DE3315647C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallwarngerät für Kraftfahrzeuge einschließlich deren Anhänger, umfassend einen Ultraschallsender und -empfänger mit seitlich nach rückwärts zur Überholspur hin gerichtetem Sende- bzw. Empfangsbereich und einen Warnsignalgeber, der bei Empfang von durch ein Fahrzeug auf der Überholspur reflektierter Ultraschallstrahlung ein Warnsignal für den Fahrer des Kraftfahrzeugs abgibt.

Auf Urlaubsreisen mit einem Caravan erlebt man immer wieder, daß der Wohnanhänger ins Schleudern gerät, wenn er von Lastkraftwagen oder Autobussen überholt wird. Das Schleudern kann stark reduziert werden, wenn der Abstand zum überholenden Fahrzeug vergrößert wird. Setzt ein LKW oder Bus zum Überholen an, ist es immer noch möglich mit dem Gespann zur Grenzlinie der rechten Standspur zu fahren. Jedoch versäumt man es häufig, den Zeitpunkt des Überholvorganges zu erkennen. Wenn im Rückspiegel ein LKW oder Bus gesichtet wird, ist der Zeitpunkt, wann man überholt wird, nicht vorauszusagen.

Aus der DE-OS 31 15 321 und der DE-OS 31 26 161 sind zwar Ultraschallwarngeräte für Kraftfahrzeuge bekannt, die einen Ultraschallsender und -empfänger in der Form eines einzigen Ultraschallwandlers aufweisen, sowie einen Warnsignalgeber, der beim Empfang von Ultraschallstrahlung, die durch ein Hindernis reflektiert wird, ein Warnsignal für den Fahrer des Kraftfahrzeugs abgibt. Bei diesen Ultraschallwarngeräten handelt es sich jedoch um solche Ultraschallgeräte, die am unteren rückseitigen Ende des Fahrzeugs derart angebracht sind, daß sie hinter dem Fahrzeug befindliche Hindernisse anzeigen, damit der Fahrer beim Rückwärtsfahren nicht auf ein solches Hindernis auffährt, so daß also damit Personen und Gegenstände sowie das Fahrzeug selbst davor geschützt werden sollen, beim Rückwärtsfahren angefahren zu werden.

Die weiteren zum Stand der Technik gehörende, jedoch nicht vorveröffentlichte DE-OS 33 13 866 betrifft ein Ultraschallwarngerät für Kraftfahrzeuge einschließlich deren Anhänger, das einen Ultraschallsender und -empfänger umfaßt, die allgemein als "Abstandsmeßvorrichtung" bezeichnet sind und auch durch Infrarotsender und -empfänger oder Radarsender und -empfänger oder schließlich sonstige elektromagnetische Sender sowie Empfänger ersetzt sein können. Bei diesem Ultraschallwarngerät sind Sende- bzw. Empfangsbereiche nach rückwärts zur Überholspur hin gerichtet. Beim Empfang von Ultraschallstrahlung, welche durch ein Fahrzeug auf der Überholspur reflektiert worden ist, gibt ein Warnsignalgeber, der beispielsweise die Form einer Leuchtdiode hat, ein Warnsignal für den Fahrer des Kraftfahrzeugs ab. Dieses Ultraschallwarngerät betrifft den Fall, daß Fahrzeuge im "toten Sichtbereich" erkannt werden sollen, also solche Fahrzeuge, die weder durch den Sichtbereich des Innenrückspiegels noch durch den Sichtbereich des Außenrückspiegels sichtbar sind, weil sie sich bereits im Überholvorgang befinden. Damit befindet sich aber das Fahrzeug, welches überholt wird, bereits im Luftverdrängungsbereich des überholenden Fahrzeugs, so daß dieses Ultraschallwarngerät für den eingangs erläuterten Fall des Überholens eines Kraftfahrzeugs mit Wohnwagenanhänger nicht geeignet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ultraschallwarngerät zur Verfügung zu stellen, das den Fahrer eines Fahrzeugs mit Anhänger, insbesondere mit Wohnwagenanhänger, vor der Überholung durch einen Lastkraftwagen oder einen Lastzug oder einen Autobus warnt, weil hierbei infolge der großen Luftverdrängung erhebliche Kräfte auf den Anhänger, insbesondere den Wohnwagenanhänger, ausgeübt werden, die leicht dazu führen können, daß der Anhänger ins Schleudern gerät.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ultraschallsender und -empfänger als voneinander gesonderte Sendeeinheit und Empfangseinheit hinten auf dem Dach des Anhängers, insbesondere eines Wohnwagenanhängers, derart angebracht und ausgerichtet sind, daß eine Reflexion des von der Sendeeinheit ausgesandten Ultraschalls zur Empfangseinheit in einer einem Lastkraftwagen oder Omnibus entsprechenden Höhe erfolgt, wenn dieser zum Überholen ansetzt, dagegen nicht in einer einem Personenkraftwagen entsprechenden Höhe.

Auf diese Weise wird mit dem erfindungsgemäßen Ultraschallwarngerät eine rechtzeitige Warnung erreicht, nämlich bereits dann, wenn der Lastkraftwagen oder Omnibus zum Überholen ansetzt, also bevor er mit seiner gefährlichen Luftverdrängung in die Höhe des zu überholenden Anhängers kommt. Gleichzeitig wird erreicht, daß überholende Personenkraftwagen kein Warnsignal auslösen können, weil die Ultraschallwellen auf einem höheren Niveau ausgesandt und reflektiert werden, als es die Höhe eines Personenkraftwagens ist. Infolgedessen wird nur bei einer echten Gefahr ein Warnsignal ausgelöst, so daß die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht unnötig in Anspruch genommen wird und damit auch nicht die Gefahr besteht, daß der Fahrer wegen einer zu großen Zahl unnötiger "Warnsignale" schließlich die Warnsignale überhaupt nicht mehr beachtet.

Es sind bereits mehrere Autobahn-Probefahrten mit einem Versuchsaufbau durchgeführt worden. Die Ergebnisse waren sehr positiv. Bei Fahrgeschwindigkeiten von 0 bis 100 km/h konnten die überholenden Fahrzeuge eindeutig ausgemacht werden.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Ultraschallkristallschwingerkapsel mit Schallwellenumlenkung und -bündelung,

Fig. 2 eine Einbauanordnung einer Sendeultraschallkristallschwingerkapsel und einer Empfangsultraschallkristallschwingerkapsel,

Fig. 3 bis 6 verschiedene Verkehrssituationen eines Wohnwagens, der mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallwarngeräts ausgerüstet ist,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Ultraschallwarngerätes nach der Erfindung,

Fig. 8 ein Schaltbild eines Senders einer Ausführungsform eines Ultraschallwarngeräts nach der Erfindung,

Fig. 9 die Ausgangsspannung eines Ultraschallempfängers einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallwarngeräts,

Fig. 10 ein Modell eines Gehäuses für die Aufnahme von Sende- und Empfangskapseln,

Fig. 11 eine Gipsform für die Herstellung eines Gehäuses nach Fig. 10,

Fig. 12 ein aus Polyester hergestelltes Gehäuse in Originalgröße und

Fig. 13 eine Überholsituation.

Wie Fig. 1 zeigt, sind nicht wettergeschützte Ultraschallschwingerkapseln 1, die bei der Fernsehgerätfernsteuerung verwendet wurden, durch Schallwellenumlenkung 2 wettergeschützt eingebaut, wobei die Schallumlenkung mit Hilfe eines Rohres 3 vorgenommen wird, wodurch gleichzeitig eine Bündelung 4 des Ultraschalls erfolgt.

Die Fig. 2 veranschaulicht, daß die Sendeultraschallkristallschwingerkapsel als Sendeeinheit 5 und die Empfangsultraschallkristallschwingerkapsel als Empfangseinheit 6 so eingebaut sind, daß sich der optimale Schallrefelxionspunkt 7 in dem zu überwachenden Bereich 8 befindet.

Es sei nun anhand der Fig. 3 bis 6 eine allgemeine Beschreibung eines Ultraschallwarngeräts gegeben, das ein Warnsignal abgibt, wenn ein Lastkraftwagen oder Omnibus zum Überholen eines Kraftfahrzeugs mit Anhänger ansetzt.

Die Sende- und Empfangseinheit 5 bzw. 6 wird hinten auf dem Wohnwagendach angebracht; sie werden so ausgerichtet, daß die Reflexion des Ultraschalls optimal in der Mitte der Überholspur auf der Autobahn stattfindet.

Wie Fig. 3 zeigt, wird hier keine Ultraschallreflexion eintreten und dadurch kein Warnsignal im Zugwagen ausgelöst, da der sich nähernde LKW noch nicht von den Ultraschallwellen erfaßt wird.

In Fig. 4 ist zu sehen, wie der LKW zum Überholen ansetzt. Noch bevor er mit seiner gefährlichen Luftverdrängung in die Höhe des zu überholenden Wohnwagens kommt, treffen ihn die Ultrakurzwellen, werden somit reflektiert, und es wird im Zugwagen ein Signal ausgelöst. Der gewarnte Fahrer kann nun schon wesentlich früher mit dem Gegenlenken oder mit dem Ausscheren nach rechts zur Standspur beginnen und so der Gefahr des Schleuderns vorbeugen.

Die Fig. 5 zeigt die Aussendungshöhe der Ultraschallwellen. Da Autos eine wesentlich kleinere Luftverdrängung haben als LKW's, besteht die Gefahr des Schleuderns nicht so stark. Aufgrund der Höhe des Wohnwagens können die Autos die Ultraschallwelle unterfahren, und es wird kein Warnsignal ausgelöst.

Auch eventuell reflektierende Gegenstände, wie Brückenpfeiler und Leitplanken, können unberücksichtigt bleiben, da die Reichweite des Ultraschallsenders durch Einstellung der Eingangsverstärkung die Reichweite bestimmt, wie in Fig. 6 veranschaulicht ist.

Nachstehend wird anhand der Fig. 7 bis 9 eine Funktionsbeschreibung gegeben.

Der Sender erzeugt eine Frequenz von 37 kHz (Fig. 8). Der z. B. am LKW reflektierte Ultraschall erreicht den Empfänger. Der Empfänger besitzt eine Filterstufe für 37 kHz (Fig. 9), so daß andere Frequenzen nicht durchgelassen werden.

Mit Hilfe des regelbaren Verstärkers (Fig. 7) kann die Ansprechempfindlichkeit eingestellt werden. Die Schaltstufe (Fig. 7) steuert die Indikatoren (Lampen, Läutewerke usw.) an.

In Fig. 8 ist ein Oszillator nach dem Prinzip der "Meißner- Schaltung" gezeigt, der eine Schaltungsstufe zum Erzeugen von Schwingungen durch Mitkopplung ist. Um die Phasenbedingung ϕ=0 zu erfüllen, wird das zugeführte Signal zur Basis des Transistors durch entsprechende Polung der Sekundärwicklung um 180° gedreht. Die Frequenz, in diesem Fall 37 kHz, wird durch eine Spule L und einen Kondensator C bestimmt. Der Trimmwiderstand R im Basisspannungsteiler dient zum Einstellen des Arbeitspunktes des Transistors.

Die Mitkopplung der Schaltung ist erfüllt, wenn das Produkt der Verstärkung des Transistors und der zurückgeführten Spannung 1 beträgt.

V · k = 1

(siehe O. Limann, "Funktechnik ohne Ballast", München, 1975.)

Nun sei das Herstellungsverfahren der Gehäuse aus Poly- Faser für die Aufnahme von Sende- und Empfangskapseln unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 näher erläutert:

Der erste Entwurf für das stromlinienförmige Gehäuse (Fig. 10) wurde aus Knete modelliert und so fertiggestellt, daß dieses Modell schon für die Herstellung einer Gipsform (Fig. 11) verwendet werden konnte. In der Regel werden die Modelle aus Holz gefertigt, jedoch wurde mit der hier angewandten Methode Zeit gespart. Die Form des Modells entstand unter Berücksichtigung der Größe der einzubauenden Teile und der Stromlinienförmigkeit.

Nach Fertigstellung der Gipsform wurde die gefettete Form mit der Poly-Faser-Kunststoffmasse (Fabrikat: Akemi, 8500 Nürnberg 61) bestrichen. Diese Kunststoffmasse ist ein sehr stabiler Zweikomponenten-Kleber, der bei Ausbesserungsarbeiten in der Kfz-Technik verwendet wird.

Die nach dieser Methode hergestellten Gehäuse-Halbschalen wurden durch Schmirgeln geglättet und anschließend lackiert.

Die Gehäuse-Halbschale wiegt 100 g und hat einen Materialwert von DM 1,25. Die Fig. 12 zeigt die wettergeschützte Anordnung der Sende- und Empfangskapsel.

Kostenrechnung für die komplette Anlage:
Sende- und Empfangseinheit:
 2 Stück GehäuseDM  5,-  2 Stück Quarz-KapselDM 12,- KleinmaterialDM  3,- DM 20,00

Sender:
 1 Stück Spule m. KernDM  2,50  1 Stück TransistorDM  1,20  1 Stück TrimmpotiDM  0,50  2 Stück WiderständeDM  0,10  1 Stück KondensatorDM  0,15  1 Stück LeiterplatteDM  1,50 DM  5,95

Empfänger:
 1 Stück ICDM  4,50  1 Stück LeiterplatteDM  1,50 12 Stück WiderständeDM  0,60 10 Stück KondensatorDM  1,50 DM  8,10

Verstärker:
MaterialkostenDM  3,50

Schaltstufe:
MaterialkostenDM  7,50

Indikator:
MaterialkostenDM  2,50

Materialkosten, GesamtkostenDM  49,55 Montage- u. Prüfzeit 4 Std. à DM 30,-DM 120,- Komplette AnlageDM 169,55

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung ein als Überholwarngerät arbeitendes Ultraschallwarngerät zur Verfügung gestellt, dem die folgende Erfahrung zugrunde liegt, die auf Urlaubsreisen gemacht werden kann:

Überholt ein LKW oder ein Bus einen PKW mit Wohnanhänger, gerät der Wohnwagen durch den Luftzug leicht ins Schleudern. Da der genaue Beginn des Überholvorgangs nicht leicht zu erkennen ist, wird zum Beispiel ein frühzeitiges Gegensteuern oder zumindest ein Auf-der-Hut-Sein unmöglich.

Das Gerät, das auf dem Wohnwagendach montiert wird, enthält einen Ultraschallsender und -empfänger. Die Einheiten sind so ausgerichtet, daß ein überholender LKW die Ultraschallwellen in der Mitte der Überholspur gleich zu Beginn des Überholvorganges - der ja oft im toten Winkel liegt - reflektiert und damit im Zugwagen ein Signal auslöst. Der Fahrer kann wählen, ob er lieber optisch oder akustisch oder von Lampe und Summton gleichzeitig gewarnt werden will, Beim Fahren ist das Gerät so justiert, daß überholende PKWs den Ultraschall unterfahren und Brückenpfeiler nicht getroffen werden.

Die technischen Teile wurden in einem selbstgebauten Polyestergehäuse untergebracht, das schon einige Probefahrten bei 100 Stundenkilometer auf einem Versuchsfahrzeug überstanden hat. Doch das Ultraschallwarngerät kann nicht nur Urlaubsreisen mit dem Wohnanhänger sicherer machen, auch LKW-Fahrer können rechtzeitig erfahren, wenn ein Kollegen- Brummi zum Überholen ansetzt.

Claims (1)

1. Ultraschallwarngerät für Kraftfahrzeuge einschließlich deren Anhänger, umfassend einen Ultraschallsender und -empfänger mit seitlich nach rückwärts zur Überholspur hin gerichteten Sende- bzw. Empfangsbereich und einen Warnsignalgeber, der bei Empfang von durch ein Fahrzeug auf der Überholspur reflektierter Ultraschallstrahlung ein Warnsignal für den Fahrer des Kraftfahrzeugs abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallsender und -empfänger als voneinander gesonderte Sendeeinheit (5) und Empfangseinheit (6) hinten auf dem Dach des Anhängers, insbesondere eines Wohnwagenanhängers, derart angebracht und ausgerichtet sind, daß eine Reflexion des von der Sendeeinheit (5) ausgesandten Ultraschalls zur Empfangseinheit (6) in einer einem Lastkraftwagen oder Omnibus entsprechenden Höhe erfolgt, wenn dieser zum Überholen ansetzt, dagegen nicht in einer einem Personenkraftwagen entsprechenden Höhe.