同一および機能的に同一の要素は、同じ参照符号を備えて提供される。
【００３６】
図１は、本発明の実施形態に係るモータ車両１を示す平面図である。本実施形態では、モータ車両１は、客車として形成される。モータ車両１は、運転者支援システム２を含む。運転者支援システム２は、モータ車両１を運転する運転者を支援するのに役立つ。運転者支援システム２は、例えば、駐車支援システム、死角支援および／または適応巡航制御を含む場合がある。
【００３７】
運転者支援システム２は、制御デバイス３を含み、モータ車両１の電子制御ユニットによって、例えば、構成することができる。そのうえ、運転者支援システム２は、複数の超音波センサ４を含む。本実施形態では、運転者支援システム２は、８つの超音波センサ４を含む。ここに、４つの超音波センサ４が、モータ車両１のフロントエリア５に配設され、４つの超音波センサ４が、モータ車両１のリアエリア６に配設される。超音波センサ４は、例えば、バンパ内に配設することができ、あるいは、バンパの後ろ側に隠すことができる。モータ車両１の全体の周囲領域７内の対象は、超音波センサ４によって捉えることができる。ここに、超音波センサ４の個々は、超音波信号を放出して、対象から反射される超音波信号を受信する。
【００３８】
超音波センサ４は、データ移動のために制御デバイス３に接続される。対応するデータ線路は、明瞭さのために現在図示していない。超音波センサ４の受信した測定信号に基づいて、モータ車両１の周囲領域７の１つ以上の対象の位置は、捉えることができる。それに応じて、対応する制御信号は、制御デバイス３によって提供することができ、それにより、モータ車両１は、少なくとも半自律式に機動を行うことができる。ここに、モータ車両の操舵、制動システムおよび／または駆動エンジンにおける介入は、実行することができる。このようにして、モータ車両１の運転者については、例えば、駐車する動作において支援することができる。
【００３９】
更に、運転者支援システム２は、センサ組立体８を含む。センサ組立体８は、少なくとも１つのセンサデバイス１０を含む。本実施形態では、センサ組立体８は、４つのセンサデバイス１０を含む。ここに、各１つのセンサデバイス１０は、モータ車両１のホイール９と関連している。センサデバイス１０は、モータ車両１のそれぞれのホイールケース１１またはホイールハウスと特に関連している。ホイールケース１１の音響信号および／または機械的振動は、センサデバイス１０によって捉えることができる。加えて、センサデバイス１０は、データ移動のために制御デバイス３と接続される。
【００４０】
図２は、モータ車両１の部分的な描写を示し、モータ車両１のホイールケース１１が見える。モータ車両１のホイール９は、ホイールケース１１の内側に配設される。ホイールケース１１は、例えば、プラスチックから製造されるホイールアーチライニング１２を含む。現在、明白なことは、センサデバイス１０が、ホイール９から遠くに面するホイールアーチライニング１２の側面２０上に配設されるということである。このようにして、センサデバイス１０は、ホイールアーチライニング１２の後ろ側に隠して配設される。
【００４１】
センサデバイス１０は、超音波センサ１３を含む。超音波センサ１３は、超音波センサ４と同じ構造で形成することができる。超音波センサ１３は、次には膜１４を含む。この膜１４は、例えば、ポット形状に形成される場合がある。膜１４は、約５０ｋＨｚ、特に、５１．２ｋＨｚの共振周波数を有することができる。膜１４は、金属、特に、アルミニウムから製造することができる。変換器要素１６は、膜１４の内部に配設され、例えば、圧電素子によって構成することができる。変換器要素１６は、膜１４に機械式に結合される。このようにして、膜１４の振動は、変換器要素１６の助けにより、捉えることができ、センサ信号として、特に、電気的電圧の形式で、出力することができる。更に、センサデバイス１０は、保持要素１５を含み、それによって、超音波センサ１３がホイールアーチライニング１２の後部側２０上に保持される。超音波センサ１３の膜１４は、ホイールアーチライニング１２に機械式に結合される。
【００４２】
モータ車両１は、車道１８上、すなわち、車道表面上を移動する。ここに、モータ車両１のホイール９は、車道１８上を転がる。現在、水１７が、車道１８の表面上にある。現在、いわゆるハイドロプレーニングの場合が図解されており、ホイール９が水１７の上に浮いている。この場合では、水ウェッジは、ホイール９の接触エリアの下を摺動し、それによって、密着性の低下がもたらされる。水１７は、車道１８の表面上にある場合に、ホイール９の回転によって投射されて、ホイールアーチライニング１２にインパクトを与える。現在、それは、エリア１９に概略図解されている。ホイールアーチライニング１２への水１７のインパクトの結果として、音響信号がホイールケース１１の内部に発生する。加えて、ホイールアーチライニング１２は、機械的振動が励起される。ホイールアーチライニング１２の音響信号および／または機械的振動は、センサデバイス１０または超音波センサ１３の助けにより、捉えることができる。ここに、膜１４の機械的振動は、変換器要素１６の助けにより、捉えられる。センサ信号は、次いで変換器要素１６によって制御デバイス３に伝達することができる。センサ信号の周波数および／または振幅に基づいて、制御デバイス３は、次いで車道１８上にある水１７の量を決定することができる。車道１８上の水１７の量が所定の限界値を超える場合、制御信号は、制御デバイス３によって出力することができ、その結果として、モータ車両１の速度が低下する。このようにして、ハイドロプレーニングは、例えば、防止することができる。
【００４３】
図３は、ホイールアーチライニング１２にインパクトを与える水１７の量Ｍに応じた超音波センサ１３の感度を説明している図を示す。ここで、曲線２１は、水の量Ｍに応じた感度Ｅの経過を表している。ここに、明らかなことは、感度Ｅが量Ｍの増加とともに低下するということである。超音波センサ１３の感度Ｅは、例えば、対応する閾値がプリセットされるという点で調整することができる。ここで、閾値の上にあるセンサ信号の信号部分だけが考慮に入れられる。例えば、低い閾値は、先ずプリセットすることができる。これにより、ホイールアーチライニング１２にインパクトを与える水１７の個々の滴を捉えることができる。このようにして、車道１８上にある小量Ｍの水１７は、従前より捉えることができる。センサ信号の振幅が増加する場合、閾値は増加する場合がある。このようにして、超音波センサ１３の感度Ｅは、それゆえに低下する。このようにして、ホイールアーチライニング１２に水跳ねの形式でインパクトを与える水１７は、捉えることができる。
【００４４】
超音波センサ１３の感度Ｅの適合により、車道１８の表面上の水１７の存在は、状況に応じて認識することができる。特に、超音波センサ１３の増幅器は、飽和に至ることを防止することができる。それは、図４に基づいて図解されている。ここに、上側のグラフは、ホイールアーチライニング１２にインパクトを与える水１７の量Ｍに応じた非調整のセンサ信号Ｓｕを示す。量Ｍが増加する場合、水１７がホイールアーチライニング１２にインパクトを与える状態と、水１７がホイールアーチライニング１２にインパクトを与えない状態と、の変化間で区別することがもはやできない。エリア２２では、超音波センサ１３の増幅器は、飽和に至る。
【００４５】
これと比較して、図４の下側のグラフは、調整済みのセンサ信号Ｓｇを示し、超音波センサ１３の感度Ｅは、ホイールアーチライニング１２にインパクトを与える水１７の量Ｍに応じて適合されている。特に、超音波センサ１３の感度Ｅは、図３のグラフに従って適合される。ここで、明白なことは、水１７の量Ｍの増加によってでも、状態間の変化が認識できるということである。このようにして、車道１８の状態は、センサ組立体８による市販の超音波センサ１３の助けにより、認識することができる。特に、水１７の量Ｍが車道１８上にある場合には、それを認識できる。
【図１】
0006608956.tif 000002
【図２】
0006608956.tif 000003
【図３】
0006608956.tif 000004
【図４】
0006608956.tif 000005