DE3115321A1 - "ultraschall-sende-und-empfangseinrichtung fuer fahrzeuge" - Google Patents

"ultraschall-sende-und-empfangseinrichtung fuer fahrzeuge"

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DE3115321A1 DE19813115321 DE3115321A DE3115321A1 DE 3115321 A1 DE3115321 A1 DE 3115321A1 DE 19813115321 DE19813115321 DE 19813115321 DE 3115321 A DE3115321 A DE 3115321A DE 3115321 A1 DE3115321 A1 DE 3115321A1
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Description

T.rrrvrwc - RΠuι IMi- - IClMMP "--- Patentanwälte und
IEDTKE DUHLING " I-\INwE - ; Vertreter beim EPA
Gm .!..«»" ".. ■ . _.- »;„ Dipl.-Ing. H.Tiedtke
RUPE " TELLMANN Dipl.-Chem. G. Bühling
9 Dipl.-Ing. R. Kinne
Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann
~r~ Bavariaring 4, Postfach 202403
8000 München 2
Tel.:089-539653
Telex: 5-24845 tipat
cable: Germaniapatent München
15. April 1981
DE 1146
case A5427-02
Nippon Soken, Inc. Nishio-shi, Japan
Ultraschall-Sende-und-Empfangseinrichtung für Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschall-Sende- und -Empfangseinrichtung für Fahrzeuge und betrifft insbesondere einen Ultraschall-Sender zum Aussenden einer Ultraschallwelle sowie einen Ultraschall-Empfänger zum Empfang der von einem Hindernis an der Rückseite eines Fcihrzeugs reflektierten Echowelle zwecks Ermittlung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist ein Ultraschallwandler in der Nähe der hinteren Stoßstange eines Fahrzeugs angebracht. Bei dieser bekannten Einrichtung sind die beim Aussenden von Ultraschall impulsen entstehen den Schwingungen des Ultraschallwandlers auch zu Beginn des Empfangs der Echowellen noch als gedämpfte Schwingung vorhanden. Da der Ultraschallwandler in der Nähe der Stoßstange bzw. des Stoßfängers angebracht ist, kann das von einem Hindernis reflektierte Echosignal nur sehr schwer von dieser f.edämpfLen Schwingung unterschieden werden, r.o daß die Ermittlung des Abstander, zwinch.cn der hinteren Stoßstange und dem in Rückwärtsr.ichtung
130065/0805 bad original
Deutsche Bank (München] Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804
RK 1146
Hierdurch ist gewährleistet, daß die Feststellung des Abstandes zwischen der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs und einem in nächster Nähe gelegenen Hindernis, an der der Fahrer beim Rückwärtsfahren hauptsächlich interessiert ist, zuverlässig, störungsfrei und äußerst genau erfolgt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beachrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das Aufbau und Anordnung der Bauelemente eines Ausführungsbeispiels der Ultraschall-Sende-und-Empfangseinrichtung veranschaulicht,
Fig. 2 einen schematischen Seitenaufriß, der die Anbringung der Ultraschall-Sende-und-Empfangseinrichtung gemäß Fig. 1 an einem Fahrzeug veranschaulicht, 20
Fig. 3 eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils der Ultraschall-Sende-und-Empfangseinrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 4a bis 4d Signalverläufe zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Ultraschall-Sende-und-Empfangseinrichtung,
Fig. b eine schematische Darstellung der Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels, bei der lediglich ein Ultraschallwandler Verwendung findet, und
Fig. 6 eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils
eines weiteren Ausführungsbeispiels. 35
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In Fig. 1, in der ein Ausführungsbeispiel der Ultraschall-Sende-und-Enipfangseinrichtung dargestellt ist, bezeichnen die Bezugszahl 1 einen Osy/. Lilator zur Erzeu-Jj1Un/', e Lru.-r Trägerfrequenz für ausgesendete Ultraschallwelleninipulse, die Bezup,i;zahl 2 einen Impulsgenerator zur Erzeugung eines Sende/Ernpfangs-Unischaltsignals und die Bezugszahl 3 eine Sende/Empfangs-Schalteinrichtung, die in Abhängigkeit von dem Sende/Empfangs-Umschaltsignal betrieben wird. Die Bezugszahl 4 bezeichnet einen Ultra-
'" schallwandler, der zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallimpulsen dient. Die Bezugszahl 5 bezeichnet einen Verstärker, während die Bezugszahl 6 einen konischen Trichter bzw. Hornstrahler zur Erzielung einer vorgegebenen Richtwirkung und die Bezugszahl 7 ein Wellenleiter-
'^ rohr bzw. einen Hohlleiter zur Kopplung des Ultraschallwandlers 4 mit dem konischen Hornstrahler 6 bezeichnen.
Wie Fjg. 2 zu entnehmen ist, ist der Ultraschallwandler 4 an der Unterseite des Fahrzeugs 8 in einem vorgegebenen
Abstand in Fahrtrichtung zu einem hinteren Stoßfänger 9 angebracht. Das offene Ende des konischen Hornstrahlers 6 ist im wesentlichen fluchtend mit dem hintersten Teil des Fahrzeugs, wie dein Ende des hinteren Stoßfängers
9, ausgerichtet. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, ist der 25
Ultraschallwandler 4 an einem Ende des zylindrischen Wellenleiters bzw. Hohlleiters 7 angebracht, der wiederum an seinem anderen Ende mit dem konischen Hornstrahler 6 verbunden ist. Der konische Hornstrahler 6 und der
zylindrische Hohlleiter 7 können vorher als Baueinheit 30
ausgebildet werden.
. Unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 4d wird nachstehend näher auf die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels eingegangen.
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-ΊΓ-(Ρ DE 1146
Wenn das von dem Impulsgenerator 2 abgegebene Sende/Empfangs-Umschaltsignal den in Fig. 4a dargestellten hohen Wert "1" annimmt, wird der Ultraschallwandler 4 über die Sende/Empfangs-Schalteinrichtung 3 durch das Ausgangr.n i gnal des Oszillators 2 in Schwingungen versetzt, :ju daß eine Ultraschallwelle über den Wellenleiter 7 und den Hornstrahler 6 abgegeben wird.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nimmt das Sende/ Empfangs-Umschaltsignal sodann in der in Fig. 4a dargestellten Weise den niedrigen Wert "O" an, so daß der Ultraschallwandler 4 zum Empfang des Echosignals mit dem Verstärker 5 verbunden wird. In diesem Zustand ist die von dem Schwingungssignal verursachte Schwingung des Ultraschallwandlers 4 (siehe Fig. 4b) nicht gelöscht, sondern weiterhin als gedämpfte Schwingung in der in Fig. 4c veranschaulichten Weise vorhanden. Dies hat zur Folge, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 5 ein von der gedämpften Schwingung gebildetes Signal d.. enthält, wie dies in Fig. 4d dargestellt ist.
Der Betrag dieses Signals d- ist jedoch ausreichend klein, da der Ultraschallwandler 4 einen Abstand zum hinteren Stoßfänger entsprechend einer Zeitdauer aufweist, die ein ausreichendes Abklingen der gedämpften Schwingung gewährleistet. Hierdurch kann das von einem Hindernis in der Nähe des hinteren Stoßfängers g zurückgeworfene Echosigna] d„ deutlich von dem von der gedämpften Schwingung gebildeten Signal d.. unterschieden werden, so daß der Fahrer über den Abstand zwischen dem nächstgelej'.iuien Hindernis und dem hinteren Stoßianger informiert werden kann, der ihn beim Zurücksetzen des Fahrzeugs ctm meisten interessiert.
Wenn der Ultraschallwandler 4 allein in der vorstehend
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beschriebenen Stellung am Fahrzeug angebracht wird, werden Aussenden und Empfangen der Ultraschallwelle vorn Unterbau des Fahrzeugs 8 in der in Fig. 5 veranschaulichten Weise behindert. Außerdem empfängt der Ul traschallwandler verschiedene :■'. Loreehosignale, die von Mehrfachreflexionen zwischen dem Unterbau des Fahrzeugs B und der Fahrbahn 10 stammen.
Diese Erscheinung kann vermieden werden, indem der Strahl der Ultraschallwelle durch einen Reflektor oder dergleichen gebündelt bzw. begrenzt wird. Ein solcher Reflektor ist jedoch zu groß, um am Fahrzeugkörper bzw. an der Karosserie angebracht zu werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel tritt dieses Problem jedoch nicht auf, da die Ultraschallwelle über den Wellenleiter bzw. Hohlleiter 7 und den konischen Hornstrahler 6 von dem Ultraschallwandler 4 ausgesendet und empfangen wird. Durch Verwendung des Wellenleiters 7 in Verbindung mit dem konischen Hornstrahler 6 werden nämlich die Störungen unterdrückt, die von don ,-auf dor Mehrfachreflexion zwisehen dem Unter-I >. 111 i|i;; I1'. ihr·.'.'·ιΐΐ',; ι M um! ι1<τ Κ.ιΙιΡίι.-ιΙιι ι Iu |η·πιΙκ·ιιΊ>Ίΐ ΙνΙιυ
yiyiialen verursacht werden.
25
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem der rohrförmige Wellenleiter bzw. Hohlleiter 7 mit einem vorgegebenen Krümmungsradius versehen ist. Die von dem Ultraschallwandler 4 abgegebene
ou Ultraschallweile und die über den konischen Hornstrahler 6 empfangene Ultraschallwelle werden durch den gekrümmten Wellenleiter 7 hindurch übertragen, wodurch im wesentlichen die gleiche V/irkung wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gewährleistet wird. Außerdem besteht hierbei die Möglichkeit, den Ultraschallwandler
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in abwärts gerichteter Lage anzubringen und ihn auf diese V/eise gegen eindringendes Wasser zu schützen, das andernfalls bei fahrendem Fahrzeug eindringen könnte. Hierbei kann der Wellenleiter bzw. Hohlleiter 7 in einem vorgegebenen Winkul gekrümmt sein.
Die vorstehend beschriebene Ultraschall-Sende-und Empfangseinrichtung ist somit an der Rückseite eines Fahrzeugs zur Ermittlung des Abstandes zwischen der Rückseite des Fahrzeugs und einem in deren Nähe gelegenen Hindernis angebracht. Die Ultraschall-Sende-und Empfangseinrichtung umfaßt hierzu einen Ultraschallwandler, der an einem tiefgelegenen Fahrzeugteil in einem vorgegebenen Abstand in Fahrtrichtung zum hinteren Ende des Fahrzeugs angeordnet ist, einen sich in rückwärtiger Richtung vom Fahrzeug öffnenden Hornstrahler und einen Wellenleiter bzw. Hohlleiter, über den der Hornstrahler und der Ultraschallwandler miteinander gekoppelt sind. Der Abstand zwischen dem Ultraschallwandler und dem hinteren Ende des Fahrzeugs ist derart gewählt, daß er einer Zeitdauer entspricht, die lang genug ist, um eine ausreichende Dämpfung der Restschwingungen des Ultraschallwandlers zu gewährleisten.
ßAD
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Leerseite

Claims (2)

  1. Patentansprüche
    U Ultraschall-Sende-und-Ernpfangseinrichtung für ein Fahrzeug, mit einem insbesondere an der Rückseite des Fahrzeugs angeordneten Ultraschallwandler zum Aussenden einer Ultraschallwelle und Empfangen einer von einem Hindernis reflektierten Echowelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwandler (4) an einem tiefgelegenen Teil des Fahrzeugs (8) in Fahrtrichtung in einem vorgegebenen Abstand zum hinteren Ende des Fahrzeugs angebracht ist, daß ein Hornstrahler (6) vorgesehen ist, der sich in rückwärtiger Richtung vom Fahrzeug öffnet, und daß ein rohrförrniger Wellenleiter (7) den Hornstrahler (6) und den Ultraschallwandler miteinander verbindet.
  2. 2. Ultraschall-Sende-und-Einpfangseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Wellenleiter (7) einen vorgegebenen Krümmungsradius aufw (»ist.
    BAD ORIGIfSiAL
    130065/080B
    UmiiIm In: M.ink (Muni hunt Iq11 M'h! (I/O
    r lictnH {Mun.liiiii hin VJAMHAA
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    DE 1146
    nächstgelegenen Hindernis zu der Stoßstange, an der der Fahrer beim Zurücksetzen des Fahrzeugs hauptsächlich interessiert ist, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist.
    5
    Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ultraschall-Sende-und-ErnpfangseinrJ chtung für Fahrzeuge derart auszugestalten, daß die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik behoben werden. 10
    Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.
    Erfindungsgemäß wird somit eine Ultraschall-Sende-und-Empfangseinrichtung für Fahrzeuge vorgeschlagen, die einen Ultraschallwandler, der in einem Bereich des Fahrzeugs angebracht ist, der von der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs in Fahrtrichung in einem Abstand angeordnet ist, welcher einer zur Erzielung einer zufriedenstellenden Verringerung des Betrages der gedämpften Schwingung des Ultraschallwandlers ausreichenden Zeitdauer entspricht, einen Trichter bzw. Hornstrahler zur Erzielung einer vorgegebenen Richtwirkung und ein Wellenleiterrohr zur Verbindung des Trichters bzw. Hornstrahlers mit dem Ultraschallwandler aufweist.
    Durch diese Anordnung wird das von einem in der Nähe der hinteren Stoßstange befindlichen Hindernis reflektierte Echosignal nach einer ausreichenden Dämpfung der ου Schwingung des Ultraschallwandlers empfangen, wodurch die Unterscheidung des reflektierten Echosignals von dem gedämpften Schwingungssignal wesentlich erleichtert und dadurch eine zuverlässige Ermittlung eines in der Nähe der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs befindlichen
    Hindernisses ermöglicht wird.
    BAD ORIGINAL
    130065/0805
DE3115321A 1980-07-10 1981-04-15 Ultraschall-Sende-/Empfangseinrichtung Expired DE3115321C2 (de)

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