DE3540704A1 - Einrichtung zur abstandsmessung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abstandsmessung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine Abstandsmeßeinrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 33 47 442 bekannt. In dieser Vorveröffentlichung ist bereits darauf hingewiesen, daß man zur Verbesserung der Auswertegenauigkeit bei einem solchen System die Wandler mehrfach nacheinander ansteuern und aus den jeweils erfaßten Meßwerten einen Mittelwert bilden sollte. Dies hat jedoch zur Folge, daß der Meßzyklus zur selektiven Ansteuerung aller Wandler stark vergrößert wird. Dies kann bei einer schnellen Annäherung eines Fahrzeuges an ein Hindernis zu kritischen Situationen führen. Zur Lösung dieses Problems kann man die Laufzeiten der Echosignale miteinander vergleichen und in Abhängigkeit von diesem Vergleich bestimmte Wandler bevorzugt ansteuern. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel in dieser Vorveröffentlichung werden zunächst alle Wandler vierfach aktiviert. Im nächsten Meßzyklus wird dann lediglich noch der Wandler mit der kürzesten Echolaufzeit vierfach aktiviert, während alle anderen Wandler nur noch zweifach aktiviert werden. Die Meßzykluszeit kann damit beträchtlich abgesenkt werden, wobei wegen der Bildung des Mittelwertes aus vier Meßwerten eine große Auswertegenauigkeit gegeben ist. Bei dieser Lösung wird also davon ausgegangen, daß man zunächst mit großer Sicherheit das nächstliegende Hindernis detektieren sollte und erst dann die Meßzykluszeit herabsetzen sollte.

Bei einer anderen in dieser Vorveröffentlichung angedeuteten Ausführung soll jeweils zwischen zwei anderen Wandlern der Wandler mit der kürzesten Echolaufzeit bevorzugt angesteuert werden. Auch dabei wird also der Wandler mit der kurzen Laufzeit im Interesse der Erhöhung der Auswertegenauigkeit mehrfach angesteuert. Bei einer Vielzahl von Wandlern führt aber auch dieses System zu einer sehr langen Meßzykluszeit. Denn beispielsweise bei sechs am Kraftfahrzeug angebrachten Wandlern wird der Wandler mit der kürzesten Echolaufzeit fünfmal bei jedem Meßzyklus angesteuert.

Schließlich ist in dieser Vorveröffentlichung auch noch eine Ausführung angedeutet, bei der nur bestimmte Wandler angesteuert werden, wenn einer dieser Wandler ein Echosignal mit einer bestimmten Laufzeit erfaßt. Ein solches System hat aber den Nachteil, daß ein Hindernis im Detektionsbereich eines nicht angesteuerten Wandlers möglicherweise nicht rasch genug erfaßt würde.

Insgesamt ist also festzustellen, daß die in dieser Vorveröffentlichung beschriebenen Alternativen noch kein Optimum hinsichtlich Auswertegenauigkeit und ausreichend rascher Meßwerterfaßung bieten. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von Wandlern an einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß ein ausreichend großer Überwachungsbereich nur mit sechs Wandlern geschaffen werden kann, von denen zwei im vorderen Bereich und vier im Heckbereich des Fahrzeuges angeordnet sein sollten.

Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Abstandsmeßeinrichtung dieser Art so weiterzubilden, daß eine ausreichend hohe Auswertegenauigkeit bei schneller Meßzykluszeit gegeben ist, so daß auch bei unvermeidbaren Störeinflüssen, die zu Meßungenauigkeiten führen könnten, ein Fahrer sich auf die Funktionsfähigkeit des Systems verlassen kann. Dabei soll dem Fahrer ein Hindernis verständlich gemeldet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Mermalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, daß man zunächst bei jedem Meßzyklus alle Wandler ansteuern sollte, damit der gesamte Bereich vorne und hinten am Kraftfahrzeug wirksam überwacht wird. Dabei genügt zunächst eine einfache Aktivierung der Wandler, so daß die Meßzykluszeit kurz ist und die Gefahr durch ein Hindernis rasch erkannt wird. Sobald ein Hindernis erkannt wird, sollte der entsprechende Wandler im nächsten Meßzyklus zur Erhöhung der Meßgenauigkeit zweifach angesteuert werden. Damit Echosignale vom ersten Pulspaket dieses Wandlers nicht als Echosignale des zweiten Pulspaketes mißgedeutet werden können, sollte zwischen den beiden Pulspaketen für diesen Wandler eine Zeitverzögerung vorgesehen werden, die dazu ausgenutzt wird, daß wenigstens ein anderer Wandler angesteuert und damit dessen Detektionsbereich überprüft wird.

Auch bei diesem System wird also in Abhängigkeit von einem Vergleich der Laufzeit der Echosignale die Reihenfolge der Ansteuerung der Wandler während eines Meßzyklus festgelegt, wobei gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung darauf geachtet wird, daß räumlich benachbarte Wandler nicht unmittelbar nacheinander angesteuert werden. Damit werden Meßfehler bei sich teilweise überlappenden Überwachungsbereichen der einzelnen Wandler vermieden.

Zur Realisierung dieses Grundgedankens der Erfindung wird man gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in unterschiedlichen Speicherbereichen eines Speichers die Reihenfolge der Wandleransteuerung für jeweils einen bestimmten Meßzyklus fest vorgeben. Die Reihenfolge der Wandleransteuerung hängt dann davon ab, welcher Speicherbereich dieses Speichers von dem Ausgangssignal des Vergleichers angewählt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung sind also im Prinzip zwei unterschiedliche Meßzyklen mit einer bestimmten Reihenfolge der Wandleransteuerung vorgegeben. Es werden nämlich entweder alle Wandler nur jeweils einfach aktiviert oder es wird in einem Meßzyklus jeweils ein bestimmter Wandler zweifach aktiviert. Damit nun bei evtl. Fehlmessungen keine für den Fahrer eines Kraftfahrzeuges verwirrende Anzeige ausgelöst wird, soll gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus den Laufzeiten der Echosignale des zweifach angesteuerten Wandlers ein Mittelwert gebildet werden und eine Änderung des Anzeigewertes nur erfolgen, wenn dieser Mittelwert kleiner ist als die Laufzeit der Echosignale der anderen Wandler. Ein Mittelwert wird dabei nur gebildet, wenn wirklich während eines Meßzyklus bei einem Wandler zwei Echosignale auftreten. Erscheint nur ein Echosignal bei einer zweifachen Ansteuerung eines Wandlers während eines Meßzyklus, wird der Anzeigewert nicht geändert. Auf diese Weise vermeidet man also eine zu häufige Änderung des Anzeigewertes, die den Fahrer eines Kraftfahrzeuges verwirren könnten. Man kann also im Ergebnis sagen, daß nur dann eine Meldung auf der Anzeigestufe erzeugt wird, wenn der Wandler, der zweifach während eines Meßzyklus aktiviert wurde, auch wirklich zwei Echosignale empfangen hat, und wenn außerdem der Mittelwert der Laufzeit dieser Echosignale kleiner ist als die Laufzeit der Echosignale aller anderen Wandler.

Eine den Erfordernissen optimal entsprechende Auswertung und Anzeige der Meßwerte wird mit den Merkmalen des Anspruchs 5 erreicht. Dabei wird also bei einer Verringerung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis, also bei Annäherung des Fahrzeuges an ein Hindernis die Anzeigestufe aktiviert, bei einer Vergrößerung des Abstandes aber die Anzeigestufe sofort abgeschaltet. Bei einem Stillstand des Fahrzeugs wird die Anzeigestufe nach etwa 2 Sekunden verzögert abgeschaltet, wobei in diesem Zusammenhang wesentlich ist, daß auch bei Amplitudenschwankungen des analogen Echosignals und damit verbundener Unterschiede in den Echolaufzeiten ein Stillstand des Fahrzeuges erkannt wird. Dazu dient der Stillstandsdetektor, der ein entsprechendes Schaltsignal nicht nur dann auslöst, wenn die Vergleichswerte identisch sind, sondern auch dann, wenn die Differenz dieser Vergleichswerte kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert. Sind also die Laufzeiten der Echosignale innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, wird davon ausgegangen, daß das Fahrzeug steht bzw. der Abstand zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug konstant bleibt. Dabei muß nun allerdings berücksichtigt werden, daß wegen des geringen zeitlichen Abstandes zweier Meßzyklen bei einer bestimmten, beim Einparken eines Kraftfahrzeuges üblichen Fahrgeschwindigkeit die Vergleichswerte immer innerhalb dieses zugelassen Toleranzbereiches liegen könnten, und damit eine Annäherung des Fahrzeuges an ein Hindernis nicht erkannt werden könnte. Deshalb wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß man nicht die Vergleichswerte aus zwei aufeinander folgenden Meßzyklen miteinander vergleicht, sondern den vorletzten ermittelten Mittelwert der Laufzeiten der Echosignale mit dem aktuellen Mittelwert vergleicht.

Natürlich könnte auch in einem solchen Fall bei einer sehr langsamen Annäherung an das Hindernis die Anzeigestufe abgeschaltet werden. Um auch bei einem solchen Fall die Warnfunktion für den Fahrer zu verbessern, wird gemäß Anspruch 7 nach dem Abschalten der Anzeigestufe der Stillstandsdetektor unwirksam geschaltet und stattdessen ein Wegdetektor aktiviert. Das bedeutet, daß die Anzeigestufe auf jeden Fall erneut aktiviert wird, wenn sich das Fahrzeug um mehr als beispielsweise 5 cm einem Hindernis nähert. Dabei wird berücksichtigt, daß sich das Fahrzeug zwischenzeitlich von dem Hindernis entfernen könnte, denn es wird dann der jeweils größtmögliche Abstand des Fahrzeuges zu diesem Hindernis in den Meßwertspeicher eingeschrieben. Bei einer erneuten Annäherung des Fahrzeuges an das Hindernis wird daher frühzeitig eine Warnung ausgelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild für eine Abstandsmeßeinrichtung und

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer Meßwertverarbeitungsstufe.

In dem Prinzipschaltbild nach Fig. 1, das nur die für die Erfindung wesentliche Komponenten schematisch darstellt, erkennt man sechs elektroakustische Wandler zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen, die mit V 1, V 2, H 1, H 2, H 3 und H 4 bezeichnet sind. Die Wandler V 1 und V 2 sind vorne am Kraftfahrzeug vorzugsweise in der Stoßstange angeordnet, die mit H bezeichneten Wandler sind dagegen im Heckbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Jedem dieser Wandler ist ein Schaltelement 10 zugeordnet, das den entsprechenden Wandler mit einem Hochfrequenzgenerator 11 verbinden kann. Diese Schaltelemente sind schematisch als UND-Gatter dargestellt, damit die selektive Aktivierung dieser Wandler deutlich wird. Außerdem ist jedem Wandler ein weiteres Schaltelement 12 zugeordnet, über die die entsprechenden Wandler selektiv mit einem analogen Empfangsverstärker 13 verbunden werden können. Auch diese Schaltelemente 12 sind schematisch lediglich als UND-Gatter dargestellt. Die Schaltelemente 10 und 12 werden in einer bestimmten Weise von einem insgesamt mit 20 bezeichneten Steuergerät angesteuert. Zu diesem Steuergerät 20 gehört ein Impulsgeber 21, der an den Ausgängen A, B, C und D verschiedene Steuerimpulse auslöst. Der Impuls am Ausgang A aktiviert den Generator 11, der damit ein Impulspaket an seinem Ausgang zur Ansteuerung eines Wandlers bereitstellt. Das Signal am Ausgang B aktiviert eines der Schaltelemente 12, welches einen der Wandler mit dem analogen Empfangsverstärker 13 verbindet. Der Impuls am Ausgang B erscheint zeitverzögert gegenüber dem Impuls am Ausgang A. Während der Impulsdauer A wird also ein Wandler aktiviert, während der Impulsdauer B kann ein Echosignal von dem gleichen Wandler empfangen werden. Das Signal am Ausgang C dient als Taktsignal für eine Schaltstufe 22, die im Prinzip wie ein Schieberegister oder Ringzähler funktioniert. Bei jedem Impuls am Ausgang C des Steuergerätes wird fortlaufend einer der Ausgänge dieser Schaltstufe aktiviert.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist nun ein Speicher 30, der in mehrere Speicherbereiche a bis g aufgeteilt ist. Die Ausgangssignale der Schaltstufe 22 liegen parallel an allen Speicherbereichen an und wählen daher aus diesen Speicherbereichen jeweils eine Speicherzelle aus. In Fig. 1 ist schematisch mit einem X angedeutet, daß bei Auswahl einer Speicherzelle durch die Schaltstufe 22 jeweils nur an einem Ausgang dieses Speichers 30 ein Signal erscheint. Durch die Belegung dieser Speicherzellen im Speicherbereich a wird also die Reihenfolge der Wandleransteuerung vorgegeben. Bei den in Fig. 1 dargestellten Verhältnissen soll also das dem Wandler H 2 vorgeschaltete Schaltelement 10 und damit der Wandler H 2 aktiviert werden. Beim nächsten Taktimpuls am Ausgang C des Impulsgebers 21 wird der Wandler V 1 aktiviert.

Insgesamt erkennt man also in Fig. 1 folgende Wandleransteuerung in den einzelnen Speicherbereichen:
a: V 2, H 1, H 4, V 2, H 2, V 1, H 3.
b: V 2, H 1, H 4, V 1, H 2, V 1, H 3.
c: V 2, H 3, H 1, H 4, H 2, V 1, H 1.
d: V 2, H 3, H 1, H 4, H 2, V 1, H 2.
e: V 2, H 3, H 1, H 4, H 2, V 1, H 3.
f: V 2, H 3, H 1, H 4, H 2, V 1, H 4.
g: V 2, H 1, H 4, 0, H 2, V 1, H 3.

Man erkennt daraus also, daß in jedem Speicherbereich a bis g eine bestimmte Reihenfolge für die Wandleransteuerung während eines Meßzyklus vorgegeben ist, wobei räumlich benachbarte Wandler nicht unmittelbar nacheinander angesteuert werden. Man erkennt außerdem, daß in jedem Meßzyklus alle Wandler angesteuert werden. Zwischen den Speicherbereichen a bis f und dem Speicherbereich g besteht nun der wesentliche Unterschied, daß in den erstgenannten Speicherbereichen jeweils ein Wandler zweifach angesteuert wird. Im Speicherbereich a ist dies der Wandler V 2. Wird die Reihenfolge der Wandleransteuerung aber von dem Speicherbereich g bestimmt, werden alle Wandler jeweils nur einfach aktiviert. Während eines bestimmten Zeitraumes wird dagegen keiner der Wandler aktiviert, so daß die Meßzykluszeit in allen Fällen gleich groß ist.

Zu dem insgesamt mit 20 bezeichneten Steuergerät gehört als wesentlicher Baustein auch eine Schaltstufe 40 mit einem Vergleicher, dessen Ausgangssignal über den Dekoder 41 einen der Speicherbereiche a bis g auswählt. Die Ausgangsleitungen dieses Dekoders 41 können also als Adressleitungen für den Speicher 30 bezeichnet werden.

Insgesamt kann also bisher festgestellt werden, daß in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Vergleichers 40 ein bestimmter Speicherbereich, beispielsweise der Speicherbereich a ausgewählt wird, wobei dann durch die Impulse am Ausgangs C des Impulsgebers 21 zeitlich nacheinander einer der Speicherzellen aktiviert und somit nacheinander die Wandler in einer vorgegebenen Reihenfolge aktiviert werden. Jeweils nach Aktivierung eines bestimmten Wandlers wird durch den Impuls am Ausgang B des Impulsgebers 21 das dem aktivierten Wandler zugeordnete Schaltelement aktiviert und ggf. ein Echosignal dem analogen Empfangsverstärker zugeführt.

Zu einer insgesamt mit 50 bezeichneten Signalempfangsstufe gehört neben dem Empfangsverstärker 13 auch ein Zähler 51, der jeweils zu Beginn eines Meßzyklus durch den Impuls am Ausgang C des Impulsgebers 21 zurückgesetzt wird. Dieser Zähler zählt Taktimpulse, bis er bei Vorliegen eines Echosignales gestoppt wird. Am Ende eines Meßvorganges eines Wandlers wird ebenfalls über den Impuls am Ausgang C des Impulsgebers 21 der Zählerstand 51 in einen Silospeicher 53 übernommen. Da während eines Meßzyklus der Impuls am Ausgang C insgesamt sieben mal erscheint und damit die Wandler in der durch den Speicherbereich a vorgegebenen Reihenfolge angesteuert werden, deren entsprechendes Echosignal jeweils empfangen und der entsprechende Zählerstand dann in den Silospeicher 53 eingespeichert wird, sind am Ende eines Meßzyklus die Laufzeiten der Echosignale der einzelnen Wandler in der in Fig. 1 angedeuteten Art in dem Silospeicher 53 gespeichert. Am Ende eines Meßzyklus wird am Ausgang D des Steuergerätes ein Impuls ausgelöst, der die Schaltstufe 40 mit dem Vergleicher aktiviert. Es können nun folgende Fälle auftreten:

Die in den einzelnen Speicherplätzen des Silospeichers eingeschriebenen, die Echolaufzeiten symbolisierenden Werte liegen oberhalb eines bestimmten Grenzwertes. Dies bedeutet, daß der von der Empfangsstufe 13 gestoppte Zähler 51 einen maximalen Zählerstand erreicht hat, weil von keinem der Wandler ein Echosignal empfangen wurde. In einem solchen Fall wird durch den Vergleicher 40 anschließend der Speicherbereich g des Speichers 30 ausgewählt, so daß beim folgenden Meßzyklus alle Wandler jeweils nur einfach aktiviert werden. Dieser Betriebsfall tritt auch beim Einschalten der Abstandsmeßeinrichtung auf.

Wird jedoch von wenigstens einem Wandler ein Echosignal festgestellt, ermittelt der Vergleicher 40 aus den im Silospeicher 53 abgespeicherten Werten den Wandler mit der kürzesten Laufzeit und wählt dann für den folgenden Meßzyklus einen der Speicherbereiche a bis g derart aus, daß nun dieser Wandler zweifach angesteuert wird. Das gleiche gilt natürlich auch dann, wenn bei einem Meßzyklus ein Wandler zwei Echosignale empfangen hat und der in der Schaltstufe 40 gebildete Mittelwert der Laufzeiten dieser beiden Echosignale des gleichen Wandlers kleiner ist als die Laufzeiten der Echosignale der anderen Wandler. Ist hingegen die Laufzeit des Echosignals eines nur einfach angesteuerten Wandlers geringer als der Mittelwert der Laufzeiten der Echosignale eines zweifach aktivierten Wandlers, wird im folgenden Meßzyklus natürlich der zuerst genannte Wandler zweifach aktiviert.

Insgesamt ist also festzustellen, daß in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Vergleichers bei Ausbleiben eines Echosignales während eines Meßzyklus im folgenden Meßzyklus alle Wandler mit jeweils nur einem Impulspaket beaufschlagt, also aktiviert werden, während beim Empfang wenigstens eines Echosignales eines Wandlers im folgenden Meßzyklus der Wandler mit der kürzesten Echolaufzeit zusätzlich mit einem zweiten Impulspaket beaufschlagt, also zweifach aktiviert wird.

Versuche haben gezeigt, daß bei einer solchen Art der Wandleransteuerung ein optimales Ergebnis bezüglich einer kurzen Meßzykluszeit, aber andererseits auch einer hohen Auswertegenauigkeit erreicht wird, denn ein von einem Wandler detektiertes Hindernis wird im nächsten Meßzyklus zweifach angepeilt, so daß Fehlmessungen aufgrund äußerer Störeinflüsse weitestgehend vermieden werden.

Wesentlich für eine informative Warnfunktion an den Fahrer ist natürlich auch die Art der Darstellung der Meßwerte auf einer Anzeigestufe. Insbesondere bei Verwendung einer akustischen Anzeigestufe, bei der eine Annäherung an das Hindernis durch eine Erhöhung der Pulsfrequenz des Anzeigesignals angezeigt wird, sollte in unkritischen Zuständen die Anzeigestufe unwirksam geschaltet werden. Das gilt natürlich - wenn auch in eingeschränktem Maße - auch bei optischen Anzeigestufen. Insbesondere sollte also bei einer Abstandsvergrößerung zwischen Fahrzeug und Hindernis die akustische Meldung sofort abgebrochen werden. Auch im Stillstand des Fahrzeuges, also bei gleichbleibendem Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis, ist eine akustische Meldung nicht unbedingt notwendig. Andererseits sollte aber eine Annäherung des Fahrzeuges an ein Hindernis sofort dem Fahrer mitgeteilt werden, sofern sich das Hindernis in einem vorbestimmten Anzeigebereich, der für die Wandler vorne am Fahrzeug beispielsweise 0,5 m, für die Wandler hinten am Fahrzeug aber 1,5 m betragen kann, liegt. Dazu dient eine Meßwertverarbeitungsstufe 60, die der Anzeigestufe 61 vorgeschaltet ist und in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

Zu dieser Meßwertverarbeitungsstufe 60 gehört zunächst ein Zwischenspeicher 62 mit drei Speicherplätzen N, N-1 und N-2. In diese Speicherplätze des Zwischenspeichers werden über den Vergleicher 40 die zuletzt ermittelten Mittelwerte der Echolaufzeiten fortlaufend eingeschrieben. Der aktuelle Mittelwert liegt im Speicherplatz N, der vorletzte Mittelwert im Speicherplatz N-2. Mit 63 ist ein Richtungsdetektor bezeichnet, der die Mittelwerte aus den Speicherplätzen N und N-2 miteinander vergleicht und daraus die Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs in Bezug zu Hindernissen ableitet. Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die Mittelwerte in den Speicherplätzen N, N-1 und N-2 durchaus von verschiedenen Wandlern und damit verschiedenen Hindernissen stammen können, denn entscheidend ist nur, daß der kürzeste Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis angezeigt wird. Die Funktion des Richtungsdetektors 63 kann man sich derart vorstellen, daß dieser die beiden gespeicherten Meßwerte vergleicht, z. B. voneinander subtrahiert und unter Berücksichtigung des Vorzeichens dann entweder das Ergebnis auf dem Ausgang 64 oder dem Ausgang 65 ausgibt. Auf dem Ausgang 64 erscheint das Ergebnis, wenn sich der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis verringert. Auf dem Ausgang 65 erscheint das Ergebnis, wenn sich das Fahrzeug vom Hindernis wegbewegt.

Das Ergebnis wird nun einem Stillstandsdetektor 66 zugeführt. Dieser kann aus zwei identischen Schaltkreisen 67 und 68 aufgebaut sein, wobei der Schaltkreis 67 über den Ausgang 64 des Richtungsdetektors 63, der Schaltkreis 68 aber über den Ausgang 65 des Richtungsdetektors 63 angesteuert wird. In diesen Schaltkreisen 67 und 68 wird die Differenz der gespeicherten Meßwerte mit einem Grenzwert G verglichen. Dieser Grenzwert G ist so festgelegt, daß Meßwertungenauigkeiten innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches gewissermaßen ausgefiltert werden. Liegt also die Differenz zwischen den beiden Meßwerten innerhalb dieses Toleranzbereiches, erscheint an den Ausgängen 69 dieser Schaltkreise 67 bzw. 68 ein Schaltsignal, das symbolisiert, daß das Fahrzeug stillsteht bzw. sich der Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis nicht ändert. Ist die Differenz der Meßwerte dagegen größer als der vorgegebene Grenzwert G, erscheint an den Ausgängen 70 bzw. 71 dieser Schaltkreise 67 bzw. 68 ein Schaltsignal. Bei Vorliegen eines Schaltsignale am Ausgang 70 ist folglich eine Annäherung des Fahrzeuges an ein Hindernis erkannt, während sich bei Vorliegen eines Schaltsignals am Ausgang 71 der Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis zwischen den ausgewerteten Meßzyklen vergrößert hat. Durch das Schaltsignal am Ausgang 70 wird die Anzeigestufe 61 sofort aktiviert und der aktuelle Mittelwert des zuletzt zweifach angesteuerten Wandlers wird gemeldet. Liegt am Ausgang 71 ein Schaltsignal vor, wird über die beiden ODER-Gatter 72 und 73 die Anzeigestufe sofort abgeschaltet. Dies ist also der Fall, wenn sich das Fahrzeug vom Hindernis wegbewegt. Ist ein Stillstand des Fahrzeuges detektiert, liegt also ein Schaltsignal an einem der Ausgänge 69 vor, wird über das ODER-Gatter 74 ein Zeitglied 75 aktiviert, das die Anzeigestufe 61 erst nach zwei Sekunden abschaltet. Bei einem Stillstand des Fahrzeuges wird also die Anzeigestufe nicht sofort abgeschaltet, vielmehr wird durch nachfolgende Meßzyklen erneut überprüft, ob das Fahrzeug wirklich steht.

Nun ist jedoch zu berücksichtigen, daß bei einer langsamen Annäherung des Fahrzeuges an ein Hindernis die Meßwerte aufeinanderfolgender Zyklen durchaus in dem Toleranzbereich liegen können, der durch den Grenzwert G vorgegeben ist. In einem solchen Fall würde also nach einer Verzögerungszeit von 2 Sekunden die Meldung abgebrochen. Zur Erhöhung der Anzeigesicherheit wird nun nach dem Abschalten der Anzeigestufe 61 der Stillstandsdetektor 66 unwirksam geschaltet. Stattdessen wird ein Wegdetektor 80 aktiviert, der bei einer Annäherung um beispielsweise 5 cm erneut die Anzeigestufe 61 einschaltet. Man erkennt in Fig. 2 eine Kippstufe 82, die Schaltelemente 83, 84 und 85 steuert, die normalerweise den in der Zeichnung dargestellten Schaltzustand einnehmen. Über das ODER-Gatter 73 wird diese Kippstufe 82 zurückgesetzt, sobald die Anzeigestufe 61 ausgeschaltet wird. Dann werden die Schaltelemente 83, 84 und 85 in die andere Schaltstellung umgestellt und man erkennt, daß nunmehr das Ergebnis am Ausgang 64 des Richtungsdetektors 63 dem Wegdetektor 80 zugeführt wird, während die Schaltkreise 67 und 68 des Stillstandsdetektors 66 abgeschaltet sind. In diesem Wegdetektor wird nun das Ergebnis der Differenz zweier Meßwerte mit einem Schwellwert S verglichen. Sobald dieser Schwellwert überschritten wird, erscheint am Ausgang 86 ein Schaltsignal, das die Anzeigestufe 61 wieder aktiviert und den Speicher 82 wieder setzt. Das bedeutet, daß bei einer Annäherung um einen bestimmten durch S vorgegebenen Wegabschnitt die Anzeigestufe 61 sofort wieder aktiviert wird.

Von der Kippstufe 82 wird - wie bereits erwähnt - auch das Schaltelement 83 umgesteuert, das eine Auswahlschaltstufe 87 aktiviert. Die Wirkung dieser Schaltstufe muß man sich so vorstellen, daß sie einen neuen Mittelwert des aktuellen Meßzyklus mit dem zuletzt im Speicherplatz N-2 gespeicherten Wert vergleicht und diesen gespeicherten Wert mit dem neuen Wert nur überschreibt, wenn dieser größer als der vorher gespeicherte Wert ist. Diese Schaltstufe 87 sorgt also dafür, daß in diesem Speicherplatz N-2 jeweils der größte Mittelwert aus den nachfolgenden Meßzyklen nach dem Abschalten der Anzeigestufe 61 steht. Für die Praxis bedeutet dies, daß bei einer Entfernung des Fahrzeuges von dem Hindernis in diesen Speicherplatz laufend neue Werte eingeschrieben werden. Nähert sich nun das Fahrzeug wieder dem Hindernis, wird dieser gespeicherte Wert mit einem aktuellen Meßwert verglichen und bei einer Annäherung um beispielsweise 5 cm wird sofort die Anzeigestufe 61 wieder aktiviert. Würde man dagegen nach dem Abschalten der Anzeigestufe diese größeren Werte nicht in die Speicherzelle N-2 einschreiben, sondern dort den Wert beim Abschalten der Anzeigestufe lassen, hätte dies zur Folge, daß bei einer Wegbewegung des Fahrzeuges von einem Hindernis die Anzeigestufe erst wieder aktiviert wird, wenn sich das Fahrzeug näher am Hindernis befindet als vor dem Abschalten der Anzeigestufe. Durch die Einschreibung des größten Mittelwertes aus den nachfolgenden Meßzyklen wird also bei einer Wiederannäherung des Fahrzeuges an ein Hindernis ein früheres Einschalten der Anzeigestufe gewährleistet, was für die Funktionssicherheit wichtig ist.

In Fig. 2 ist noch angedeutet, daß die gesamte Abstandswarneinrichtung durch Betätigung des Tastschalters 90 aktiviert und bei erneuter Betätigung dieses Tastschalters 90 wieder deaktiviert wird, denn das Ausgangssignal dieses Tastschalters 90 triggert eine bistabile Kippstufe 91, über deren Ausgang die einzelnen Bauelemente angesteuert werden. Ein Tachogenerator 93 mit nachgeordnetem Schwellwertschalter setzt diese Kippstufe 91 zurück, sobald die Fahrgeschwindigkeit einen bestimmten Wert z. B. 20 km/h übersteigt. Dann wird also die Abstandswarneinrichtung automatisch abgeschaltet.

Schließlich ist in der Zeichnung noch angedeutet, daß über den Detektor 95 und das ODER-Gatter 73 die Anzeigestufe auch dann sofort abgeschaltet wird, wenn überhaupt kein Echosignal mehr empfangen wird.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Abstandsmessung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren elektroakustischen Wandlern zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen, einem elektrischen Generator zur Aktivierung der Wandler mit einem Pulspaket, einer Signalempfangsstufe mit nachgeschalteter Anzeigestufe für die von den Wandlern erfaßten Echosignale sowie einem Steuergerät zur Ansteuerung von Schaltelementen, über die die Wandler zeitlich nacheinander mit dem Generator bzw. der Signalempfangsstufe verbindbar sind, wobei das Steuergerät einen Vergleicher zum Vergleich der Laufzeiten der Echosignale aufweist, der in Abhängigkeit von diesem Vergleich die Reihenfolge der Wandleransteuerung während eines Meßzyklus auswählt, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Meßzyklen alle Wandler (V 1, V 2, H 1, H 2, H 3, H 4,) angesteuert werden und daß in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Vergleichers (40) bei Ausbleiben eines Echosignals während eines Meßzyklus im folgenden Meßzyklus alle Wandler in einer vorgegebenen Reihenfolge jeweils nur mit einem Impulspaket beaufschlagt werden oder beim Empfang wenigstens eines Echosignals eines Wandlers während eines Meßzyklus im folgenden Meßzyklus der Wandler mit der kürzesten Echolaufzeit zeitverzögert zusätzlich mit einem zweiten Impulspaket beaufschlagt wird, wobei während dieser Verzögerungszeit wenigstens ein anderer Wandler angesteuert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Wandleransteuerung derart vorgegeben ist, daß räumlich benachbarte Wandler nicht unmittelbar nacheinander angesteuert werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Ausgangssignal des Vergleichers (40) einer von mehreren Speicherbereichen (a . . . . g) eines Speichers (30) ausgewählt wird, wobei in jedem Speicherbereich die Reihenfolge der Wandleransteuerung für einen bestimmten Meßzyklus festgelegt ist.

4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (40) aus den Laufzeiten der Echosignale des zweifach angesteuerten Wandlers einen Mittelwert bildet und diesen Mittelwert mit den Laufzeiten der Echosignale der anderen Wandler vergleicht, wobei eine Änderung des Anzeigewertes der Anzeigestufe (61) nur erfolgt, wenn dieser Mittelwert kleiner ist als die Laufzeit der Echosignale der anderen Wandler.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwerte einer der Anzeigestufe (61) vorgeschalteten Meßwertverarbeitungsstufe (60) zugeführt werden, die einen Zwischenspeicher (62) für wenigstens zwei Meßwerte unterschiedlicher Meßzyklen aufweist, daß diese Meßwertverarbeitungsstufe (60) außerdem einen Richtungsdetektor (63) aufweist, der aus einem Vergleich der gespeicherten Meßwerte die Bewegunsrichtung des Kraftfahrzeuges in Bezug zu Hindernissen ableitet, und daß diese Meßwertverarbeitungsstufe (60) außerdem einen Stillstandsdetektor (66) aufweist, der ein Schaltsignal auslöst, wenn die Differenz der gespeicherten Meßwerte kleiner als ein vorgegebener Grenzwert (G) ist, wobei in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Richtungsdetektors (63) bei Annäherung an ein Hindernis die Anzeigestufe (61) aktiviert und der zuletzt erfaßte Mittelwert angezeigt oder bei Entfernung die Anzeigestufe (61) sofort abgeschaltet wird, während bei Auftreten des Schaltsignals des Stillstandsdetektors (66) ein Zeitglied (82) gesetzt wird, das die Anzeigestufe (61) verzögert abschaltet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher (62) die Mittelwerte dreier aufeinanderfolgender Meßzyklen speichert und jeweils der vorletzte Mittelwert mit dem aktuellen Mittelwert verglichen wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschalten der Anzeigestufe (61) der Stillstandsdetektor (66) unwirksam geschaltet wird und stattdessen ein Wegdetektor (80) aktiviert wird, der die Anzeigestufe (61) wieder aktiviert, sobald bei einer Annäherung die Differenz der Vergleichsmeßwerte einen vorgegebenen Schwellwert (S) überschreitet.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Abschalten der Anzeigestufe (61) eine Auswahlschaltstufe (87) zur Abspeicherung des größten Mittelwertes aus den nachfolgenden Meßzyklen in den Zwischenspeicher (62) aktiviert wird.

9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigestufe (61) oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit abgeschaltet wird.

10. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Betätigung eines Tastschalters (90) wechselweise aktiviert und deaktiviert wird.