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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückfahrwarnung oder Warneinrichtung für ein rückwärts fahrendes Fahrzeug.
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Es ist weitgehend anerkannt, dass die Sicherheit bedeutend erhöht wird, wenn ein Fahrzeug mit einer beliebigen Art einer Warneinrichtung versehen ist, die zum Zwecke einer Warnung von Personen operiert, wenn das Fahrzeug zurücksetzt. Dieses betrifft viele Arten von Fahrzeugen, einschließlich Pkw, Lieferwagen, Lastkraftwagen und Busse, sowie außerdem leichte und schwere bewegliche Maschinen wie Traktoren, Gabelstapler, Raupen und Radlader.
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Die Warneinrichtungen liegen gewöhnlicherweise in Form eines Lichtes und/oder eines hörbaren Geräusches vor, die betätigt werden, wenn in dem Fahrzeug der Rückwärtsgang eingelegt wird. Idealerweise wird der Alarm automatisch aktiviert, indem der Rückwärtsgang eingelegt wird. Bei früher vorgeschlagenen Warneinrichtungen waren Licht und Schall kombiniert, so dass die Anwesenheit eines zurücksetzenden Fahrzeugs auch offensichtlich ist, wenn sich das Fahrzeug außer Sicht befindet oder wenn eine Person nicht zu diesem schaut. Es kann außerdem sowohl durch seh- oder sichtbehinderte als auch durch hörbehinderte Personen erkannt werden.
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Früher vorgeschlagene Schallwarneinrichtungen haben ein eintoniges Geräusch verwendet, das zwecks Erzeugung eines Beep-Effektes gepulst sein konnte oder sich über einen vorgegebenen Frequenzbereich in der Art von Warneinrichtungen von Rettungsfahrzeugen verändern konnte (Sweep). Eine Rückfahrwarnung oder Warneinrichtung für ein rückwärts fahrendes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist allgemein aus dem Stand der Technik und beispielsweise aus der
US 56 50 765 bekannt. Während eine solche Anordnung dazu geeignet ist, als eine Warneinrichtung erkannt zu werden, teilweise auf Grund der verbreiteten Verwendung derartiger Geräusche zu diesem Zweck, besitzen Warneinrichtungen, die dieses Merkmal verwenden, Nachteile.
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Die
GB-B-2,303,235 offenbart eine Warneinrichtung für ein Fahrzeug, die beim Gebrauch ein hörbares Signal mit einem Breitband-Ton erzeugt und eine Signalerzeugungs-Einrichtung zur Erzeugung eines Breitband-Tonsignals und eine Bandbreiten-Verschmälerungseinrichtung zur Reduzierung oder Verschmälerung der Bandbreite des Breitband-Tonsignals vor Abgabe des hörbaren Signals umfasst, wobei das hörbare Breitband-Tonsignal in gepulsten Bursts abgegeben wird.
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Das menschliche Gehirn ist für eine Lokalisierung der Quelle eines Geräusches, das aus einer einzigen Frequenz oder aus nur wenigen Frequenzen besteht, wenig geeignet. Bekannte Rückfahrwarnungen weisen daher eine Person auf die Tatsache hin, dass in der Nähe ein Fahrzeug zurücksetzt, sie bieten allerdings hinsichtlich des Aufenthaltsortes des Fahrzeugs wenig Orientierung. Dieses ist eindeutig ein signifikantes Problem, falls das Fahrzeug beispielsweise durch ein Gebäude, anderen Verkehr oder Kisten in einem Lagerhaus verdeckt werden könnte oder falls die Person sehbehindert ist. Die Anregung für die Person, eine geeignete Ausweichaktion zu unternehmen, ist daher nicht so groß wie gewünscht.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die zuvor erwähnten Nachteile zu beheben.
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Die vorliegende Erfindung ist folglich auf eine Rückfahrwarnung oder Warneinrichtung für ein rückwärts fahrendes Fahrzeug gerichtet, das bei einer Verwendung ein hörbares Signal mit einem Breitband-Ton (BBS) erzeugt, wobei die Rückfahrwarnung oder Warneinrichtung eine Signalerzeugungs-Einrichtung zur Erzeugung eines Breitband-Tonsignals und eine Bandbreiten-Verschmälerungseinrichtung zur Reduzierung oder Verschmälerung der Bandbreite des Breitband-Tonsignals vor Abgabe des hörbaren Signals umfasst, wobei das hörbare Breitband-Tonsignal in gepulsten Signalfolgen (bursts) abgegeben wird, wobei die Rückfahrwarnung oder Warneinrichtung des Weiteren eine Stummschaltung (muting circuit), die von einem Unterbrechungssignal-Generator angesteuert wird, um das Breitband-Tonsignal für eine Erzeugung von gepulsten Schallsignalfolgen alternativ zu sperren/blockieren oder durchzulassen, und eine Clipperschaltung (Begrenzer) umfasst, welche die Ecken oder Flanken des gepulsten Signals komprimiert und umformt (compresses and reshapes). Es ist bekannt, dass das menschliche Ohr und das menschliche Gehirn Breitband-Tonsignale auf eine solche Weise verarbeiten können, dass der Ort des Geräusches festgestellt werden kann, wohingegen dieses mit einem Geräusch, das nur eine oder nur wenige Frequenzen enthält, nicht möglich ist. Die allgemeine Nützlichkeit von Breitband-Tonsignalen zur Vereinfachung einer Ortung einer Schallquelle wurde in der
GB 2303235 und
GB 2318662 offenbart. Die Fähigkeit eines Zuhörers, die Quelle eines von einem zurücksetzende Fahrzeug emittierten Warngeräusches zu lokalisieren, verbessert die Verwendbarkeit von Rückfahrsicherheits-Warnungen oder -Warneinrichtungen erheblich, da der Aufenthaltsort des zurückfahrenden Fahrzeugs auch unter Umständen, in denen eine freie Sicht auf das Fahrzeug nicht möglich ist, einfach erkennbar ist.
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Die Multi-Frequenzeigenschaften von Breitband-Tonsignalen sind für das menschliche Ohr erforderlich, um die Quelle des Geräusches zu lokalisieren. Frequenzen über den gesamten Bereich des menschlichen Gehörs sind dazu allerdings nicht notwendig. Ein Teil der Bandbreite kann daher entfallen, ohne den Betrieb der Warneinrichtung zu beeinflussen. Dieses ist deswegen nützlich, weil die verbleibenden elektronischen Komponenten der Warneinrichtung nicht in dem Maße für eine Handhabung breiter Bandbreiten geeignet sein müssen und so weniger kostenintensiv sein können. In vorteilhafter Weise umfasst die Bandbreiten-Verschmälerungseinrichtung einen Bandpass-Filter.
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Ein gepulstes Geräusch ist von einem Hintergrundgeräusch, das ein kontinuierlicher Schall sein kann, einfacher zu unterscheiden, so dass Zuhörer einfacher in der Lage sein werden zu erkennen, dass sie eine Warnung hören.
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Die Umformung des gepulsten Signals, das, wie durch die Stummschaltung erzeugt, scharf definierte Ecken oder Flanken der Pulse besitzt, ermöglicht eine effizientere nachfolgende Verstärkung des Signals.
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Die gepulsten Tonfolgen besitzen vorzugsweise eine Wiederholfrequenz von im Wesentlichen 1,5 Hz (90 Pulse pro Minute).
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In vorteilhafter Weise umfasst die Signal-Erzeugungseinrichtung eine Zenerdiode. Eine Zenerdiode ist klein und kompakt und erzeugt ein gutes Spektrum von Breitband-Tonsignalen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Rückfahrwarnung durch eine gewöhnliche 12-Volt-Gleichspannungsbatterie oder eine 24-Volt-Gleichspannungsbatterie betrieben oder versorgt. Es besteht daher kein Bedarf nach einer dedizierten Energiequelle, mit der die Warneinrichtung versehen werden muss, da diese mit der bestehenden Batterie in einem Fahrzeug verbunden sein kann.
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Die Warneinrichtung umfasst mit Vorteil einen Spannungsregler, der die Spannung aus der Batterie steuert oder regelt, bevor die Spannung zur Versorgung der Rückfahrwarnung oder der Warneinrichtung für das Zurückfahren zugeführt wird. Der Spannungsregler erzeugt vorzugsweise eine Spannung von im Wesentlichen 8 Volt Gleichspannung. Der Spannungsregler schützt dabei die Warneinrichtung vor Schwankungen der Energieversorgung von der Batterie.
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Die Warneinrichtung umfasst vorzugsweise einen Lautsprecher, von dem der breitbandige Ton abgestrahlt oder abgegeben wird. Der Lautsprecher ist vorzugsweise wasserfest oder wasserdicht. Da die Warneinrichtung wahrscheinlich an dem Äußeren des Fahrzeugs befestigt ist, ist es wichtig, dass der Lautsprecher genügend widerstandsfähig ist, um den Unbillen der Umgebung zu widerstehen.
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Die Komponenten der Warneinrichtung sind in einer bevorzugten Ausführungsform innerhalb eines Gehäuses für eine Montage am Äußeren eines Fahrzeugs angepasst, angeordnet oder montiert. Diese Bauform ermöglicht eine einfache, alles umfassende Einheit, die einfach und schnell an einem Fahrzeug befestigt werden kann.
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Die Warneinrichtung umfasst außerdem möglicherweise eine Lichtquelle, die ein sichtbares Signal bereitstellt oder abgibt, wenn die Warnung oder Warneinrichtung in Verwendung ist. Dieses schafft eine zusätzliche Warneinrichtung und ermöglicht außerdem, die Funktion eines existierenden Rückfahrlichtes in die Warneinrichtung einzubeziehen.
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Wenn die Warneinrichtung an einem Fahrzeug befestigt ist, wird sie in vorteilhafter Weise automatisch aktiviert, wenn das Fahrzeug zurückgesetzt wird oder in den Rückwärtsgang geschaltet wird. Dieses bedeutet, dass die Warneinrichtung immer verwendet wird, wenn dieses durch ein Zurücksetzen erforderlich ist. Der Betrieb der Warneinrichtung hängt nicht von dem Fahrer des Fahrzeugs ab, der sich daran erinnert, sie einzuschalten.
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Ein Beispiel einer Rückfahrwarnung oder Warneinrichtung für ein rückwärts fahrendes Fahrzeug, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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die 1 ein Blockdiagramm eines bei der Energieversorgung einer Warneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Spannungsreglers zeigt,
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die 2 ein Blockdiagramm von elektronischen Komponenten einer Warneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
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die 3 einen Schaltplan der in der 2 dargestellten elektronischen Komponenten zeigt,
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die 4 einen Querschnitt eines Gehäuses zeigt, das eine derartige Warneinrichtung enthält,
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die 5 eine Vorderansicht des Gehäuses der 4 zeigt und
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die 6 eine teilweise freigeschnittene, rückseitige Ansicht des Gehäuses der 4 zeigt.
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Die 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Spannungsreglers 10, der einen mit 12 gekennzeichneten Eingang und einen mit 14 gekennzeichneten Ausgang besitzt. Die Eingangsspannung wird von einer gewöhnlichen Fahrzeugbatterie bezogen, die eine nominelle 12-Volt-Gleichspannung oder möglicherweise 24-Volt Nenn-Gleichspannung erzeugt. Der Spannungsregler 10 empfängt die Eingangsspannung, die entsprechend dem Zustand der Batterie zwischen angenommen 9 Volt Gleichspannung und 28 Volt Gleichspannung variieren kann, und regelt und stabilisiert sie, um eine Ausgangsspannung von näherungsweise 8 Volt Gleichspannung zu erzeugen. Diese Ausgangsspannung wird verwendet, um die Rückfahrwarnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Energie zu versorgen. Die Warneinrichtung wird daher über eine existierende gewöhnliche Batterie eines Fahrzeugs mit Energie versorgt. Eine zusätzliche Energiequelle ist nicht erforderlich.
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Die 2 zeigt eine Ausführungsform einer Warneinrichtung 16 gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Blockdiagramms. Die Blöcke stellen die verschiedenen Komponenten einer elektronischen Schaltung dar.
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Die Schaltung wird mittels der 8 Volt Gleichspannung angetrieben, die von dem Spannungsregler 10 erhalten wird. Diese Spannung wird zu jedem Block geführt (die Verbindungen sind nicht dargestellt).
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Ein Hochspannungsgenerator 18 erzeugt eine Spannung von 15 bis 20 Volt Gleichspannung. Einer Signalerzeugungs-Einrichtung 20 wird diese Spannung zugeführt. Die Signalerzeugungs-Einrichtung 20 erzeugt ein Breitband-Tonsignal. Zur Erzeugung des Signals wird eine Zenerdiode verwendet. Das Breitband-Tonsignal wird dann an einen Verstärker 22 und nachfolgend an einen Bandpass-Filter 24 geleitet.
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Eine Stummschaltung (muting circuit) 26, die von einem Unterbrechungssignal-Generator 28 angesteuert wird, empfängt das Signal von dem Bandpass-Filter 24. Das Signal wird nachfolgend an einen zweiten Verstärker 30 und eine Clipperschaltung geleitet, bevor es zu einem Lautsprecher 32 geführt wird, der das Breitband-Tonsignal als ein hörbares Geräusch emittiert.
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Der Betrieb der Warneinrichtung erfolgt in folgender Weise:
Wenn die Warneinrichtung 16 aktiviert ist, ist die Schaltung eingeschaltet. Die Zenerdiode in der Signalerzeugungs-Einrichtung 20 erzeugt ein Breitband-Tonsignal. Die durch den Hochspannungsgenerator 18 gelieferte 15 bis 20 Volt Gleichspannung ermöglicht eine optimale Funktion der Zenerdiode, so dass das Breitband-Tonsignal maximiert wird.
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Das Breitband-Tonsignal wird zu dem Verstärker 22 geleitet, wo es auf einen Pegel verstärkt wird, der einfach durch die übrigen Bestandteile der Warneinrichtungsschaltung verarbeitet werden kann. Auf diese Weise können mehr standardisierte, nicht spezialisierte elektronische Komponenten verwendet werden, wodurch die Kosten und die Komplexität der Schaltung verringert werden.
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Das verstärkte Breitband-Tonsignal wird nachfolgend zu dem Bandpass-Filter 24 geleitet. Der Bandpass-Filter 24 arbeitet derart, dass er die höchsten und niedrigsten Frequenzen in dem Signal herausfiltert, das heißt, die mittleren Frequenzen durchlässt. Auf diese Weise wird die Bandbreite des Breitband-Tonsignals verschmälert. Das durch die Zenerdiode erzeugte Breitband-Tonsignal hat eine sehr große Bandbreite und enthält Frequenzen, die bei einem hörbaren Alarm nicht nützlich sind, da sie zu hoch oder zu niedrig sind, um von einem durchschnittlichen menschlichen Ohr einfach gehört zu werden. Diese Komponenten können daher herausgefiltert werden, ohne die Qualität des Breitband-Tonsignals zu beeinflussen. Auch die Fähigkeit eines Hörenden, die Quelle eines Breitband-Tonsignals zu lokalisieren, wird nicht in nachteiliger Weise durch die Verminderung der Frequenzbandbreite des Breitband-Tonsignals auf weniger als die Bandbreite des menschlichen Gehörs beeinflusst. Es können daher weitere Komponenten aus dem Signal herausgefiltert werden, ohne den Nutzen der Warneinrichtung zu verringern. Diese Verschmälerung der Bandbreite ist vorteilhaft, da die verbleibenden Komponenten der Warneinrichtungsschaltung nicht für eine solch große Bandbreite geeignet sein müssen. Das Signal kann effizient mit Komponenten geringerer Leistungsfähigkeit verarbeitet werden.
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Der Unterbrechungssignal-Generator 28 erzeugt ein Signal, das zu der Stummschaltung 26 geleitet wird. Der Zweck der Stummschaltung ist, das Breitband-Tonsignal zu modulieren, so dass unterbrochene Tonfolgen (Bursts) oder Pulse des Breitband-Tonsignals durch die Warneinrichtung erzeugt werden können. Ein unterbrochenes, regelmäßiges, pulsierendes Geräusch ist für eine Warneinrichtung besser geeignet als ein kontinuierliches Geräusch, da ein Hörer das Geräusch wahrscheinlicher als eine Warnung erkennen wird und es einfacher von einem Hintergrundgeräusch unterscheiden kann.
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Das Signal des Unterbrechungssignal-Generators 28 hat eine Zyklusfrequenz (cycle) in der Größenordnung von 1,5 Hz. Dieses Signal treibt die Stummschaltung 26 an, sodass diese als ein alternierender Durchlassfilter agiert, um alternierend die einkommenden Breitband-Tonsignale durchzulassen oder zu blockieren. Das die Stummschaltung verlassende Signal umfasst daher Pulse oder Signalfolgen mit einer Wiederholungsfrequenz von 1,5 Hz oder – anders ausgedrückt – von 90 Pulsen in der Minute.
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Das Breitband-Tonsignal wird nach dem Verlassen der Stummschaltung zu dem zweiten Verstärker 30 geleitet. Dieser verstärkt das Signal auf einen geeigneten Pegel, um zu ermöglichen, dass die Warneinrichtung ein hörbares Signal von ausreichender Lautstärke erzeugt. Die erforderliche Lautstärke des Geräusches oder Tons wird von der Umgebung abhängen, in der die Warneinrichtung zur Verwendung bestimmt ist (d. h. eine ruhige oder eine laute Umgebung), weshalb ein geeigneter Verstärker in die Warneinrichtungsschaltung eingegliedert sein kann. Der Verstärker 30 umfasst des Weiteren eine ”Clipper”-Schaltung, die dazu dient, die scharfkantige (oder steilflankige) Wellenform der gepulsten Signale, die durch die Stummschaltung 26 erzeugt wurden, zu ”beschneiden” (clip), was den Effekt einer Intensivierung der akustischen Energie durch Komprimierung der scharfen Ecken der Pulse in der Wellenform besitzt. Dieses Umformen (reshaping) der Signalwellenform ermöglicht, dass der Verstärker 30 effizienter arbeitet.
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Das verstärkte Signal wird letztendlich an einen Lautsprecher 32 geleitet, der das Breitband-Tonsignal abstrahlt.
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Der Lautsprecher 32 ist in idealer Weise wasserdicht beziehungsweise -fest, staubdicht, stoßfest und im Allgemeinen besonders langlebig ausgebildet, so dass er optimal und über eine lange Zeitdauer funktionieren kann, wenn die Warneinrichtung an einem Fahrzeug befestigt ist. Die Warneinrichtung ist vorzugsweise an dem Äußeren eines Fahrzeugs befestigt, so dass der Lautsprecher im Allgemeinen widerstandsfähig (resilient) sein sollte.
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Die Kombination einer Zenerdiode und die Verwendung einer Verstärkung, einer Bandbreiten-Verschmälerung und von Clipping-Ergebnissen in einer Warneinrichtung, die effizient und effektiv mit wenigen einfachen Komponenten ein Geräusch guter Qualität, Hörbarkeit und Lokalisierbarkeit erzeugt, verarbeitet und aussendet, ermöglicht eine kompakte und preisgünstige Sicherheitseinrichtung, die einfach hergestellt werden kann.
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Die in Blockform in der 2 dargestellte Warneinrichtungsschaltung kann in zahlreichen Arten unter Verwendung von elektronischen Basiskomponenten ausgeführt werden. Die 3 zeigt eine solche Ausbildung, wobei die Teile der Schaltung, die den Spannungsregler 10, den Hochspannungs-Generator 18, die Signalerzeugungs-Einrichtung 20, den Verstärker 22, den Bandpass-Filter 24, die Stummschaltung 26, den Unterbrechungssignal-Generator 28, den zweiten Verstärker mit der Clipperschaltung 30 und den Lautsprecher 32 ausbilden, gekennzeichnet sind. Die Erfindung ist allerdings nicht auf diese besondere Schaltungsanordnung beschränkt. Andere Schaltungen mit dem gleichen Effekt wie die in der 3 dargestellte fallen auch in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Die 4 bis 6 zeigen eine in einem Gehäuse verwendbar montierte Warneinrichtung in einem Querschnitt, in einer Vorderansicht und in einer teilweise frei-geschnittenen, rückwärtigen Ansicht.
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Ein Gehäuse 34 umfasst eine rückseitige Wandung 36, seitliche Wandungen 38 und eine vordere Wandung 40. Das Gehäuse kann aus einem spritzgegossenen Kunststoffmaterial bestehen. Eine Leiterplatte 42, die die elektronische Warneinrichtungsschaltung enthält, ist innerhalb des Gehäuses 34 befestigt. Der Lautsprecher 32 ist angrenzend an die Leiterplatte 42 ebenfalls innerhalb des Gehäuses 34 befestigt, so dass der Lautsprecherkegel kurz hinter der vorderen Wandung 40 angeordnet ist. Ein Stromkabel 44 verbindet die Leiterplatte 42 und den Lautsprecher 32 mit einer Energiequelle (beispielsweise mit der Batterie eines Fahrzeugs). Ein Lautsprecherkabel 46 verbindet die Leiterplatte 42 mit dem Lautsprecher 32. Innerhalb des Gehäuses ist ein Kühlkörper 47 vorgesehen, um die durch die Leiterplatte 42 und den Lautsprecher 32 erzeugte Wärme zu absorbieren und abgebend zu verteilen. Der verbleibende Raum innerhalb des Gehäuses von der rückseitigen Wandung 36 bis zur vorderen Kante des Lautsprecherkegels ist mit Epoxyharz 48 ausgefüllt. Dieses hält die Teile sicher an Ort und Stelle und isoliert sie. Die vordere Wandung 40 ist in der Form eines perforierten Rostes ausgebildet, so dass das Breitband-Tonsignal aus dem Gehäuse 34 emittiert werden kann. Von den seitlichen Wandungen 38 erstrecken sich Flansche 50, die mit Schrauböffnungen 52 versehen sind, um eine Befestigung des die Warneinrichtung 16 enthaltenden Gehäuses 34 an dem Äußeren eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Die Warneinrichtung wird vorteilhafterweise automatisch aktiviert, wenn das Fahrzeug, an dem sie befestigt ist, in den Rückwärtsgang geschaltet wird. Dieses kann einfach erreicht werden, indem die Warneinrichtung in geeigneter Weise mit der existierenden Verdrahtung des Fahrzeugs (deren Verbindungen nicht dargestellt sind) verbunden wird. Die Warneinrichtung könnte beispielsweise mit einem existierenden Rückfahrlicht seriell oder parallel verbunden werden. Alternativ könnte ein separater, durch den Fahrer betätigter Schalter für die Warneinrichtung vorgesehen sein.
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Alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind möglich. Die Warneinrichtung könnte beispielsweise des Weiteren mit einem Licht versehen sein, das aktiviert ist, wenn die Warneinrichtung eingeschaltet ist, so dass die Warneinrichtung zusammen mit einer hörbaren Warnung ein visuelles Warnsignal liefert, wobei alles von einer einzigen Einheit umfasst ist. Eine derartige Vorrichtung könnte als einsteckbares Modul ausgebildet sein, in dem die elektrischen Verbindungen mit dem Fahrzeug in Form von Standard-Glühlampen-Anschlüssen vorliegen, so dass das Licht- und Schallwarnungen kombinierende Modul einfach in den existierenden Sockel einer Rückfahrlicht-Glühlampe eingesteckt werden kann.
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Die Warneinrichtung könnte ebenfalls modifiziert werden, um alternierend mit den Breitband-Tonsignal-Tonfolgen eintonige Geräusche zu erzeugen. Derartige Geräusche sind nützlich, um Aufmerksamkeit auf hörbare Warnungen zu erregen, da diese Arten von Geräuschen aufgrund allgemeiner Verwendung Warnungen und Sirenen zugeordnet werden. Der Hörer kann dann das Breitband-Tonsignal nutzen, um die Quelle des Warngeräusches zu lokalisieren.