DE3420004C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Abstandsmeßvorrichtung für Kraftfahrzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 32 07 950 ist bereits eine solche Ab­ standsmeßvorrichtung bekannt, die dem Fahrer eines Kraft­ fahrzeugs das Einparken, insbesondere das Rückwärtsein­ parken erleichtert. Dieser Stand der Technik sowie der in diesem Stand der Technik zitierte weitere Stand der Technik beschreibt Sende- und Empfangseinrichtungen, die nach dem Ultraschall- oder Infrarot-Prinzip arbeiten, und die das jeweils ausgesandte Signal, das an einem möglichen Hindernis reflektiert wird, auch wieder selbst empfangen. Um ein ausreichend genaues Meßergebnis zu erzielen, das nur Meßobjekte in der gewünschten Richtung erfaßt, muß der Sendestrahl auf die gewünschte Richtung ausgerichtet sein. Dies läßt sich auch durch eine ent­ sprechende Anordnung der Empfangseinrichtung zur Sende­ einrichtung erreichen. Es entstehen dadurch keulenför­ mige Bereiche, in denen Meßobjekte bzw. Hindernisse erkannt werden können. Bei kleineren Hindernissen besteht nun die Gefahr, daß sie neben dem Erfassungsbereich einer Sende- und Empfangseinrichtung liegen und nicht erfaßt werden. Auch bei einer möglichen, kostspieligen Anordnung mehrerer solcher Einrichtungen kann diese Gefahr nicht ganz beseitigt werden.

Aus der JP 58-80 574 A ist eine Vorrichtung zur Erkennung eines Hinder­ nisses bekannt, die mehrere Ultraschall-Sender und -Empfänger auf­ weist. Zunächst wird ein Sender aktiviert, der seine Schallkeule direkt auf die Empfänger richtet. Danach wird auf einen zweiten Sender umgeschaltet, dessen Schallkeule auf das Hindernis gerichtet ist. Die Laufzeit des vom Hindernis reflektierten Schallsignals wird mit der des direkten Signals verglichen, um die Funktionsweise der Vorrichtung zu überwachen. Wird das direkte Signal nicht erkannt, dann wird ein entsprechendes Fehlersignal angezeigt. Sind dagegen beide Signale vor­ handen, dann wird aus der Differenz der Laufzeiten der Abstand zum Hindernis ermittelt und ebenfalls angezeigt. Die Vorrichtung überwacht im wesentlichen die einwandfreie Funktion der Sende- und Empfangsein­ richtungen, nicht jedoch die Messung des Abstandes zum Hindernis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abstandsmeßvorrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei der die Abstandsbestimmung zu einem Hindernis besonders zuverlässig ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Hauptanspruch angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Abstandsmeßvorrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegen­ über den Vorteil, daß keine "tote Zone" mehr besteht und auch kleine Hindernisse sicher erkannt werden kön­ nen. Der Meßbereich erweitert sich dadurch bis unmittel­ bar vor die Sende- und Empfangseinrichtungen. Eine Selbst­ prüfung der Anlage auf Funktionsfähigkeit, insbesondere bezüglich Verschmutzungen, ist dadurch automatisch ge­ geben.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Abstandsmeßvorrichtung mög­ lich. Besonders vorteilhaft ist die Abschaltung der in­ folge unterschiedlicher Signallaufzeiten in den beiden Betriebsarten eingeschalteten Warneinrichtung bei Über­ schreitung einer vorgebbaren Entfernung, vorzugsweise 0,5 m, oder bei Änderung der Fahrtrichtungswahl oder Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Dadurch bleibt ein kleines Hindernis selbst dann noch angezeigt, wenn es infolge zu geringer Entfernung eigentlich nicht mehr erfaßt werden könnte. Die Warneinrichtung erlöscht erst dann wieder, wenn die Entfernung von beispielsweise 0,5 m überschritten und gleichzeitig keine Laufzeit­ unterschiede mehr vorliegen. In jedem Fall kann die Warneinrichtung natürlich beispielsweise durch Einlegen eines Vorwärtsgangs ausgeschaltet werden.

Eine besonders günstige Anordnung besteht aus drei Sende- und Empfangseinrichtungen, wobei eine in der Mitte und die anderen beiden seitlich am Heck des Fahrzeugs angeordnet sind. In der zweiten Betriebsart empfängt die mittlere Einrichtung die durch die beiden seitlichen Einrichtungen ausgesandten Signale.

Die Umschaltvorrichtung, die vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 1 und 20 Hz arbeitet, kann besonders günstig als Multiplexsteuerung ausgebildet sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Anordnung von drei Sende- und Empfangseinrichtungen in der ersten Betriebsart,

Fig. 2 die drei Sende- und Empfangsein­ richtungen in der zweiten Betriebsart und

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels.

Am Heck eines Kraftfahrzeugs 10, vorzugsweise im Stoß­ stangenbereich, sind drei Sende- und Empfangseinrichtun­ gen 11 bis 13 für die Abstandsmessung befestigt. Zwei dieser Sende- und Empfangseinrichtungen 11, 13 sind je­ weils seitlich außen und die dritte Sende- und Empfangs­ einrichtung 12 in der Mitte der Heckpartie angeordnet. Das Sendeteil ist dabei jeweils schwarz und das Empfangs­ teil weiß gekennzeichnet. Da in der ersten Betriebsart jede Sende- und Empfangseinrichtung 11 bis 13 das von ihr selbst ausgesandte Meßsignal - sofern es an einem Hindernis reflektiert wird - auch wieder empfängt, er­ geben sich keulenförmige Wirkungsbereiche 14 bis 16. Die ausgesandten und empfangenen Meßsignale sind vor­ zugsweise Ultraschallsignale, es können jedoch auch Infrarotsignale oder andere optische oder elektromagne­ tische Prinzipien Verwendung finden. Ein kleines Hinder­ nis 17 befindet sich zwischen zwei Wirkungsbereichen 14, 15 und wird dadurch bei dieser ersten Betriebsart nicht erfaßt.

Ultraschallsignale einer Sende- und Empfangseinrichtung, die an einem Hindernis zu einer anderen Sende- und Empfangs­ einrichtung reflektiert werden, können außer Betracht bleiben, da ihre Intensität im Vergleich zu der Inten­ sität der direkt zu der gleichen Sende- und Empfangs­ einrichtung zurückgeworfenen Signale wesentlich geringer ist.

In Fig. 2 ist eine der Fig. 1 entsprechende Anordnung in der zweiten Betriebsart dargestellt. Dabei sind die beiden äußeren Sende- und Empfangseinrichtungen 11, 13 ausschließlich als Sender und die mittlere Sende- und Empfangseinrichtung 12 ausschließlich als Empfänger geschaltet. Da die Richtwirkung der Sende- und Empfangs­ einrichtungen durch den parallel angeordneten Sende- und Empfangsteil hier entfällt, wird infolge der brei­ teren Kegel das kleine Hindernis 17 mit erfaßt.

Prinzipiell ist natürlich auch die umgekehrte Betriebs­ weise möglich, d. h. die mittlere Sende- und Empfangs­ einrichtung 12 ist ausschließlich als Sender und die beiden äußeren Sende- und Empfangseinrichtungen 11, 13 ausschließlich als Empfänger geschaltet.

Das in Fig. 3 dargestellte Blockschaltbild zeigt wiederum die drei Sende- und Empfangseinrichtungen 11 bis 13, wobei die Signalerzeugung und Signalverarbeitung der wieder­ empfangenen Signale durch jeweils eine Auswerteelektro­ nik 18 bis 20 erfolgt. Eine solche Auswerteelektronik ist in dem eingangs angegebenen Stand der Technik näher beschrieben und erläutert, so daß hier auf detailliertere Ausführungen verzichtet werden kann. Im übrigen können die Auswerteelektroniken natürlich in einer Elektronik zu­ sammengefaßt werden, die vorzugsweise als Mikrorechner ausgebildet sein kann. Die Ausgänge der Auswerteelektro­ niken 18 bis 20 sind über ein ODER-Gatter 21 mit einer als Leuchte 22 oder Tongeber 23 dargestellten Anzeigevor­ richtung verbunden. Weiterhin ist der Ausgang des ODER- Gatters 21 mit dem Rücksetzeingang R eines Flipflops 24 verbunden, das ausgangsseitig eine ebenfalls als Leuchte 25 ausgebildete Warneinrichtung steuert. Auch diese Warn­ einrichtung kann natürlich prinzipiell eine akustische Warneinrichtung sein.

Mit den beiden Auswerteelektroniken 18, 20 sind zwei Laufzeitvergleichsstufen 26, 27 verbunden, deren Aus­ gänge über ein weiteres ODER-Gatter 37 an den Setzein­ gang S des Flipflops 24 angeschlossen sind.

In die drei Empfangsleitungen 28, 29, 30 der drei Sende- und Empfangseinrichtungen 11 bis 13 sowie in die Sende­ leitung 31 der Sende- und Empfangseinrichtung 12 sind Umschalter 32 bis 35 geschaltet, die im Rhythmus einer Taktfrequenz durch einen Taktfrequenzgenerator 36 be­ tätigbar sind. In der ersten, gezeichneten Schaltstellung ist jede Sende- und Empfangseinrichtung über zwei Lei­ tungen mit der zugehörigen Auswerteelektronik 18 bis 20 verbunden. In der zweiten, mit einer durchbrochenen Linie angedeuteten Schaltstellung sind die beiden Lei­ tungen zur Auswerteelektronik 19 sowie die Empfangslei­ tungen 28, 30 unterbrochen und dafür die Empfangsleitung 29 mit den beiden Auswerteelektroniken 18, 20 verbunden, so daß lediglich die Sendeteile der beiden Sende- und Empfangseinrichtungen 11, 13 und der Empfangsteil der Sende- und Empfangseinrichtung 12 in Betrieb ist. Die erzeugten und empfangenen Signale werden dabei jeweils in den beiden Auswerteelektroniken 18, 20 ausgewertet. In welcher der Auswerteelektroniken die Auswertung stattfindet, ist natürlich von untergeordneter Bedeu­ tung. Wesentlich ist, daß die von einer Sende- und Empfangseinrichtung ausgesandten Signale durch eine andere Sende- und Empfangseinrichtung wieder empfangen werden.

Die Umschaltfrequenz zwischen den beiden Betriebsarten liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 20 Hz, insbesondere bei 10 Hz.

Die Wirkungsweise der Auswerteelektroniken entspricht der dem eingangs angegebenen Stand der Technik. Wird eine vorgeschriebene Laufzeit, d. h. ein vorgeschriebe­ ner Mindestabstand, unterschritten, so gibt die betref­ fende Auswerteelektronik ein Signal ab, durch das die Leuchte 22 eingeschaltet wird und diese Unterschreitung anzeigt. Für diesen Zweck kann z. B. ein Mindestabstand von 50 cm gewählt werden, es können jedoch auch abge­ stufte Mindestabstände gewählt werden, die durch unter­ schiedliche Blinkdauer oder Tonfolgen voneinander unter­ schieden werden können. Dies gilt prinzipiell für beide Betriebsarten, wobei die durch die unterschiedliche Lage des Sende- und Empfangsteils bei der zweiten Betriebsart geringfügig unterschiedliche Laufzeit innerhalb eines Toleranzbereichs und damit außer Betracht bleibt. Wird dagegen - wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt - ein kleines Hindernis nur bei der zweiten Betriebsart erfaßt, so ergeben sich dadurch deutliche Laufzeit­ unterschiede, die durch die Laufzeitvergleichsstufen 26, 27 erkannt werden. Die Wirkungsweise beruht auf der Speicherung aufeinanderfolgender Meßsignale mit nachfolgender Differenzbildung und ist prinzipiell aus der DE-PS 29 49 307 bekannt. Ergeben sich deutliche Laufzeitdifferenzen, so wird das Flipflop 24 gesetzt und die Leuchte 25 eingeschaltet. Das Aufleuchten der Leuchte 25 zeigt dem Fahrer des Kraftfahrzeugs an, daß ein kleines Hindernis besteht, das in der ersten Be­ triebsart nicht erfaßt wird. Das Aufleuchten der Leuchte 25 infolge eines deutlichen Laufzeitunterschieds könnte natürlich seine Ursache auch in einem Defekt einer Sende- und Empfangseinrichtung, einer Verschmutzung derselben oder in einem Defekt der Elektronik begründet sein. Die Umschaltung zwischen den beiden Betriebsarten erbringt somit eine automatische Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Anlage selbst, wobei die Leuchte 25 allgemein auf einen Defekt oder eine Unsicherheit der Abstandsanzeige aufmerksam macht.

Wenn das kleine Hindernis 17 z. B. infolge eines zu gerin­ gen Abstandes, durch keine der beiden Betriebsarten mehr erfaßt werden kann, so bleibt die Leuchte 25 dennoch ein­ geschaltet, da die tatsächliche Ursache für das Aufleuch­ ten nicht beseitigt ist. Erst wenn die eigentliche Ab­ standsmessung über die Auswerteelektronik 18 bis 20 das Überschreiten eines Mindestabstands durch das kleine Hin­ dernis selbst oder ein größeres Hindernis erkennt (durch Erlöschen der Leuchte 22) wird das Flipflop 24 durch die Signalrückflanke rückgesetzt und die Leuchte 25 erlischt ebenfalls. Liegt allerdings zu diesem Zeitpunkt noch oder wieder ein Laufzeitunterschied vor, so wird das Flipflop 24 erneut gesetzt.

Eine Abschaltung beider Leuchten 22, 25 erfolgt natürlich bei Umkehr der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, insbesondere durch Einlegen eines Vorwärtsgangs, wie dies im eingangs genannten Stand der Technik näher beschrieben ist.

Es sei noch festgehalten, daß die Umschalter 32 bis 35 in Verbindung mit dem Taktfrequenzgenerator 36 vorzugsweise durch eine Multiplexsteuerung 38 realisiert werden können.

Claims (7)

1. Abstandsmeßvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit wenigstens zwei Sende- und Empfangseinrichtungen für Meßsignale, die an Gegenständen im Meßbereich reflektiert werden, und mit einer Laufzeiterkennungs­ einrichtung für das Meßsignal, wobei bei Unterschreitung einer vor­ gebbaren Laufzeit und damit eines vorgebbaren Abstands ein akusti­ sches und/oder optisches Warnsignal erzeugt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Umschaltvorrichtung (38) vorgesehen ist zur zyklischen Umschaltung zwischen einer ersten Betriebsart, bei der jede Sende- und Empfangseinrichtung (11 bis 13) die von ihr ausge­ sandten und vom Hindernis reflektierten Meßsignale auch wieder selbst empfängt, und einer zweiten Betriebsart, bei der wenigstens eine Sende- und Empfangseinrichtung (12) die von einer anderen Sende- und Empfangseinrichtung (11, 13) ausgesandten und vom Hinder­ nis reflektierten Signale empfängt, daß die gemessenen Laufzeiten in den beiden Betriebsarten jeweils verglichen werden und daß ab einer vorgebbaren Abweichung der Laufzeiten der beiden Betriebsarten eine Warneinrichtung (25) einschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Warneinrichtung (25) bei Über­ schreitung einer vorgebbaren Entfernung, vorzugsweise 0,5 m, oder bei Änderung der Fahrtrichtungsvorwahl oder Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalt­ vorrichtung (38) als Multiplexsteuerung mit einem Taktfrequenz­ generator (36) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Umschaltvor­ richtung (38) zwischen 1 und 20 Hz liegt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Sende- und Empfangs­ einrichtungen (11 bis 13) am Heck des Kraftfahrzeuges vorgesehen sind, wobei eine in der Mitte und die anderen beiden seitlich angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Betriebsart die mittlere Einrichtung (12) die durch die beiden seitlichen Einrichtungen (11, 13) ausgesandten Signale empfängt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Betriebsart die beiden seitlichen Einrichtungen (11, 13) die durch die mittlere Einrichtung (12) ausgesandten Signale empfängt.