CN107000744B - 用于布置在机动车上的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于布置在机动车(2)上的设备(8)，其中，所述设备(8)具有：用于确定出物体与所述设备(8)之间相对速度的速度测量装置(4)、至少一个用于朝着物体发出警告信号的警告装置(6)、以及电控制装置，所述电控制装置设置用于，当已确定的相对速度超出预定极限值时通过至少一个警告装置(6)发出警告信号。

Description

用于布置在机动车上的设备
技术领域
本发明涉及一种用于布置在机动车上的设备。
背景技术
现有技术已公开了可作为附加装备布置在机动车上的设备。这些设备可基于美观角度得以应用并且定位在机动车上，或者能够实现制造商未集成到机动车中的附加功能。
在道路交通中，尤其在繁忙的交通路线(例如高速公路)上可能会发生追尾车祸，其中，除了经常造成严重财产损失之外，伤亡也不鲜见。在这些车祸中经常有载重汽车参与，因为载重汽车由于其质量较大而在与小得多的轿车发生车祸时可能会引起极大的损失，并且在与其它载重汽车发生追尾车祸时实际上并不存在保护驾驶员的溃缩区(Knautschzone)。
发明内容
因此，本发明的任务在于提出一种用于布置在机动车中的设备，通过该设备可提高公路交通中的行驶安全，并且能够以较少的耗费将该设备固定在机动车上。
本发明通过一种用于布置在机动车上的设备解决所提出的任务，该设备具有：设置用于确定出物体与该设备之间的相对速度大小及方向的速度测量装置；设置用于朝着物体方向发出警告信号的警告装置；以及电控制装置，所述电控制装置设置用于：至少也借助于已确定的相对速度大小及方向来检查是否满足了预定的警告标准，并且在满足了预定的警告标准的情况下通过警告装置发出警告信号。
所述设备优选地布置在机动车(例如载重汽车)的尾部上，并且通过速度测量装置来确定出物体与该设备之间的相对速度。所述物体优选涉及到跟随在布置有所述设备的机动车后方的机动车。如果所述设备进而布置有该设备的车辆与后方车辆之间的已确定的相对速度超出预定极限值，那么这就是要发出警告信号的标准。通过警告装置朝着物体方向发出警告信号，(在此情况下也就是朝着过快靠近的后方车辆的方向发出警告信号)，从而使得后方车辆的驾驶员获得了警告信号，并且可调整(尤其是降低)与布置有所述设备的车辆间的相对速度。这一切的发生并不需要布置有所述设备的车辆的驾驶员对此有所了解。该驾驶员尤其不会被警告信号或者报警信号所惊吓和/或专注力受到影响，而是能够继续全神贯注其前方的交通状况。
所述设备特别是容易地布置在机动车上，因为仅需将该设备例如定位在机动车的尾部上。在这种情况下，不仅速度测量装置而且警告装置也指向后方车辆，从而不必或者不需要将连接结构铺设到布置有所述设备的车辆的驾驶室中。这对于那些可能具有挂车和/或半挂车的载重汽车而言特别有利。
在此，所述设备可包括多个不同的元件，这些元件必要时可定位在机动车的不同部位上。因此例如可将速度测量装置合理地布置在机动车尾部的下方区域中，以便也能识别到具有较小高度的靠近车辆(例如轿车或者跑车)。优选可将警告装置定位在应布置有所述设备的机动车的上方区域中，以便能够例如发出很远就能看见的光学警告信号。此外，如果要警告后方载重汽车的驾驶员，则应将警告装置合理定位在例如载重汽车尾部的上方区域中。
速度测量装置优选具有：至少一个用于发出电磁发射辐射的发射器以及至少两个用于接收被物体反射的发射辐射的接收器。通过发射器朝着物体的方向(也就是优选朝着后方车辆的方向)发出电磁发射辐射。通常将发射辐射发射到比较大的空间范围即可，而无需专门聚焦例如后方车辆。
电磁发射辐射所碰到的物体会反射该发射辐射的至少一部分，随后，速度测量装置的接收器将其接收并且记录。通过发射以脉冲方式或者以连续方式实现的电磁辐射，能够以现有技术所公知的方式确定出物体相对于速度测量装置的速度进而确定出物体相对于所述设备以及布置有该设备的机动车的速度。通过至少两个接收器来记录所反射的发射辐射，根据两个相继发出的辐射脉冲的持续时间差，不仅能够确定出相对速度大小，而且也能够确定出物体所处的方向。因此，根据多个在时间上前后相继测量的结果，不仅能够确定出速度大小，而且也能够确定出相对速度的速度矢量的方向。
在此，例如可选定如下警告标准：如果相对速度超出预定极限值，并且相对速度的方向指向所述设备，或者仅以较小的间距(例如一米至两米)在所述设备旁经过，则发出警告信号。在这种情况下，如果相对速度的方向及大小均不变，则应认为物体与所述设备和布置有该设备的机动车即将发生碰撞。
所述发射辐射优选是雷达辐射。
具有这种速度测量装置的所述设备的优点在于，在优选实施方式中需要正好一个发射器和正好两个接收器，而与所发出的电磁发射辐射的类型无关。由此并不需要具有多个发射器的复杂构造，从而进一步便于将所述设备定位及安装在机动车(尤其是载重汽车的尾部)上，并且可避免错误固定或者定向。由此特别便于操作所述设备，并且以这种方式能特别可靠地提高交通安全。
在一种优选实施方式中，所述设备具有用于确定横向加速度的加速度测量装置，并且所述设备的电控制装置设置用于，根据已确定的相对速度大小及方向以及已确定的横向加速度来确定出转弯半径，该转弯半径同样可用于检查是否满足了警告标准。为此必须测量出相对于某个静止物体(例如树、标牌或者建筑物)的相对速度，从而该相对速度相应于机动车的入弯速度。
在此，将加速度测量装置如此定位在所述设备内部或者所述设备上，使得通过该设备可测量出如下加速度：该加速度基本上垂直于在其上固定有所述设备的机动车的预期行驶方向。当其上固定有所述设备的机动车进行转弯行驶时，则会出现上述加速度。根据已出现的加速度和例如通过速度测量装置所确定的相对于与道路有固定关系的某个物体(例如树木、标牌或者防撞护栏)的相对速度大小，能够确定出机动车驶过弯道时的转弯半径。当然还可将该大小参量用于检查是否满足了警告标准。因此，例如可通过转弯半径来求取：在不改变而继续当前运动的情况下是否即将发生碰撞。如果是这种情况，则发出警告信号。
优选地，电控制装置设置用于确定出相对速度大小和/或方向的变化，该相对速度大小和/或方向的变化同样可用于检查是否满足了警告标准。根据对相对速度大小及方向先后执行多次确定，也能在电控制装置中确定这些参量的变化。也可将这些参量用于确定出警告标准，并且用于检查是否满足了警告标准。
事实证明有利的是，电控制装置可设置用于检查是否满足了如下警告标准：物体的最大假定减速度和/或已求取到的和/或假定的路况；和/或已求取到的和/或假定的测量品质；和/或物体的确定的对象类别。全部这些参量可对关于是否预料即将发生碰撞的结论的品质进行改善。例如物体(例如机动车后方第二机动车或者载重汽车)的最大减速度越大，则该第二机动车的驾驶员就能够越早避免碰撞。可使得该最大假定减速度(例如作为固定值储存在电控制装置中，或储存在电控制装置可访问的数据存储器中)例如与已求取到的或者假定的道路条件相关联。为此，例如可借助于附加的传感器(例如温度和/或空气湿度传感器)至少近似地求取出路况。在温度低并且空气湿度高的情况下，存在道路结冰或者封冻的风险，从而必须降低后方机动车的最大假定减速度。此外，例如在通过雷达辐射进行速度测量的情况下，与之前所述的一样，还可根据已接收到的信号确定是否下雨。这也会影响到路况，从而这些参量也会影响到相应后方机动车的最大假定减速度。
然而，对路况的求取或者假定并非仅仅有利于针对后方机动车的最大减速度进行调整假定值。无论如何，例如大雨会严重影响到能见度，此类降水或者例如出现浓雾可能会使得能见度严重变差，由此在参数在其它方面相同的情况下碰撞概率会上升。在此，这些参数包括：已经提及的相对速度大小及方向；所述设备所处的机动车的转弯半径；相对速度的变化；或者已经提及的其它参量。
测量结果的品质也可汇入到是否满足警告标准的检查中。例如可考虑例如在隧道中可能存大量密布的金属件，这些金属件例如可能存在于隧道衬壁中，或者可能以防撞护栏形式存在。这尤其在通过电磁辐射进行速度测量的情况下会造成严重的干扰信号，从而已求取到的数据可能会有较大的误差值。作为替代或者补充方案，也可求取所确定的相对速度所参照的物件的对象类别。例如可根据已接收的反射辐射的辐射特征予以确定，从而例如可区分出逼近的摩托车和逼近的载重汽车。这种对象类别可例如影响到该物体的最大假定减速度以及避让概率。避让概率同样可能会影响对警告标准的检查，例如避让概率反映出物体在尽可能短时间内急转弯的能力。这对于避让来说是必需的，然而此能力不仅与对象类别相关，而且也与例如物体相对于道路的速度大小相关，这可根据所述设备的自身速度和所述设备与物体之间的相对速度来求取。
尤其是，在通过反射的电磁辐射进行测量的情况下，例如在固定有所述设备的机动车正在运动的相应交通路线上也会有很多车辆，由此测量的品质尤其会受到影响。
通过周期性或者连续地确定的、所述设备所在的机动车的转弯半径的测量结果，并且通过连续监测与后方物体间的相对速度的方向及其变化，就能确定出车辆及后方物体所运动的交通路线的走向。当然也可以考虑将这设置用于：确定例如碰撞概率，或者以其它方式检查是否满足了警告标准。如果交通路线例如具有多个相反走向的弯道，那么这对于相对速度的方向会导致：在某一时刻，所述相对速度例如在所述设备的左侧经过，而在之后某个时刻则在所述设备的右侧经过。在这两个时刻之间，该相对速度的方向在某一时刻直接指向所述设备自身，从而在考虑仅一个瞬时记录的情况下可能会认为碰撞概率增大，尽管实际上并非如此。通过存储由速度和相对速度方向以及本车转弯半径所求取到的数据，同样因此可提高警告标准的品质进而可减少错误触发警告的次数。因为这些警告必要时可能是明显的光学的和/或声学的警告信号，因此可通过避免不必要的警告信号来提高交通安全性。
电控制装置优选可设置用于：根据全部待用于检查的参量来计算出碰撞概率，并且在碰撞概率超出预定极限值时发出警告信号。作为替代或补充方案，也可例如以表格形式将待用于检查的参量与相应参量用的不同范围进行比较，并且由相应范围的组合生成出警告标准。例如可适当定义警告标准：即，当相对速度的大小超出预定极限值时，并且当相对速度的方向使所述设备以最多两米、三米或四米发生错误时，便触发警告信号。这是比较不精确的警告标准，因为尤其在交通路线蜿蜒或者转弯行驶的情况下相对速度方向的瞬时记录无法得出是否应发出警告信号的可靠结论。
所述设备优选具有位置测量装置，用于确定出物体相较于所述设备的位置，其中，预定极限值与该位置相关。位置测量装置特别适宜是速度测量装置的部分和/或电控制装置的部分。尤其对于速度测量装置具有用于发出电磁发射辐射的发射器的情况，例如可根据这个电磁发射辐射从发射器发出直至接收器接收的传播时间，确定出物体(优选是后方机动车)与所述设备进而与固定有所述设备的机动车相距多远。通过使用两个接收器能确定所反射的辐射的方向，从而可求取所述位置。激活警告装置发出警告信号的这个预定极限值，优选能与已确定的位置相关。如果在所述设备与物体之间已确定的距离比较大，则优选也选择比较大的预定极限值，因为可容许所述设备与物体之间比较大的相对速度。物体(也就是后方车辆)越靠近所述设备，则优选也选择越小的预定极限值。物体和所述设备越靠近，那么在道路交通中留给后方车辆驾驶员对所述设备所在的车辆的驾驶行为变化作出反应的时间则越少。此外，追尾车祸的概率不仅与两车之间的相对速度相关，而且也与两车之间的距离相关。
根据反射信号的方向的变化，同样可确定出物体与所述设备之间的相对速度的方向。仅基于所述设备与后方物体之间的距离而发出警告信号会导致大量不必要的警告信号，因为例如在高速公路上以较大相对速度超车的机动车会以非常短的距离在所述设备旁边驶过，而无需警告信号。因此有利的是，也确定出物体的运动方向进而确定出物体与所述设备之间的相对速度的方向，并且检查是否应发出警告信号。
在一种优选实施方式中，电控制装置也能够确定所述设备进而布置有所述设备的车辆的绝对速度。因此，例如速度测量装置的发射器所发出的电磁发射辐射不只是被物体(后方车辆)反射。而其它物体(例如公路界桩、路牌或者树木和/或路边处的建筑物)均会反射一部分已发出的发射辐射，速度测量装置的接收器可接收这部分辐射。以这种方式也可确定所述设备与固定安装在路边的物体间的相对速度，从而也能确定所述设备所在的机动车的绝对速度，而不必动用车辆内部的电子装置。预定极限值也可与所述设备的确定的绝对速度相关。在此，所述设备相对于道路而言越慢，则可选择越大的预定极限值，所述设备与物体之间的已确定的相对速度不允许超出该预定极限值。与绝对速度较高的情况下以同一相对速度发生同一追尾车祸相比，在绝对速度比较小的情况下，或者在例如所述设备进而固定有所述设备的机动车处于静止状态的情况下，以给定的相对速度发生的追尾车祸可能造成的损失较小。
优选将所述设备与物体之间的确定位置配属于多个范围中的一个，其中，预定极限值与该范围相关，尤其对于某一范围的位置而言是恒定不变的。在此，这些范围可包括：例如小于10米的距离、介于10米至20米之间的距离、介于20米至50米之间的距离、以及大于50米的距离。然后，将所述设备与物体之间的确定距离归类到相应的范围之内。在此，预定极限值针对不同的确定距离进行设定。当然，也能够并且必要时也有利的是：以其它方式划分不同的范围(例如角度范围)。
事实证明有利的是，必要时借助后方车辆驾驶舱中的处理装置构成用于发出声学和/或光学警告信号和/或无线信号的警告装置。尤其对于“封闭***”而言有利使用无线信号，封闭***的特征在于，只有数量有限的已知车辆在交通路线的某个封闭范围上运动。例如，在使用挖掘机和载重汽车的露天矿山中就没有非企业车辆。警告信号的类型适宜与确定的相对速度和/或确定的位置(尤其是范围)相关。也可与所述设备的绝对速度或者与确定的碰撞概率相关。因此例如可想而知的是：如果在距离较大时超出预定极限值，则首先使用光学信号作为警告信号(例如照明装置闪动或者亮起)。物体越靠近所述设备，则警告信号变得越强烈。这例如可通过控制光学警告信号的亮度或者其颜色和/或控制声学警告信号的音量和/或频率予以实现。也优选将不同的信号进行组合。使用光学信号的优点在于：无关的交通参与者不会被突然激活的声学警告信号所惊吓和/或分心。此外，还能以明显更加聚焦的方式输出光学信号，从而无关的交通参与者不会受到干扰，并且其专注力不受妨碍。
声学警告信号的优点在于：也能被注意力不集中的或者分心的后方车辆驾驶员(他们有可能会对光学信号没有反应或者反应太迟)得以察觉。
所述设备优选具有多个警告装置。这一方面可以是用于不同信号形式(例如声学或者光学警告信号)的警告装置，但也可以存在多个用于发出相同类型警告信号的警告装置。因此例如优选的是，将多个发光元件定位在机动车上，以便例如以不同的强度、颜色或者亮度发出光学警告信号。也可以使用显示元件，其警告信号是光学发光文本消息，例如“注意”字样。
优选可将多个警告装置相互间隔开地固定在机动车上。由此例如可将不同的警告装置以不同高度合理固定在机动车的尾部。在此，例如轿车驾驶员可能会无法察觉到布置于载重汽车上方区域中的光学警告元件，因为这些光学警告元件处于平常视野之外，并且光学信号会越过后方车辆发出。同样地，后方载重汽车驾驶员有可能仅在一定条件下察觉到布置于载重汽车尾部下方区域中的警告灯。为了在此使全部交通参与者都实现最大可能的安全性，因此有利将不同的警告装置例如固定在机动车中不同的位置上。
事实证明尤其有利的是，将所述设备仅连接至机动车的电源。即使在载重汽车具有挂车和/或半挂车的情况下，这也特别容易实现，因为每辆机动车的尾部本来就设有电源供应。无需额外的连接端(例如连接至车载电子器件或者用于访问车辆内部的传感器)。同样无需将所述设备的任何元件布置在机动车驾驶室中，从而也不需要在这个方向上进行连接。由此能够明显减少安装所述设备的耗费。
本发明意义上的电控制装置尤其是电子数据处理单元(例如微芯片)及其实现上述功能所需的全部其它构件(例如导线、电子数据存储器和通信设备)。
所述设备能够在一定范围内自行取向(Selbstorientierung)，其方式是，检查已记录的和已确定的参量(尤其是相对速度的方向)的可信度。
附图说明
以下将借助附图详细解释本发明的实施例。
图1根据本发明第一实施例的设备的示意图。
具体实施方式
图1示出了机动车2的尾部，该机动车2例如可以是载重汽车。该机动车2上居中地布置有速度测量装置4。速度测量装置4右侧和左侧设有两个警告装置6，这些警告装置6与速度测量装置4以及图中未示出的电控制装置共同构成根据本发明的第一实施例的设备8。
速度测量装置4具有图中未示出的发射器，该发射器设置用于发出电磁发射辐射。这种发射辐射可在发送范围10内发出，该发送范围10在机动车2尾部上呈发射波瓣状撑开。位于发送范围10内的物体将发出的发射辐射的至少一部分反射，该发射辐射被速度测量装置4的在图中同样未示出的接收器所接收。电控制装置在所示的实施例中不仅能够确定出设备8相对于物体的相对速度，而且也能够确定出设备8与物体之间的距离。在此，发送范围10被划分为四个范围12。如果设备8与图中未示出的物体之间的已确定的相对速度超出预定极限值，则激活至少一个警告装置6并且朝着物体方向发出警告信号。在此，预定极限值能够与物体处于哪个范围12相关。在根据本发明的实施例的设备8的优选实施方式中，例如电控制装置尤其可通过跟踪物体的运动来确定：速度测量装置4的发射器相对于机动车2(或相对于物体)的方位。如果设备8例如没有在机动车上精确朝后定向，则一定的角度偏差能够以现有技术在原理上已公知的方式得以补偿。
附图标记列表
2 机动车
4 速度测量装置
6 警告装置
8 设备
10 发送范围
12 范围

Claims (13)

1.一种用于布置在机动车(2)上的设备(8)，其中，所述设备(8)具有：
-速度测量装置(4)，用于确定出物体与所述设备(8)之间的相对速度大小及方向，
-至少一个警告装置(6)，用于朝着物体的方向发出警告信号，以及
-电控制装置，
其中，所述电控制装置设置用于，至少也借助于已确定的相对速度大小及方向来检查是否满足了预定的警告标准，并且在满足了预定的警告标准的情况下通过所述至少一个警告装置(6)发出警告信号；
其中所述设备(8)具有加速度测量装置，该加速度测量装置用于确定出横向加速度，并且
所述电控制装置设置用于，由已确定的相对速度大小及方向和已确定的横向加速度来求取到转弯半径，该转弯半径同样用于检查是否满足了警告标准。
2.根据权利要求1所述的设备(8)，其特征在于，所述电控制装置设置用于，确定出相对速度大小及方向的变化，该相对速度大小及方向的变化同样用于检查是否满足了警告标准。
3.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述电控制装置设置用于，检查是否满足了如下警告标准：
-物体的最大假定减速度，和/或
-已求取的和/或假定的路况，和/或
-已求取的和/或假定的测量品质，和/或
-已确定的对象类别。
4.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述电控制装置设置用于，由所有要用于检查的参量来计算出碰撞概率，并且当该碰撞概率超出预定极限值时发出警告信号。
5.根据权利要求4所述的设备(8)，其特征在于，所述设备(8)具有位置测量装置，该位置测量装置设置用于确定出物体相对于所述设备(8)的位置，并且所述预定极限值与该位置相关。
6.根据权利要求5所述的设备(8)，其特征在于，将已确定的位置配属于多个范围中的一个范围(12)，并且所述预定极限值与该范围(12)相关。
7.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述至少一个警告装置(6)构造用于发出声学和/或光学警告信号。
8.根据权利要求7所述的设备(8)，其特征在于，所述警告信号的类型与已确定的相对速度和/或已确定的位置相关。
9.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述设备(8)具有多个警告装置(6)。
10.根据权利要求9所述的设备(8)，其特征在于，所述警告装置(6)能够相互间隔开地固定在所述机动车(2)上。
11.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述设备(8)能够仅连接至所述机动车(2)的电源上。
12.根据权利要求6所述的设备(8)，其特征在于，所述预定极限值对于一个范围(12)的多个位置而言是恒定的。
13.根据权利要求8所述的设备(8)，其特征在于，将已确定的位置配属于多个范围中的一个范围(12)，所述警告信号的类型与所述一个范围(12)相关。
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