DE19536000A1 - Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen - Google Patents

Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen

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Description

Stand der Technik
Abstandsmeßgeräte für Warn- und Abstandshaltefunktion in Kraftfahrzeugen müssen so ausgerichtet sein, daß sie die Verkehrssituation und die Fahrzeuge vor dem eigenen Fahrzeug erfassen.
Dazu sind bisher zwei Methoden bekannt:
  • - Das System wird so ausgelegt, daß vor dem Sensor eine so große Flache erfaßt wird, daß alle Nickwinkel und Fahrbahnkrümmungen abgedeckt werden.
  • - Das System wird abgeleitet von der Einfederung des Fahrzeugs nachgeregelt.
Beide Systemansätze haben erhebliche Nachteile:
Zum einen wird mit der ersten Lösung eine viel zu große Fläche betrachtet, zum anderen spiegelt die Einfederung des Fahrzeugs nur die Fahrbahnbeschaffenheit und nicht den Winkel Fahrzeug/Fahrbahn wider.
Beschreibung der Erfindung
Vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie wird anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben.
Der Abstandssensor wird entsprechend Fig. 1a so ausgeführt, daß vom Einbauort im Fahrzeug (101) z. B. drei oder mehrere getrennte Sende-Empfangskanäle (103,104 und 105) ausgehen, die vertikal aufgefächert und zueinander in einem festen Winkel angeordnet sind.
Betrachtet man die Echos z. B. eines optischen Systems, das die bekannte Pulslaufzeltmessung nützt, so werden von der Straße (106) Rückstreusignale (107) und (108) detektiert werden, während z. B. ein Fahrzeug (113) ein Signal (109) erzeugt.
Durch die Höhe der Anbringung des Sensors am Fahrzeug (101) und die Winkel zwischen den Sende-Empfangskanälen (103), (104) und (105) sind die Echos von der Straße (106) bei Ausrichtung des Gerätes mit dem Kanal (105) parallel zur Fahrbahn in einem definierten Abstand vom Fahrzeug und zueinander. Der Winkel zwischen Sensor und Fahrzeug (100) entspricht in etwa dem Winkel Fahrzeug-Fahrbahn (102).
Wird z. B. das Fahrzeug (101), wie in Fig. 1b dargestellt, so stark beladen, daß zwischen Fahrzeug (101) und Fahrbahn (106) ein Winkel von (110) gebildet wird, würden sich die Echos (111) und (112) der Sende-Empfangskanäle (103) und (104) weit vom Fahrzeug wegbewegen. Durch Nicken des gesamten Sensorsystems um den Winkel (114) wird erreicht, daß die Echos (111) und (112) wieder im gleichen Abstand vor dem Fahrzeug sind. Damit ist der Kanal (105) wieder annähernd parallel zur Fahrbahn (106) ausgerichtet. Damit ist das System wieder in der Lage, das Fahrzeug (113) zu detektieren. Durch die Auswertung des Abstandes des Echos der Kanäle (103) und (104) kann also der Kanal (105) in etwa parallel zur Fahrbahnoberfläche ausgerichtet werden.
Dabei ist es gleichgültig, ob das Fahrzeug selbst den Winkel zur Fahrbahn durch z. B. Beladung oder durch Bremsen oder durch Beschleunigung bildet oder durch die Fahrbahn durch entsprechende Krümmung (Steigerung oder Gefälle) der Winkel zum Fahrzeug geändert wird.
Die Systemkonfiguration soll anhand Fig. 2 beschrieben werden.
Das Sensorsystem (208) enthält die Fahrbahnsensoren (201) und (202), die wie in Fig. 1 beschrieben Sende-Empfangskanäle direkt auf die Straße gerichtet enthalten und vorzugsweise optische Pulslaufzeitsensoren sind. Diese sind mit einem Auswerterechner verbunden, der die Abstände des Echos vom Fahrzeug und die Form des Echos auswertet. Starr mit dem System (208) ist der eigentliche Abstandssensor (207) verbunden. Dieser Abstandssensor kann durch jegliches physikalisches Prinzip ausgeführt werden, z. B. optisch Pulslaufzeit oder Radar-Puls-Doppler. Die Signale dieses Sensors (207) können getrennt oder auch im Rechner (203) ausgewertet werden.
Die Abstände der Echos vom Fahrzeug und damit der Winkel zum Fahrzeug werden mit dem Motor (204) so nachgestreut, daß die Abstände konstant bleiben. Durch die Verwendung von zwei oder mehr Sende-Empfangskanälen, die die Fahrbahnechos auswerten, kann auch die Fahrbahnkrümmung bei der Nachstellung berücksichtigt werden.
Damit nicht bei Schlaglöchern oder einer Unebenheit über eine sehr kurze Strecke eine Nachregelung erfolgt, kann entweder im Rechner (203) eine entsprechende Zeitkonstante implementiert werden oder das Signal eines Vertikalgyrators (206) so ausgewertet werden, daß kurze Nickbewegungen nicht berücksichtigt werden.
Wird das Sensorsystem, wie in Fig. 3 gezeigt, im Fahrzeug (101) relativ weit über der Fahrbahn (106) angebracht, so kann das System mit den Sende-Empfangskanälen (103) und (104) natürlich auch zur Erfassung von kleinen Fahrzeugen (301) im absoluten Nahbereich dienen. Das Echo wird dabei von dem der Straße durch Lage des Echos zueinander, während der Annäherung und durch die Pulsform unterschieden, so daß in diesem Falle im Rechner (203) der Abstand zum Fahrzeug (301) ausgegeben wird und die Vertikalnachregelung (206) nicht betätigt wird.
Natürlich kann die Niveauregulierung des Sensors auch mit nur einem Sende-Empfangskanal, der die Bodenechos als Funktion des Abstandes vom Fahrzeug für die Nachstellung auswertet, ausgeführt werden.
Entsprechend Fig. 4 kann das System in ein Fahrzeug so eingebaut werden, daß die Sende-Empfangskanäle (201) und (202) starr mit dem Fahrzeug verbunden sind und der Rechner (203) durch die Auswertung der Lage und Pulsform des Echos des vertikalen Abstandswinkel einen Abstandssensors (401) durch statische optische oder elektromagnetische Maßnahmen einstellt. Dies kann durch Umschaltung von Sende-Empfangsgruppen oder durch interne Komponentenschwenkung oder durch optische oder elektromagnetische Phasensteuerung erfolgen. Die Abstandssignale können einen Rechner oder eine Schnittstelle im Fahrzeug (402) übergeben werden.
Die Dämpfung des Systems kann mit Hilfe einer Zeitkonstante oder durch Nutzung der Signale eines Vertikalgyrators (206) erfolgen. Natürlich können mit dem System auch Komponenten wie Frontscheinwerfer, Kameras oder Spiegel (404) über einen oder mehrere Motore oder Maßnahmen in ihrer Lage zur Fahrbahn zugleich nachgesteuert werden.

Claims (7)

1. Niveaueinstellung für Abstandsmeßgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Pulslaufzeitsensorkanäle auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug gerichtet ist und die Pulsform und oder der Abstand des Echos vor dem Fahrzeug zur Nickwinkeleinstellung des Sensorsystems ausgewertet wird.
2. Niveaueinstellung für Abstandsmeßgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anbringung des Sensorsystems in großem vertikalem Abstand von der Fahrbahn, die auf die Fahrbahn gerichteten Pulslaufzeitsensorkanäle zugleich zur Abstandsmessung von sehr niedrigen Fahrzeugen in nahem Abstand dienen.
3. Niveaueinstellung für Abstandsmeßgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Niveauregulierung eine Zeitkonstante zur Vermeidung von zu schnellen Nachstellungen, z. B. bei Schlaglöchern in der Fahrbahn, eingeführt wird.
4. Niveaueinstellung für Abstandsmeßgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Regelverhaltens der Niveauregulierung das Signal eines Vertikalgyrators mitherangezogen wird.
5. Niveaueinstellung für Abstandsmeßgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveauverstellung durch optisch oder elektromagnetische Strahlablenkverfahren ohne bewegte Teile erfolgt.
6. Niveaueinstellung für Abstandsmeßgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor in seinem Niveau zur Fahrbahn getrennt von den Sende-Empfangs-Kanälen, die die Bodenechos auswerten, nachgestellt wird.
7. Niveaueinstellung für Abstandsmeßgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren elektromagnetischen Pulslaufzeitsensorkanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem System andere Sensoren und Teile des Fahrzeuges wie Frontlichter, Videosysteme, Spiegel in ihrer Winkellage zur Fahrbahn nachgestellt werden.
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