AT399414B - Distance measuring device for motor vehicles - Google Patents

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AT399414B
AT399414B AT0065689A AT65689A AT399414B AT 399414 B AT399414 B AT 399414B AT 0065689 A AT0065689 A AT 0065689A AT 65689 A AT65689 A AT 65689A AT 399414 B AT399414 B AT 399414B
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Rudolf Dipl Ing Winkler
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Rudolf Dipl Ing Winkler
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Abstract

A distance safety system and distance measuring system for motor vehicles is assembled from 4 transceiver units SE in the region of the corners of the motor vehicle. The transceiver units SE emit a measuring beam with infrared or ultrasonic waves, and are connected to a microcomputer C, which uses the signal propagation time to calculate the distance to motor vehicles or objects located at the front and rear. The distance is output via a distance display AA in metres for the distance safety system, and in centimetres for the distance measuring system. Moreover, a warning device W sounds an optical and acoustic signal when a safety distance is undershot. The latter is calculated as a braking and reaction path by the microcomputer C with the aid of a tachometer generator TG. An additional input device ZV automatically or manually takes account of the condition of the roadway. A signalling device SV can be used to warn a following vehicle when the safety distance is too small. <IMAGE>

Description

AT 399 414 BAT 399 414 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstandsmessung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem aktiven Meßsystem mit Sende- und Empfangseinheiten im Bereich der Ecken des Kraftfahrzeuges, wobei das Meßsystem Geber und Detektoren für Infrarot oder Ultraschall enthält und mit einer einen Mikrocomputer enthaltenden Auswertevorrichtung verbunden ist, an die eine Warnvorrichtung mit einem Geber für ein optisches und/oder akustisches Signal und eine optische Abstandsanzeige angeschlossen ist, wobei die von der Sende- und Empfangseinheit abgestrahlten Wellen derart aufgefächert sind, daß auch seitlich vom Fahrzeug befindliche Gegenstände erfaßbar sind.The invention relates to a device for measuring distance for motor vehicles, consisting of an active measuring system with transmitting and receiving units in the area of the corners of the motor vehicle, the measuring system containing sensors and detectors for infrared or ultrasound and being connected to an evaluation device containing a microcomputer to which a warning device with a transmitter for an optical and / or acoustic signal and an optical distance indicator is connected, the waves emitted by the transmitting and receiving unit being fanned out in such a way that objects located on the side of the vehicle can also be detected.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der EP-A 109 056 bekannt. Es wird eine Einparkhilfe für Kraftfahrzeuge beschrieben, mit deren Hilfe Kollisionen beim Rückwärtsfahren vermieden werden sollen. Es sind Uitraschallsensoren im hinteren Wagenbereich und seitlich an den vorderen Ecken jeweils nach hinten gerichtet angebracht. Somit werden auch tote Winkeln erfaßt und insbesondere das Ausschwenken der vorderen Wagenecke beim Einparken berücksichtigt. Zur Abstandsanzeige von einem Hindernis kann eine optische Anzeige mit einem Wagensymbol und einer Darstellung des Meßbereiches, sowie eine akustische Umsetzung mit Hilfe eines Quadrophonie-Systems dienen.A device according to the preamble of claim 1 is known from EP-A 109 056. A parking aid for motor vehicles is described, with the aid of which collisions when reversing are to be avoided. There are ultrasound sensors in the rear of the car and laterally at the front corners. Blind spots are thus also detected and in particular the swiveling out of the front corner of the car when parking is taken into account. To indicate the distance from an obstacle, an optical display with a car symbol and a representation of the measuring range, as well as an acoustic implementation with the aid of a quadrophonic system can be used.

Weiters ist aus der GB-A 2 187 284 eine Einrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung in Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei der Hindernisse sowohl in Fahrtrichtung als auch seitlich davon erfaßt werden. Zwischen diesen beiden Funktionen wird nach einem Algorithmus umgeschaltet.Furthermore, from GB-A 2 187 284 a device for contactless distance measurement in the direction of travel of a motor vehicle is known, in which obstacles are detected both in the direction of travel and laterally therefrom. An algorithm is used to switch between these two functions.

In der EP-A 48 958 wird eine Ultraschall-Distanzmessung für Lastkraftwagen beschrieben. Sie arbeitet nach allen Richtungen, insbesondere auch nach oben. Als Rangierhilfe und beim Ankuppeln eines Anhängers wird die Distanzmessung beim Einlegen des ersten Ganges und des Retourganges zugeschaltet.EP-A 48 958 describes an ultrasonic distance measurement for trucks. It works in all directions, especially upwards. As a maneuvering aid and when coupling a trailer, the distance measurement is switched on when engaging the first gear and the return gear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aktives Meßsystem sowohl für den Nah-, als auch für den Fernbereich zu schaffen, das besonders genau arbeitet und sich für einen nachträglichen Einbau eignet.The invention has for its object to provide an active measuring system for both the short and long range, which works particularly precisely and is suitable for retrofitting.

Dies wird gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht, daß mindestens eine Sende- und Empfangseinheit im Bereich der Front des Kraftfahrzeuges angeordnet ist und die abgestrahlten Wellen derart aufgefächert sind, daß sowohl vor, als auch seitlich vor dem Fahrzeug befindliche Gegenstände erfaßbar sind, daß eine Zusatzeingabevorrichtung mit der Auswertevorrichtung verbunden ist, durch die Faktoren für unterschiedliche Fahrbahnbeschaffenheit manuejl und/oder automatisch eingebbar sind und daß eine Eichvorrichtung für die Sende- und Empfangseinheiten mit der Auswertevorrichtung verbunden ist.This is achieved in accordance with claim 1 in that at least one transmitting and receiving unit is arranged in the region of the front of the motor vehicle and the emitted waves are fanned out in such a way that objects located in front of as well as laterally in front of the vehicle can be detected such that an additional input device is provided is connected to the evaluation device, by means of which factors for different road conditions can be entered manually and / or automatically, and that a calibration device for the transmitting and receiving units is connected to the evaluation device.

Nach der erfindungsgemäßen Lösung wird auch die Fahrbahnbeschaffenheit berücksichtigt, und es kann der jeweilige Anhalteweg berechnet werden. Dabei sind verschiedene Witterungsverhältnisse berücksichtigt. Das Meßsystem wird durch die Eichvorrichtung an die jeweiligen Wagenumrisse, beispielsweise die Dicke der Stoßstange, angepaßt, und auch nachträgliche Umbauten, wie Anhängerkupplungen, können bei der Verwendung als Einparkhilfe berücksichtigt werden. Ein'besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist es auch, daß nachkommende Fahrzeuge gewarnt werden können, die kein Meßsystem besitzen und zu knapp auffahren. Beim Überholen eines Fahrzeuges bzw. bei der Annäherung an eine Leitschiene mit einem zu geringen Seltenabstand kann der Fahrer gewarnt werden. Somit kann sowohl ein Abstandssicherheitssystem, als auch ein Abstandsmeßsystem mit Einparkhilfe aufgebaut werden.According to the solution according to the invention, the condition of the road is also taken into account and the respective stopping distance can be calculated. Various weather conditions are taken into account. The measuring system is adapted to the respective car outline, for example the thickness of the bumper, by the calibration device, and subsequent conversions, such as trailer couplings, can also be taken into account when used as a parking aid. A particular advantage of the solution according to the invention is that it can warn upcoming vehicles that do not have a measuring system and are too close. The driver can be warned when overtaking a vehicle or approaching a guardrail that is too close. In this way, both a distance safety system and a distance measuring system with parking aid can be set up.

Die Leistung der Geber in der Sende- und Empfangseinheit ist so zu wählen, daß das Reflexionsvermögen der anzumessenden Gegenstände ausreicht, ein detektierbares Empfangssignal zu erzeugen. Im allgemeinen wird eine Reichweite des Systems von 120 m ausreichen, da damit auch noch der Anhalteweg bei 200 km/h abgesichert ist. Bei der Bemessung der Abgabeleistung von Infrarot-Dioden ist auch das Vorhandensein von Nebel und anderer Sichtbeeinträchtigungen zu berücksichtigen.The power of the transmitters in the transmitting and receiving unit is to be selected so that the reflectivity of the objects to be measured is sufficient to generate a detectable reception signal. In general, a range of the system of 120 m will be sufficient, since this also ensures the stopping distance at 200 km / h. When measuring the output power of infrared diodes, the presence of fog and other visual impairments must also be taken into account.

Die Berechnung des Brems- und Reaktionsweges unter Berücksichtiung der Fahrzeuggeschwrndigkeit und die Abgabe einer Warnung beim Unterschreiten eines kritischen Abstandes wird dadurch ermöglicht, daß die Auswertevorrichtung mit einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung verbunden ist. Um von mechanischen Meßvorrichtungen wie beispielsweise dem Tachometer unabhängig zu sein, ist es vorteilhaft, daß die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung einen Tachogenerator enthält.The calculation of the braking and reaction distance taking into account the vehicle speed and the issuing of a warning when the distance falls below a critical distance is made possible in that the evaluation device is connected to a speed measuring device. In order to be independent of mechanical measuring devices such as the tachometer, it is advantageous that the speed measuring device contains a tachometer generator.

Um mit ein und derselben erfindungsgemäßen Vorrichtung selbsttätig sowohl ein Abstandssicherheitssystem, als auch ein Abstandsmeßsystem aufzubauen, ist die Abstandsanzeige durch den Mikrocomputer auf einen anderen Meßbereich umschaltbar, wenn die gemessene Geschwindigkeit' unter einen bestimmten Wert absinkt. Es kann auch dadurch umgeschaltet werden, daß die Auswertevorrichtung mit einem Getriebesensor verbunden ist und die Abstandsanzeige durch den Mikrocomputer auf einen anderen Meßbereich umschaltbar ist, wenn im Getriebe der 1 .Gang oder der Retourgang eingelegt ist.In order to automatically set up both a distance security system and a distance measuring system with one and the same device according to the invention, the distance display can be switched over by the microcomputer to another measuring range if the measured speed drops below a certain value. It can also be switched over in that the evaluation device is connected to a transmission sensor and the distance display can be switched over to another measuring range by the microcomputer when the 1st gear or the return gear is engaged in the transmission.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles mit einer Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild des Ausführungsbeispieles.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with a drawing. The figure shows a schematic block diagram of the embodiment.

Die Figur zeigt 4 Sende- und Empfangseinheiten SE, die im Bereich der Ecken eines Kraftfahrzeuges nach vorne bzw. hinten gerichtet angebracht sind. Die Sendeeinheit gibt ein geeignetes, störsicher 2The figure shows 4 transmitter and receiver units SE, which are attached in the corners of a motor vehicle facing forwards or backwards. The transmitter unit gives a suitable, interference-free 2

Claims (5)

AT 399 414 B moduliertes Infrarotsignal ab, das fahrzeugspezifisch und damit unverwechselbar ist. Oie Empfangseinheit filtert das zugeordnete reflektierte Sendesignal heraus. Zur Signalverarbeitung ist die Sende- und Empfangseinheit SE mit einer einen Mikrocomputer U.C enthaltenden Auswertevorrichtung verbunden. Aus der Laufzeitdifferenz zwischen Sende- und zugeordnetem Empfangssignal wird der Abstand des vom Meßstrahl 5 getroffenen Gegenstandes ermittelt. Der Mikrocomputer nC ist mit einem Tachogenerator TG verbunden, der ein Signal liefert, das der Fahrzeugeschwindigkeit relativ zum Boden entspricht. Zur Bildung eines Abstandssicherheitssystems wird vom Mikrocomputer M-C aus der Fahrzeuggeschwindigkeit der Brems- und Reaktionsweg des Fahrzeuges berechnet und über eine Warnvorrichtung W ein optisches und akustisches Signal abgegeben, wenn ein 70 Sicherheitsabstand zu einem andern, vorausfahrenden Kraftfahrzeug unterschritten wird. Der aktuelle Abstand, der aus den Signalen der Sende- und Empfangseinheit SE ermittelt wird, wird über eine Abstandsanzeige AA dem Fahrer in Metern angezeigt. Gegebenenfalls kann auch auf andere landesübliche Maßeinheiten umgeschaltet werden. Über eine Zusatzeingabevorrichtung ZV können dem Mikrocomputer . uC Informationen über die Fahrbahnbeschaffenheit eingegeben werden. Das kann entweder manuell oder 75 über Sensoren für Reifenschlupf automatisch erfolgen. Dadurch wird sichergestellt, daß die Verlängerung des Bremsweges bei Nässe oder Glätte vom Mikrocomputer U.C entsprechend berücksichtigt wird. Eine entsprechende Bündelung und Ausrichtung des Meßstrahls der Sendeeinheit ermöglicht es, den Fahrer des Kraftfahrzeuges während eines Überholvorgangs insbesondere vor zu geringem Seitenabstand zu warnen. Diese Funktion ist auch dann nützlich, wenn vom Fahrer bei Nebel oder Schneetreiben 20 abgestellte Fahrzeuge oder Leitschienen seitlich vor dem fahrenden Fahrzeug erst sehr spät 2u bemerken sind. Der Mikrocomputer uC ist auch noch mit einer Signalisiervorrichtung SV verbunden, die im Heckbereich des Kraftfahrzeuges angebracht ist. Die Abstandsinformation von den nach hinten gerichteten Sende-und Empfangseinheiten SE wird vom Mikrocomputer uC gleichfalls ausgewertet, und ein nachfolgendes 25 Kraftfahrzeug über die Signalisiervorrichtung SV gewarnt, wenn dessen Sicherheitsabstand unterschritten wird. Durch diese zusätzliche, optische Warnung des Fahrers des nachfolgenden Kraftfahrzeuges kann die Gefahr von Auffahrunfälien auch für jene Kraftfahrzeuge herabgesetzt werden, die nicht mit einem Abstandsicherheitssystem ausgestattet sind. Mit Hilfe der 4 Sende- und Empfangseinheiten SE kann bei entsprechender Umschaltung durch den 30 Mikrocomputer uC ein Abstandsmeßsystem aktiviert werden. Fällt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unter einen bestimmten Wert, oder ist der I.Gang oder der Retourgang eingelegt, so schaltet der Mikrocomputer uC automatische auf den Betrieb des Abstandsmeßsystems um. Über die Abstandsanzeige AA erfolgt nun die Ausgabe des Abstandes von einem vorderen oder hinteren Gegenstand in cm. Dieses Abstandsmeßsystem ist eine wertvolle Hilfe, um dem Fahrer das Einparken seines Fahrzeuges zu erleich-35 tern. Fahrzeugbedingte Unterschiede, insbesondere unterschiedliche Stoßstangenbreiten werden mit einer Eichvorrichtung EV ausgeglichen. Durch diese Eichvorrrichtung EV wird das Meßergebnis der Sende- und Empfangseinheiten SV auf Null abgeglichen, wenn beispielsweise eine große Platte genau an der Stoßstange in den Meßstrahl gehalten wird. Mit der Eichvorrichtung EV ist es auch möglich, bei nachträglicher Anbringung von das Fahrzeug überragenden Zusatzteilen, wie einer Anhängerkupplung, das Abstandsmeß-40 System nachzujustieren. Über die Warnvorrichtung W kann der Fahrer vom Abstandsmeßsystem auch noch akustisch oder optisch gewarnt werden, wenn eine Kollision beim Einparken unmittelbar bevorsteht. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Abstandsmessung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem aktiven Meßsystem mit Sende- und Empfangseinheiten (SE) im Bereich von Ecken des Kraftfahrzeuges, wobei das Meßsystem Geber und Detektoren für Infrarot oder Ultraschall enthält und mit einer einen Mikrocomputer (uC) enthaltenden Auswertevorrichtung verbunden ist, an die eine Warnvorrichtung mit einem Geber für ein optisches und/oder akustisches Signal und eine optische Abstandsanzeige (AA) angeschlossen ist, so wobei die von der Sende- und Empfangseinheit (SE) abgestrahlten Wellen derart aufgefächert sind, daß auch seitlich vom Fahrzeug befindliche Gegenstände erfaßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Sende- und Empfangseinheit (SE) im Bereich der Front des Kraftfahrzeuges angeordnet ist und die abgestrahlten Wellen derart aufgefächert sind, daß sowohl vor, als auch seitlich vor dem Fahrzeug befindliche Gegenstände erfaßbar sind, daß eine Zusatzeingabevorrichtung (ZV) mit der 55 Auswertevorrichtung verbunden ist durch die Faktoren für unterschiedliche Fahrbahnbeschaffenheit manuell und/oder automatisch eingebbar sind und daß eine Eichvorrichtung (EV) für die Sende- und Empfangseinheiten (SE) mit der Auswertevorrichtung verbunden ist 3 AT 399 414 BAT 399 414 B modulated infrared signal, which is vehicle-specific and therefore unmistakable. The receiving unit filters out the assigned reflected transmission signal. For signal processing, the transmitting and receiving unit SE is connected to an evaluation device containing a microcomputer U.C. The distance of the object struck by the measuring beam 5 is determined from the transit time difference between the transmitted signal and the assigned received signal. The microcomputer nC is connected to a tachometer generator TG, which delivers a signal that corresponds to the vehicle speed relative to the ground. In order to form a distance safety system, the microcomputer M-C calculates the braking and reaction distance of the vehicle from the vehicle speed and emits an optical and acoustic signal via a warning device W when the distance to another motor vehicle in front is less than 70. The current distance, which is determined from the signals of the transmitting and receiving unit SE, is displayed to the driver in meters via a distance display AA. If necessary, you can also switch to other national units of measurement. Via an additional input device ZV, the microcomputer. uC Information about the condition of the road can be entered. This can be done either manually or automatically via tire slip sensors. This ensures that the extension of the braking distance in wet or slippery conditions is taken into account by the microcomputer U.C. Appropriate bundling and alignment of the measuring beam of the transmission unit makes it possible to warn the driver of the motor vehicle, in particular, of an insufficient lateral distance during an overtaking maneuver. This function is also useful if 20 vehicles or guardrails parked by the driver in front of the moving vehicle are not noticed until very late 2u in fog or snow. The microcomputer uC is also connected to a signaling device SV, which is attached in the rear area of the motor vehicle. The distance information from the rear-facing transmission and reception units SE is also evaluated by the microcomputer uC, and a following motor vehicle is warned via the signaling device SV if the safety distance falls below. With this additional, visual warning of the driver of the motor vehicle following, the risk of rear-end collisions can also be reduced for those motor vehicles which are not equipped with a distance safety system. With the help of the 4 transmitter and receiver units SE, a distance measuring system can be activated by the 30 microcomputer uC when switched appropriately. If the speed of the motor vehicle falls below a certain value, or if the 1st gear or the return gear is engaged, the microcomputer uC automatically switches over to the operation of the distance measuring system. The distance display AA now outputs the distance from a front or rear object in cm. This distance measuring system is a valuable aid to make it easier for the driver to park his vehicle. Vehicle-related differences, in particular different bumper widths, are compensated for with a calibration device EV. By means of this calibration device EV, the measurement result of the transmitting and receiving units SV is adjusted to zero if, for example, a large plate is held precisely on the bumper in the measuring beam. With the calibration device EV, it is also possible to readjust the distance measuring system when retrofitting additional parts that protrude the vehicle, such as a trailer coupling. The distance measuring system can also warn the driver acoustically or optically via the warning device W if a collision is imminent when parking. 1. Device for distance measurement for motor vehicles, consisting of an active measuring system with transmitting and receiving units (SE) in the area of corners of the motor vehicle, the measuring system containing sensors and detectors for infrared or ultrasound and with an evaluation device containing a microcomputer (uC) is connected to which a warning device with a transmitter for an optical and / or acoustic signal and an optical distance indicator (AA) is connected, so that the waves emitted by the transmitting and receiving unit (SE) are fanned out in such a way that also laterally from Objects located in the vehicle can be detected, characterized in that at least one transmitting and receiving unit (SE) is arranged in the region of the front of the motor vehicle and the emitted waves are fanned out in such a way that objects located in front of and in front of the vehicle can be detected, that an additional input device g (ZV) connected to the 55 evaluation device can be entered manually and / or automatically by the factors for different road conditions and that a calibration device (EV) for the transmitting and receiving units (SE) is connected to the evaluation device 3 AT 399 414 B. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung mit einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung verbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the evaluation device is connected to a speed measuring device. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 5 einen Tachogenerator (TG) enthält.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the speed measuring device 5 contains a tachometer generator (TG). 4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanzeige (AA) durch den Mikrocomputer (nC) auf einen anderen Meßbereich umschaltbar ist, wenn die gemessene Geschwindigkeit unter einem bestimmten Wert absinkt. 104. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance indicator (AA) by the microcomputer (nC) can be switched to another measuring range when the measured speed drops below a certain value. 10th 5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung mit einem Getriebesensor verbunden ist und die Abstandsanzeige (AA) durch den Mikrocomputer (uC) auf einen anderen Meßbereich umschaltbar ist, wenn im Getriebe der erste Gang oder der ' Retourgang eingelegt ist. 15 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 20 25 30 35 40 45 50 4 555. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device is connected to a transmission sensor and the distance indicator (AA) by the microcomputer (uC) can be switched to another measuring range when the first gear or the 'return gear is engaged in the transmission is. 15 Including 1 sheet of drawings 20 25 30 35 40 45 50 4 55
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DE102016115390A1 (en) * 2016-08-19 2018-02-22 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Retrofittable ultrasonic sensor device for a motor vehicle with movement detection device for detecting a movement of the motor vehicle

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