DE3012236A1

DE3012236A1 - Naeherungswarngeraet

Info

Publication number: DE3012236A1
Application number: DE19803012236
Authority: DE
Inventors: Craven Geoffrey Craven
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-29
Filing date: 1980-03-28
Publication date: 1980-10-02
Also published as: IT1131062B; GB2047405B; IT8020904A0; FR2452721A1; JPS55134370A; FR2452721B3; GB2047405A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Näherungswarngerät für Fahrzeuge zur Ermittlung des Abstandes zwischen einem Teil des Fahrzeugs wie dessen vorderem oder hinterem Ende und einem Hindernis wie einer Wand oder einem stehenden Fahrzeug beim Manövrieren auf eingem Raum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gerät so auszubilden, daß der Fahrzeugfahrer aus einem visuellen und/oder akustischen Signal den Abstand von einem Hindernis erkennen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergegen sich aus den Unteransprüchen .

Der ausgesendete Strahl kann aus Lichtwellen, Schallwellen, Röntgenstrahlen oder Radiowellen bestehen. Der Sensor emittiert vorzugsweise Ultraschallimpulse in einem bestimmten Abstand und ermittelt die vom Hindernis in den Intervallen zwischen den ausgesendeten Impulsen reflektierte Strahlung. Das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden ausgesendeten Impulsen wird so gewählt, daß der reflektierte Impuls entsprechend dem ersten der ausgesendeten Impulse vor der Aussendung des nächsten Impulses empfangen werden kann, wenn das Hindernis sich im Maximum des vorbestimmten Bereichs des Gerätes befindet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 und 2 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Aufsicht eines mit dem Näherungswarngerät ausgestatteten Fahrzeugs, und

Figur 2 ein Schaltbild des Geräts.

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-V-

Das Gerät hat drei Sensorköpfe 1, die längs der hinteren Stoßstange eines Fahrzeugs verteilt sind, einen Steuermodul 2, der im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist, und eine Anzeigeeinheit 3, die am Armaturenbrett im Fahrgastraum befestigt ist. Jeder Sensorkopf 1 hat einen Sender in Form eines Keramikresonator zur Aussendung eines Ultraschallstrahls, der von einem Hindernis reflektiert wird, und einen Empfänger zum Empfang des vom Hindernis reflektierten Ultraschallstrahls. Wenn der reflektierte Strahl, der von wenigstens einem Empfänger empfangen wird, anzeigt, daß das Hindernis von der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs weniger als eine bestimmte Strecke entfernt ist, veranlaßt der Steuermodul 2 die Erzeugung eines Warntons und/oder eines Warnlichts an der Anzeigeeinheit 3.

Im Betrieb erzeugt jeder Sender eine Reihe von Impulsen, von denen jeder aus einer Ultraschallwelle mit einer Frequenz von etwa 40 kHz besteht. Jeder Impuls hat eine Breite von etwa 0,8 ms und die Impulse werden in Intervallen von etwa 50 ms wiederholt. Da sich der Schall mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 cm'pro Millisekunde bewegt, ist der vordere Teil des Ultraschallimpulses etwa 25 cm vom Sender entfernt, bevor der hintere Teil des Impulses vom Sender ausgesendet wird. Sobald der Sender mit der Aussendung eines Impulses aufhört, wird der entsprechende Empfänger eingeschaltet, um von einem Hindernis reflektierte Strahlung zu empfangen. Das Hindernis kann ein festes Objekt sein, das eine Diskontinuität in die charakteristische Impedanz zwischen Luft und Schallwellen einbringt. Harte Objekte ergeben die besten Reflexionen.

Da die Ultraschallimpulse nur mit Intervallen von 50 ms wiederholt werden, sollte es dem Empfänger theoretisch möglich sein, ein Echo von einem Objekt zu empfangen, das bis zu etwa 9 m entfernt ist, bevor der nächste Impuls vom Sender ausgesendet wird. In der Praxis jedoch wird

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der maximal zulässige Bereich des Geräts durch die Empfindlichkeit des Empfängers gegen Streuung (Reflexion vom Boden) begrenzt. Dadurch wird im allgemeinen der maximal zulässige Bereich auf etwa 3 m begrenzt. Der minimale Bereich hängt auch von den verwendeten Wandlern ab und beträgt typischerweise etwa 7,6 cm.

Der Steuermodul ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er einen wiederholten Piepton erzeugt, wenn reflektierte Signale von einem oder mehreren Sendern empfangen werden, die das Vorhandensein eines Hindernisses in einem Abstand innerhalb eines bestimmten Abstandsbereichs anzeigen, der eine obere Grenze hat, die durch eine Steuerung zwischen etwa 30 m und 9 m eingestellt werden kann. Die Folgefrequenz des Pieptons nimmt zu, wenn der Abstand des Hindernisses abnimmt, bis in einem bestimmten Abstand zwischen etwa 60 cm und 90 cm in Abhängigkeit von der Einstellung der Steuerung der Piepton durch einen kontinuierlichen Ton ersetzt wird. Das Gerät kann daher so eingestellt werden, daß beim Rückwärtsfahren des Fahrzeugs während des Parkens z.B. der Fahrer durch den Piepton gewarnt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Abstand von weniger als etwa 90 cm von einem Hindernis befindet und er, wenn er das Fahrzeug weiter zurückfährt, den Abstand vom Hindernis aus der Folgefrequenz des Tons beurteilen kann. In einem Abstand von etwa 15 cm wird dann der ausgesendete Ton plötzlich kontinuierlich und der Fahrer wird gewarnt, um das Fahrzeug sofort zu stoppen.

Es ist auch möglich, daß der Steuermodul eine visuelle Anzeige des Abstandes zwischen dem Hindernis und dem hinteren Fahrzeugteil erzeugt. Die Anzeigeeinheit am Armaturenbrett ist vorzugsweise mit einer Sicherheitswarnanzeige wie einer Lampe versehen, um eine Fehlfunktion des Gerätes z.B. infolge einer Schaltkreisunterbre-

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chung oder Verschmutzung eines der Sensorköpfe anzuzeigen. Um eine Sicherheitswarnung zu erreichen, ist eine bestimmte Querstrahlung, die vom Empfänger von der Strahlung empfangen wird, die vom Sender direkt abgestrahlt wird, für jeden Sensorkopf zulässig. Wenn diese Querstrahlung aus irgendeinem Grund aufhört, wird die Sicherheitswarnanzeige ausgelöst. Sender und Empfänger sind dadurch wasserdicht gemacht, daß sie mit einem Epoxyharzüberzug versehen sind. Die durch Sender und Empfänger ausgesendete und empfangene Strahlung wird durch diesen Überzug im wesentlichen nicht gedämpft, und der Überzug hat eine Dicke, die etwa halb so groß wie die Wellenlänge -in Strahlungsrichtung ist.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild des zuvor beschriebenen Geräts. Zur Vereinfachung ist nur ein Sender X1 und ein Empfänger X2 gezeigt, obwohl drei Sender X1 und drei Empfänger X2, die jeweils einem Sender zugeordnet sind, vorgesehen sind. Die Schaltungsanordnung ist mit einer stabilisierten Spannungsquelle 10 versehen. Ein Oszillator 11 erzeugt ein Trägersignal mit einer Frequenz von 80 kHz, das durch einen Modulator 12 impulsmoduliert wird. Um falsche Echos zu unterdrücken, so daß nur von dem Hindernis ausgehende Echos zur Triggerung des Geräts dienen, ist ein SicherheitsOszillator 13 vorgesehen, der ein Sicherheitssignal abgibt, um den Empfangsteil der Schaltung für eine kurze Periode nach der Aussendung jedes Impulses abzuschalten. Ein Teiler 14 dient zur Teilung des Trägersignals durch Zwei, um ein gleiches Tastverhältnis zu erreichen. Vier Transistoren 15 bis 18 dienen dazu, das Signal zu verstärken, bevor es vom Sender X1 ausgesendet wird.

Das vom Empfänger X2 empfangene Signal wird von einem Transistor 19 verstärkt, wobei falsche Echos durch eine Unterdrückungsstufe 20 unterdrückt werden, die von dem Sicherheitssignal des Senders gesteuert wird. Das sich ergebende Signal wird einem Schwellwertdetektor 21 zuge-

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führt, dessen Ausgangssignal einem monostabilen Multivibrator 22 zugeführt wird, der eine Zeitkonstante von 28 »β hat, wodurch eine weitere Frequenzselektion erreicht wird. Das Ausgangssignal des Multivibrators 22 wird von einem Transistor 23 verstärkt und dann von einer Stufe 24 einer Dauerprüfung unterzogen, um unerwünschte Störsignale auszuscheiden.

Wenn der Sendeteil keinen Impuls aussendet wird das Ausgangssignal des Empfangsteils einem Schalter zugeführt, der aus vier NAND-Gliedern 25 bis 28 besteht. Eine Markierstufe 29 bestimmt den maximalen Bereich der Schaltung in Abhängigkeit von der Einstellung einer Steuerung 30. Das Ausgangssignal des Schalters wird einem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt, der aus den Schaltkreiselementen 31 bis 35 besteht und ein Impulsausgangssignal mit einer Folgefrequenz erzeugt, die von dem Intervall zwischen den ausgesendeten und den empfangenen Impulsen abhängt, ausgenommen wenn der Oszillator von einem Minimumbereichdetektor getriggert wird, der aus einem Inverter 36 und einem NAND-Glied 37 besteht; in diesem Falle wird das Ausgangssignal kontinuierlich. Das Ausgangssignal wird einem Audiokreis zugeführt, der aus drei Transistoren 38 bis 40 und einem Lautsprecher 41 besteht.

Es ist auch möglich, Sensorköpfe an der Fahrzeugfront zu befestigen, um eine Einrichtung zu schaffen, die den Abstand des Fahrzeugs von einem Hindernis erfaßt, wenn das Fahrzeug auf einem begrenzten Raum vorwärts bewegt wird.

Das Gerät ist vorzugsweise so geschaltet, daß es betätigbar ist, wenn die FahrzeugZündanlage eingeschaltet wird. Das Gerät kann auch mit dem automatischen Rücklichtschalter des Fahrzeugs verbunden sein, um einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor gegen ein zufälliges Ausschalten zu schaffen.

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Das Gerät ist auf alle Arten von Fahrzeugen wie Schienenfahrzeugen und auch Flugzeuge anwendbar. Bei Flugzeugen können ein oder mehrere Sensorköpfe an der Unterseite des Flugzeugs vorgesehen sein, so daß dessen Höhe über der Rollbahn während des Landens genau kontrolliert werden kann. Das Gerät kann auch für einen Lastwagen verwendet werden, um das Zurücksetzen des Lastwagens zu einer Laderampe zu unterstützen.

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Leerseite

Claims

Herne 1, 800D München 40,

Froiligralhstraße 19 ~. . . _{D u} _ . Elsenacher Straße 17

Postfach 1140 Uipi.-liig. Π. Π. DcHr Pat.-Anw. Betzier

Pat.-Anw. Htrrmann-Trantepohl ΠΐηΙ PhvQ Frfliarri Rptylpr Fernsprecher: 36 3011

Fernsprecher: 51013 wipi. riiya. euuaiu bbmici 363012

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ^3β3013

Telegrammanschrift: Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08 229 853 Telex 5215360

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Beyirltch· Vereinsbank München 852287 Dresdner Bank AG Herne 7-520499 Postscheckkonto Dortmund 558 68-407

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Geoffrey Craven Craven ,η der Antwort bitte angeben

Churchdown (Gloucestershire)/England _Zu3chrl(t

Munch

en Abholfach

Näherungswarngerät

Ansprüche

M Λ Näherungswarngerät für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch einen Sensor (1) zur Ermittlung des Abstandes eines Hindernisses von einem Fahrzeugteil, und eine Visuelle und/oder akustische Warneinrichtung (3), die durch den Sensor (1) betätigt wird, wenn er einen bestimmten Abstand eines Hindernisses von dem Fahrzeugteil ermittelt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) aus einem Sender (X1) zur Aussendung eines von einem Hindernis zu reflektierenden Strahls, einer Einrichtung (X2, 19 bis 30) zur überprüfung der Nähe des Hindernisses relativ zu einem Bezugspunkt am Fahrzeug aus der Charakteristik des reflektierten Strahls und einer Einrichtung (31 bis 37) zur Betätigung der Warneinrichtung besteht, wenn eine bestimmte Nähe festgestellt wird.

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3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) eine Ultraschallwelle aussenden und empfangen kann.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) in bestimmten Intervallen Ultraschallimpulse aussendet und die vom Hindernis in den Intervallen zwischen den ausgesendeten Impulsen reflektierte Strahlung erfaßt.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls eine Breite von etwa 1 ms hat, und die Impulse in Intervallen von etwa 50 ms voneinander entfernt sind.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Warneinrichtung (3) eine Anzeige des Abstandes des Hindernisses in einem Abstandsbereich erzeugt.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung bei Betätigung durch den Sensor (1) einen Piepton mit einer Folgefrequenz aussendet, die zunimmt, wenn der Abstand des Hindernisses abnimmt, und einen kontinuierlichen Ton aussendet, wenn der Abstand des Hindernisses einen bestimmten Minimalwert erreicht.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens einen Sensorkopf (1), der einen Ultraschallsender (X1) und einen Ultraschallempfänger (X2) zur Montage am hinteren oder vorderen Teil eines Fahrzeugs, einen Steuermodul (2) zur Anordnung im Fahrzeug und eine Anzeigeeinheit (3) zur Anordnung am Armaturenbrett des Fahrzeugs aufweist.

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