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Bereich der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Befähigen
eines Noteinsatzfahrzeugs zum Übertragen
eines Warnsignals.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zurzeit
weisen Noteinsatzfahrzeuge Personen durch eine Warnsirene darauf
hin, dass sich das Noteinsatzfahrzeug nähert, damit diese Personen
die notwendigen Maßnahmen
treffen können,
um sich aus der Bahn des Noteinsatzfahrzeugs zu begeben. Bei der
Autokonstruktion jüngerer
Zeit wurde die Schalldämmung
verbessert, um Fahrzeuginsassen von anderen Geräuschen zu isolieren. Das macht
es für
Fahrer und/oder Beifahrer schwieriger, eine Sirene zu hören. Ferner
werden in Kraftfahrzeugen jetzt weit verbreitet Audiosysteme benutzt
und Personen sind geneigt, ihre Audiosysteme mit hohem Lautstärkepegel
zu betreiben, sodass es für
sie schwierig sein kann, eine Warnsirene zu hören. Daher haben von Noteinsatzfahrzeugen
verwendete akustische Warnvorrichtungen an Wirksamkeit verloren.
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Das
US-Patent 4.296.496 schlägt
eine Funkwarnvorrichtung zum Übertragen
eines Warnsignals vor, das von Radios in Fahrzeugen im unmittelbaren Bereich
empfangen werden kann.
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US-Patent
5.889.475 schlägt
ein System vor, bei dem ein von einem in Bewegung befindlichen Fahrzeug
gesendetes Funksignal zum Aktivieren eines an einer Kreuzung befindlichen
AM/FM-Senders verwendet wird. Wenn er aktiviert worden ist, überträgt der Sender
ein Warnsignal, das vom Radio eines Fahrzeugs empfangen werden kann.
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Ein
derartigen Systemen eigenes Problem ist, dass das Warnsignal von
Radioempfängern
von Personen empfangen wird, die das Warnsignal nicht zu empfangen
brauchen.
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Dies
kann zwar nicht vollständig
vermieden werden, es wäre
aber vorteilhaft, eine Vorrichtung bereitzustellen, die darauf abzielt
zu minimieren, inwieweit Personen, die das Warnsignal nicht zu empfangen
brauchen, gestört
werden.
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US-Patent
5.635.921 beschreibt ein Funkübertragungssystem,
bei dem die Reichweite des Warnsignals durch Variieren der Leistung
des Ausgangssignals angepasst wird. Die Vorrichtung nach
US 5.635.921 detektiert
lediglich, welche Frequenzen aktiv sind. Sie sieht keine Mittel
zum Moderieren der Reichweite des Warnsignals gemäß einer
gemessenen Signalstärke
eines normalen Signals einer bestimmten Frequenz vor.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
sieht die Erfindung eine fahrzeugmontierte Vorrichtung zum Übertragen
eines Warnsignals auf einem Funkkanal vor, um dadurch auf das Annähern des
Fahrzeugs hinzuweisen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
einen
Sender zum Übertragen
eines Warnsignals auf einem Funkkanal; und
ein Steuergerät zum Steuern
der Stärke
des übertragenen
Warnsignals, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Steuergerät die Stärke des
Warnsignals auf der Basis einer gemessenen Signalstärke eines
normalen Signals auf dem Funkkanal steuert, um dadurch eine Übertragungsreichweite
des genannten Warnsignals zu steuern.
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Vorzugsweise
steuert das genannte Steuergerät
das genannte Warnsignal auch gemäß der Geschwindigkeit
eines Fahrzeugs.
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Vorzugsweise
hat die genannte Vorrichtung auch einen mit dem genannten Steuergerät assoziierten
Speicher zum Speichern einer gemessenen Signalstärke des normalen Funkkanals.
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Vorzugsweise
hat die genannte Vorrichtung ferner einen Empfänger zum Empfangen und Messen
der genannten normalen Signalstärke
des genannten Funkkanals und zum Speichern der genannten Signalstärke in dem
genannten Speicher, wobei das genannte Steuergerät die Stärke des Warnsignals auf der
Basis der aktuell in dem genannten Speicher gespeicherten, gemessenen
Signalstärke
steuert.
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Vorzugsweise überwacht
der genannte Empfänger
die genannte Signalstärke
periodisch, um dadurch die genannte gemessene Signalstärke für den in
dem genannten Speicher gespeicherten genannten Funkkanal zu aktualisieren.
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Vorzugsweise überträgt die genannte
Vorrichtung Warnsignale auf einer Mehrzahl von Funkkanälen.
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Vorzugsweise überträgt die genannte
Vorrichtung die genannten Warnsignale gleichzeitig.
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Alternativ überträgt das genannte
Steuergerät
die genannten Warnsignale nacheinander auf jedem der genannten Funkkanäle.
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Wenn
der genannte Sender ein Warnsignal auf jedem der genannten Funkkanäle nacheinander überträgt, überwacht
der genannte Empfänger
vorzugsweise die Signalstärke
auf einem Kanal, auf dem aktuell nicht übertragen wird.
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Alternativ überwacht
der genannte Empfänger
die genannte Signalstärke
während
Pausen beim Senden der genannten Warnsignale.
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Vorzugsweise
hat der genannte Sender eine in der Fahrtrichtung des genannten
Fahrzeugs ausgerichtete Richtantenne zum Senden des genannten Warnsignals,
wenn der genannte Funkkanal im FM-Frequenzbereich von 80 bis 120
Megahertz ist.
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Die
Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Übertragen eines Warnsignals
vor, das Folgendes aufweist:
Übertragen eines Warnsignals
auf einem Funkkanal; gekennzeichnet, durch Steuern der Stärke des
Warnsignals auf der Basis einer gemessenen Signalstärke des
Funkkanals gesteuert wird, um dadurch eine Übertragungsreichweite des genannten
Warnsignals zu steuern.
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Weitere
Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hervor.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung in
Bezug auf die Begleitzeichnung 1 beschrieben,
die ein Blockdiagramm darstellt, das die Komponenten der bevorzugten
Ausgestaltung zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausgestaltung
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1 ist
ein Blockschema der fahrzeugmontierten Vorrichtung der bevorzugten
Ausgestaltung. In der bevorzugten Ausgestaltung ist die Vorrichtung an
einem Noteinsatzfahrzeug montiert. Die Vorrichtung ist für das Übertragen
eines Warnsignals auf Funkkanälen
ausgelegt, die eventuell von Fahrzeugen empfangen werden, die potenziell
den Weg des Noteinsatzfahrzeugs blockieren könnten. Das heißt Fahrzeuge,
die sich in der unmittelbaren Umgebung des Noteinsatzfahrzeugs befinden.
Die Vorrichtung ist daher zum Übertragen
eines Warnsignals auf Funkkanälen
konfiguriert, die von kommerziellen oder öffentlichen Rundfunksendern
betrieben werden.
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Um
auf diesen Kanälen
erfolgreich zu übertragen,
muss die Vorrichtung mit einer höheren
Signalstärke übertragen
als der Signalstärke,
die von den Radios der Fahrzeuge, die sich in der Bahn des Noteinsatzfahrzeugs
befinden, empfangen wird. Wenn das übertragene Signal aber zu stark
ist, stört es
bei Radios, die das Warnsignal nicht zu empfangen brauchen. Dementsprechend
besteht der Bedarf, die Notwendigkeit zum Warnen von Personen mit
der Unannehmlichkeit, die das verursachen kann, ins Gleichgewicht
zu bringen. In der bevorzugten Ausgestaltung wird die Reichweite
des übertragenen Alarmsignals
gesteuert, sodass es Personen mit Radios in der Nähe des Noteinsatzfahrzeugs
nicht unmäßig stört.
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Dementsprechend
und mit Bezug auf 1 erzeugt in der bevorzugten
Ausgestaltung Sender 3 ein Warnsignal 30, das über eine
Senderantenne (nicht abgebildet) übertragen wird.
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Von
Mikroprozessor-Subsystem 1 wird ein Ausgangsleistungssteuersignal 22 erzeugt
und an den Sender gesendet, um den Leistungspegel des übertragenen
Warnsignals zu regeln.
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In
der bevorzugten Ausgestaltung ist das Mikroprozessor-Subsystem 1 zum
Erzeugen von Ausgangsleistungssteuersignalen konfiguriert, die auf das
Steuern des Senders abzielen, um sicherzustellen, dass das Warnsignal
150 m von dem Noteinsatzfahrzeug entfernt hörbar ist. Das Ausgangsleistungssteuersignal 22 kann
aber gemäß einer
Anzahl von Faktoren gesteuert werden, die unten noch weiter besprochen
werden. Das Mikroprozessor-Subsystem 1 erzeugt auch das
zu sendende Audiosignal und sendet dieses über Audiosignal 24 zum
Sender 3, der das Audiosignal in das gesendete Warnsignal
umwandelt.
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In
der bevorzugten Ausgestaltung ist das gesendete Warnsignal eine
voraufgezeichnete Nachricht, die Personen darauf hinweist, dass
sich das Noteinsatzfahrzeug nähert.
Das Mikroprozessor-Subsystem ist so konfiguriert, dass die voraufgezeichnete
Nachricht von Zeit zu Zeit geändert
werden kann. Eine typische Nachricht wäre „Achtung, Achtung! Fahren
Sie an den Straßenrand". Für fachkundige
Personen ist es offensichtlich, dass zum Vereinfachen des Systems
die voraufgezeichnete Nachricht durch einen einer normalen Notfall-Warnung ähnlichen
Ton ersetzt werden könnte.
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Man
wird verstehen, dass in den meisten Städten eine große Anzahl
von Funkfrequenzen von öffentlichen
und kommerziellen Rundfunksendungen belegt ist und dass es daher
notwendig ist, ein Warnsignal auf jedem dieser Kanäle zu übertragen.
Dementsprechend ist in dem Subsystemspeicher des Mikroprozessor-Subsystems 1 eine
Rundfunksenderdatenbank gespeichert, die die Sendefrequenzen aller
Rundfunksender in der Einsatzregion des Noteinsatzfahrzeugs auflistet.
Die Datenbank kann aktualisiert werden, wenn das Noteinsatzfahrzeug
oder die Vorrichtung in einen anderen Bereich verlegt wird, wenn
sich Funkfrequenzen ändern
oder wenn neue Frequenzen hinzugefügt werden.
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In
der bevorzugten Ausgestaltung wird der Sender 3 zum Übertragen
des Alarmsignals auf jedem Kanal nacheinander gesteuert. Das Mikroprozessor-Subsystem
erzeugt eine Reihe von Steuersignalen 28, die dem jeweiligen
Funkkanal entsprechen, um das Senderfrequenzsteuergerät 5 zu
steuern, das Funkfrequenzregelung erbringt und RF-Signal 26 an
Sender 3 sendet, um die Frequenz zu steuern, auf der der
Sender 3 sendet. Die Antenne ist meist ein Antennenpaar:
eine AM-Antenne und eine FM-Antenne. Die FM-Antenne ist so gewählt, dass sie
in dem Frequenzbereich von 80–120
MHz senden kann, und ist meist eine Richtantenne, die dafür ausgelegt
ist, hauptsächlich
in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs mit etwas Rand auf beiden Seiten
zu senden. Das Warnsignal kann daher zu den Fahrzeugen unmittelbar
vor dem Noteinsatzfahrzeug gesendet werden, aber nicht zu denen,
an denen das Noteinsatzfahrzeug schon vorbeigefahren ist.
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Fachkundige
Personen werden erkennen, dass das Warnsignal auf verschiedene andere
Weisen gesendet werden kann. Beispielsweise kann es eine Mehrzahl
von jedem Funkkanal entsprechenden Sendern geben.
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In
der bevorzugten Ausgestaltung überwacht und
misst ein Empfänger 7 die
ankommende Signalstärke
des normalen Signals auf jedem Funkkanal, um das entsprechende Ausgangsleistungssteuersignal
zu ermitteln. Die gemessene Signalstärke wird von Signal 32 zum
Mikroprozessor-Subsystem 1 weitergeleitet.
Die Empfangssignalstärke
wird dann im Speicher des Mikroprozessors gespeichert, sodass sie
als Basis zum Berechnen der Ausgangsleistung verwendet werden kann.
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Die
Ausgangsleistung Po wird dann mithilfe der
folgenden Gleichung berechnet: Po =
FR + Owobei F ein programmierbarer Faktor ist, der mit dem gewünschten
Verhältnis
der Sendesignalstärke
zu der Empfangssignalstärke
verbunden ist (und somit dem Übertragungsbereich
des Senders), R ist die Empfangssignalstärke und O ist ein fester Offset-Wert
(z.B. 6 dB).
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Anhand
des Begriffs programmierbarer Faktor lässt sich erkennen, dass der
Faktor in den Speicher des Mikroprozessor-Subsystems 1 eingetragen werden
kann.
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Zum
Erreichen des programmierbaren Faktors F der bevorzugten Ausgestaltung
wurde eine Kalibrierung durchgeführt.
In der bevorzugten Ausgestaltung wurde der maximalen Senderleistung
ein Skalenendwert von 140 Einheiten zugeordnet. Desgleichen wurde
der maximalen Empfangssignalstärke
ein Wert von 500 Einheiten zugeordnet. Fachkundige Personen werden
erkennen, dass die tatsächlichen
Werte von dem verwendeten Sender oder Empfänger abhängen, und fachkundige Personen
werden geeignete Sender und Empfänger
auswählen
können
(in der bevorzugten Ausgestaltung wird ein 7-Watt-Sender verwendet).
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Dann
wurde die Stärke
des normalen Signals auf einem Funkkanal mit einem Signalstärkemessgerät gemessen,
während
die von dem Empfänger
der Vorrichtung erhaltene entsprechende Messung vermerkt wurde.
Die Senderausgangsstärke
wurde dann eingestellt (auf einer anderen Frequenz), um die gleiche
Signalstärke
wie die Entfernung zu erhalten, auf der ein Empfangsbereich erfordert
wird, und die Ausgangsleistung des Senders zum Erhalten dieser Signalstärke wurde
vermerkt. Der Faktor F ist dann das Ausgangsleistungssignal geteilt
durch die Empfangssignalstärke.
In der Vorrichtung der bevorzugten Ausgestaltung wurde festgestellt,
dass ein Faktor von 0,2 geeignet war.
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Bei
in Bewegung befindlichem Fahrzeug wird die Signalstärke auch
gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit
gesteuert. Daher wird ein stärkeres
Signal übertragen,
wenn das Fahrzeug schneller fährt, weil
das Noteinsatzfahrzeug den Abstand zwischen sich und Fahrzeugen
vor ihm schneller aufholt.
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Dies
wird mit der folgenden Gleichung dargestellt: Po = PoFs × Swobei
Fs ein weiterer programmierbarer Faktor
und S die Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
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Fs kann man durch Durchführen der obigen Kalibrierung
bei verschiedenen Entfernungen erhalten. Fs ist
dann: (Sendereinstellung bei Entfernung 1 – Senderstärke bei
Entfernung 2/Entfernung 1 – Entfernung 2), wobei
Entfernung 2 näher
am Sender ist.
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Die
Fahrzeuggeschwindigkeit, die als Signal 40 an den Mikroprozessor 1 gesendet
wird, erhält man
von Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
kann der Tachometer des Fahrzeugs oder ein anderer geeigneter Sensor
sein.
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Das
Mikroprozessor-Subsystem 1 steuert auch die Empfängerfrequenz
durch Signal 38, sodass die Empfängerfrequenzsteuerung 9 den
Empfänger 7 mittels
Signal 36 veranlasst, die verschiedenen Funkkanäle zum Erhalten
einer Signalstärke
für jeden
Kanal abzutasten.
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Zum
Erhalten der Empfangssignalstärke
jedes Kanals prüft
der Empfänger
die Signalstärke, während Sender 3 auf
dem Funkkanal nicht sendet. Während
nicht gesendet wird, tastet die Vorrichtung bei weiterfahrendem
Fahrzeug ständig
die gespeicherte Funkkanalsignalstärke für jeden Funkkanal ab und aktualisiert
sie, sodass die Signalstärke
für die aktuelle
Position des Fahrzeugs repräsentativ
ist. Daher sind beim Senden des Warnsignals Pausen vorgesehen, in
denen die Signalstärke
gemessen werden kann. In einer alternativen Ausgestaltung tastet
die Vorrichtung den Funkkanal in der Periode bis zu dem Einleiten
des Alarms ab und verwendet dann die Signalstärken von der Periode vor dem
Einleiten des Alarms zum Steuern der Ausgangsleistung.
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Es
ist auch möglich,
wenn auch weniger bevorzugt, dass typische Leistungspegel für eine Region
in einem Speicher eines Mikroprozessorsystems gespeichert werden
können
und dass diese Informationen mit Positionsinformationen (z.B. mittels
GPS erhaltenen) korreliert werden könnten, um dadurch die Vorrichtung
bei einem entsprechenden Signalpegel übertragen zu lassen.
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Diese
und andere Modifikationen sind fachkundigen Personen offensichtlich
und die Erfindung ist als in den hierin beschriebenen Umfang der
Erfindung fallend auszulegen.