DE4439917A1 - Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Si­ cherheitsvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert werden kann, um in einem durch den Fahrer optisch nicht kontrollier­ baren Raum Relativbewegungen von Körpern zu erfassen, und insbesondere andere Fahrzeuge während des Überholens.

Es gibt Sicherheitsvorrichtungen mit einem elektroma­ gnetischen Sensor, die in einem Rückspiegel des Fahrzeugs untergebracht sind und einen Mikrowellenstrahl in eine seitli­ che hintere Zone bezüglich des Fahrzeugs aussenden können, vorzugsweise in Richtung auf den sogenannten "toten Winkel" dieses Spiegels. Der Sensor kann auch elektrische Signale als Antwort auf von einem in dieser Zone befindlichen anderen Fahrzeug reflektierte Wellen erzeugen. Die Vorrichtung enthält weiter eine Schaltung zur Auswertung solcher elektrischer Signale, die eine Annäherung des anderen Fahrzeugs erkennen lassen und in diesem Fall ein Alarmsignal aktivieren.

Vorzugsweise wird die Aktivierung des Alarmsignals ausgeschlossen, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt und wenn die Relativgeschwindigkeit des auftauchenden Fahrzeugs unterhalb eines Schwellwerts liegt, der voreingestellt werden kann oder von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig ist, auf dem die Vorrichtung installiert ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der italienischen Patentanmeldung 68043-A/88 beschrieben.

Eine solche Vorrichtung ist jedoch nicht frei von Mängeln. Insbesondere wird das Alarmsignal immer dann akti­ viert, wenn das Fahrzeug von einem anderen Fahrzeug überholt wird, was im Normalbetrieb oft vorkommt und an sich keine Gefahr einer Kollision bildet. Der Fahrer kann dagegen durch die häufigen Alarmsignale abstumpfen und dann solche Signale ignorieren oder womöglich die Vorrichtung sogar ausschalten, so daß er dann die Alarmsignale bei einer tatsächlichen Gefahr nicht wahrnimmt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich­ tung anzugeben, die diese Nachteile nicht mehr aufweist und in der Lage ist, Alarmsignale nur dann zu erzeugen, wenn eine tatsächliche Kollisionsgefahr besteht.

Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Sicherheitsvorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.

Ein weiterer Nachteil bekannter Vorrichtungen besteht darin, daß die Schaltung zur Auswertung der Signale mit dem Sensor über möglichst kurze Kabel verbunden sein soll, wenn das Signal-Rauschverhältnis am Eingang der Schaltung hoch sein soll. Daraus folgt, daß diese Schaltung normalerweise in der Nähe des Spiegels angeordnet ist, was unweigerlich zu Monta­ ge-, Raumbedarfs- und Halterungsproblemen führt. Dieser Nach­ teil kann zwar zumindest teilweise durch Verwendung von abge­ schirmten Kabeln behoben werden, aber die Kosten hierfür sind erheblich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß die Schaltung einen Block zur Verstärkung der im Sensor erzeugten Signale enthält, der im Inneren des Rückspiegels liegt, wäh­ rend der Rest der Schaltung im Fahrzeuginneren an einer ge­ eigneten Stelle liegt. Dadurch wird das Signal verstärkt, ehe Störungen in die Kabel induziert werden, und das sich ergeben­ de Signal-Rauschverhältnis ist auch dann hoch, wenn relativ lange und nicht abgeschirmte Kabel verwendet werden.

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfin­ dung wird nun eine bevorzugte, nicht beschränkend zu verste­ hende Ausführungsform anhand der bei liegenden Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Funktionsschema einer erfindungs­ gemäßen Sicherheitsvorrichtung.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Installation der Vorrichtung aus Fig. 1 auf einem Kraftfahrzeug.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm der in einem Block zur Auswertung der Signale in der Vorrichtung aus Fig. 1 durch­ geführten Funktionen.

In Fig. 1 ist eine Sicherheitsvorrichtung 1 gezeigt, die in einem Fahrzeug 2 installiert werden kann, das teilweise in Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Vorrichtung andere Fahr­ zeuge erfassen soll, die gerade am Überholen sind.

Die Vorrichtung 1 enthält im wesentlichen einen elek­ tromagnetischen Dopplereffekt-Sensor 3 und eine Schaltung 4 zur Speisung des Sensors 3 und zur Auswertung der vom Sensor erzeugten Signale.

Der Sensor 3 besteht aus einem Mikrowellengenerator 5, der einen Mikrowellenstrahl 6 in eine Zone 7 aussenden kann, die seitlich hinter dem Fahrzeug liegt, und aus Mikrowellen- Erfassungsmitteln 8, die einen Mikrowellenstrahl 9 erfassen können, der von einem in dieser Zone befindlichen Körper, beispielsweise einem anderen Fahrzeug, reflektiert wurde. Der Generator erzeugt elektrische Signale 10, wenn solche reflek­ tierenden Wellen vorliegen. Der Generator 5 sowie die Erfas­ sungsmittel 8 sind vorteilhafterweise in einem hohlen Element 11 untergebracht, das als Wellenleiter und Antenne wirkt.

Der Sensor 3 wird nicht im einzelnen beschrieben, da er bekannt ist, beispielsweise aus der italienischen Patentan­ meldung 68043-A/88, deren Inhalt, soweit erforderlich, zur Erläuterung herangezogen werden kann.

Die Schaltung 4 enthält im wesentlichen einen Speise- und Regelblock 15, der mit dem Generator 5 verbunden ist und an diesen eine Speisespannung mit einer schwachen Modulation im Ultraschallbereich liefern kann, wie in der oben erwähnten Patentanmeldung beschrieben. Die Schaltung 4 enthält weiter einen Block 16 zur Verstärkung der Signale 10, der mit dem Ausgang der Erfassungsmittel 8 verbunden ist.

Der Block 15 und der Block 16 bilden gemeinsam eine erste Schaltungsgruppe 17, die am Ausgang verstärkte Signale 18 erzeugen kann, die für das Vorliegen eines Fahrzeugs in der vom Sensor 3 erfaßten Raumzone 7 charakteristisch sind.

Der Sensor 3 und die erste Schaltungsgruppe 17 sind vorzugsweise im Inneren eines äußeren Rückspiegels 21 des Fahrzeugs 2 angeordnet (siehe Fig. 2). Die vom Sensor 3 kon­ trollierte Raumzone enthält vorzugsweise den sogenannten toten Winkel des Rückspiegels 2.

Die Schaltung 4 enthält weiter eine zweite Schaltungs­ gruppe 19, die eingangsseitig die Signale 18 empfängt und über elektrische Kabel 22 mit der ersten Schaltungsgruppe 17 ver­ bunden ist.

Die zweite Schaltungsgruppe 19 enthält im wesentlichen einen Diskriminatorblock 20, der an sich bekannt ist und daher nicht im einzelnen beschrieben wird, sowie ein Ausgangssignal S1 in Abhängigkeit von den Eingangssignalen 18 liefern kann. Insbesondere ist das Signal S1 mit der Frequenzverschiebung Δf der von einem anderen Fahrzeug reflektierten Welle 9 bezüglich der ausgesendeten Welle 6 verknüpft (Doppler-Shift). Eine solche Frequenzverschiebung tritt bekanntlich auf, wenn das andere Fahrzeug sich relativ zum Fahrzeug 2 bewegt. Die Ver­ schiebung ist positiv, wenn das andere Fahrzeug sich annähert, und negativ im entgegengesetzten Fall.

Die zweite Schaltungsgruppe 19 enthält schließlich eine Mikroprozessorblock 24 zur Signalauswertung, an den aus­ gangsseitig über Relais 25, 26 ein optischer Anzeiger 27, beispielsweise eine Lampe im Armaturenbrett des Fahrzeugs, und ein akustischer Anzeiger 28, der sich im Innenraum des Fahr­ zeugs befindet, angeschlossen sind.

Der Block 24 ist weiter mit einem Geschwindigkeits­ sensor 27 verbunden, von dem er ein Signal S2 bezüglich der Geschwindigkeit des Fahrzeugs empfängt, beispielsweise propor­ tional zur Geschwindigkeit.

Gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt der Block 24 weiter ein Eingangssignal S3 von einer Richtungsänderungsein­ heit 31 des Fahrzeugs, wenn ein Richtungsanzeiger auf der Seite aktiviert wurde, auf der der Rückspiegel 2 mit dem Sen­ sor 3 montiert ist, und schließlich ein Eingangssignal S4 von einem Sensor 33, der eine Veränderung der Richtung des Fahr­ zeugs erfassen kann. Bei diesem Sensor 33 kann es sich bei­ spielsweise um einen mit dem Steuerrad verbundenen Winkelposi­ tions-Transduktor handeln oder um einen linearen Transduktor, der einem beweglichen Organ der Steuerung zugeordnet ist.

Der Block 24 ist schließlich mit einem Sensor 51 für das Einlegen des Rückwärtsgangs verbunden, von dem er ein Signal S5 empfängt.

Der Betrieb des Sensors 3, des ersten Schaltungsblocks 17 und des Diskriminatorblocks 20 ist bekannt und braucht nicht im einzelnen beschrieben zu werden, Der Betrieb des Blockes 24 wird nun anhand des Fluß­ diagramms in Fig. 3 erläutert.

Von einem Zyklus-Eingangsblock 34 gelangt man zu einem Block 35 zur Erfassung der Eingangssignale S1, S2, S3, S4 und S5.

Dann gelangt man zu einem Block 36, in dem geprüft wird, ob der Wert von S1 mindestens einem Schwellwert S10 entsprechend einer Dopplerverschiebung Δf entspricht, die einen positiven Wert (ein Fahrzeug nähert sich in der Zone 7) besitzt und einen Mindestwert überschreitet, der zum Beispiel eine relative Annäherungsgeschwindigkeit von 2 km/h angibt. Im negativen Fall erfolgt eine Rückkehr zum Start. Im positiven Fall gelang man zu einem Block 37, in dem überprüft wird, ob das Signal 5 aktiviert ist. Im positiven Fall, d. h. wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist, folgt eine Rückkehr zum Zyklus­ anfang, während im negativen Fall ein Übergang zum Block 38 erfolgt, in dem das Signal S2 mit einem Schwellwert S20 ent­ sprechend einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, bei­ spielsweise 10 km/h, verglichen wird. Ist S2 größer oder gleich S20, dann gelangt man zu einem Block 39, in dem das Relais 25 des optischen Anzeigers 27 aktiviert wird. Ist S2 kleiner als S20, dann erfolgt ein Übergang zu einem Block 40, in dem geprüft wird, ob der Wert von S1 größer als ein Schwellwert S11 entsprechend einer Relativgeschwindigkeit von z. B. 20 km/h ist. Im positiven Fall gelangt man wieder zum Block 39. Im negativen Fall erfolgt eine Rückkehr zum Zyklus­ beginn.

Vom Block 39 gelangt man zu einem Block 41, in dem geprüft wird, ob das Signal S3 aktiv ist. Im positiven Fall gelangt man zu einem Block 42 zur Aktivierung des Relais 26 des akustischen Anzeigers 28 und dann zum Ende des Zyklus (Block 44). Im negativen Fall gelangt man zu einem Block 43, in dem geprüft wird, ob das Signal S4 größer als ein Schwell­ wert S40 entsprechend einer leichten Kurve zur Seite des Spie­ gels 2 ist. Ist diese Bedingung erfüllt, gelangt man wieder zum Block 42 und im gegenteiligen Fall zum Block 44, der das Ende des Zyklus angibt.

Aus obigen Erläuterungen ergibt sich, daß die Vorrich­ tung 1 zusammengefaßt das Vorliegen von sich in der Zone 7 des Sensors 3 annähernden Körpern überprüft und in diesem Fall den optischen Anzeiger 27 aktiviert. Dies erfolgt nur, wenn das Fahrzeug steht oder vorwärtsfährt, nicht aber, wenn der Rück­ wärtsgang eingelegt ist. Auf diese Weise wird die Aussendung von nicht gerechtfertigten Signalen vermieden, beispielsweise wenn das Fahrzeug sich in Rückwärtsfahrt anderen geparkten Fahrzeugen annähert. Außerdem unterscheidet die Vorrichtung 1 zwischen dem stehenden oder fast stehenden Fahrzeug und der normalen Fahrt (S2 S20). Im ersteren Fall wird der optische Alarm auch bei sehr geringer Relativgeschwindigkeit ausgelöst, während im zweiten Fall das Signal nur ausgelöst wird, wenn die Relativgeschwindigkeit größer als ein Schwellwert (S1 < S11) ist, um eine in bestimmten Fahrsituationen unerwünschte Signalgebung zu vermeiden. Es sei beispielsweise an eine Ko­ lonnenfahrt in parallelen Spuren gedacht, bei der die langsam in einer Nachbarspur überholenden Fahrzeuge unberechtigterwei­ se eine Alarmsignalisierung aktivieren könnten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung aktiviert die Vor­ richtung 1 auch einen akustischen Anzeiger, aber nur dann, wenn der Fahrer einen Richtungswechsel der Bewegung angedeutet hat, der so eine echte Kollisionsgefahr mit den überholenden Fahrzeugen heraufbeschwören würde.

Auf diese Weise werden potentielle Gefahrensituationen nur optisch angezeigt, die sich ergeben, wenn ein anderes Fahrzeug aus dem toten Winkel des Rückspiegels heraus überho­ len will. Der Fahrer wird aber nicht gestört oder abgestumpft durch häufige akustische, aber wenig signifikative Signale und verfügt doch über ein nützliches optisches Instrument, das den Rückspiegel ergänzt, um die Relativbewegung anderer Fahrzeuge zu bewerten.

Wenn dagegen der Fahrer selbst die Fahrtrichtung än­ dert oder die Absicht hierzu anzeigt, wird er akustisch auf die tatsächliche Kollisionsgefahr hingewiesen, so daß das gefährliche Manöver wirksam verhindert wird.

Die Anordnung der beschriebenen Vorrichtung 1, in der der Sensor 3 und die erste Schaltungsgruppe 17 im Rückspiegel 21 angeordnet sind, ist besonders günstig, da die Signale 18 am Ausgang der Gruppe 17 verstärkt sind und das Signal-Rausch­ verhältnis am Eingang der Gruppe 19 hoch ist, selbst wenn die Kabel relativ lang sind. Die Gruppe 19 kann also an einer beliebigen geeigneten Stelle im Fahrzeug, beispielsweise am Armaturenbrett, angeordnet sein.

Schließlich wird klar, daß die beschriebene Vorrich­ tung verändert werden kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann der optische Anzei­ ger entfallen oder auch nur in der oben erläuterten Situation einer effektiven Gefahr aktiviert werden. Außerdem können Mittel vorgesehen sein, um von Hand den Wert der Schwelle S11 zu verändern, beispielsweise ein Potentiometer, das mit unter­ brochenen Linien in Fig. 1 angedeutet ist und im Innenraum des Fahrzeugs durch den Fahrer abhängig von den Verkehrsver­ hältnissen von Hand eingestellt werden kann.

Claims (13)

1. Sicherheitsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug (2), um einen relativ bewegten Körper in einer durch den Fahrer optisch nicht kontrollierbaren Raumzone (7) zu erfassen, mit einem elektromagnetischen Sensor (3), der einen Strahl (6) einer elektromagnetischen Welle in diese Zone (7) aussenden und elektrische Signale (10) bei Empfang eines von einem in dieser Zone vorhandenen Körper reflektierten Wellenstrahls (9) erzeu­ gen kann, mit mindestens einem ersten Anzeiger (28), der im Inneren des Fahrzeugs (2) angeordnet sein kann, und mit einer elektronischen Schaltung (4), die diese elektrischen Signale (10) auswertet und Diskriminatormittel (20), die ein erstes Signal (S1) erzeugen können, das die Relativgeschwindigkeit des Körpers bezüglich des Fahrzeugs (2) angibt, sowie Auswer­ tungsmittel (24) enthält, die den ersten Anzeiger (28) abhän­ gig vom Wert des ersten Signals (S1) entsprechend einer be­ stimmten Annäherungsgeschwindigkeit dieses Körpers aktivieren können, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsmittel (24) Mittel (41, 43) zur Erfassung von Signalen (S3, S4) betreffend eine Veränderung der Richtung des Fahrzeugs (2) sowie Mittel (42) zur Aktivierung des ersten Anzeigers (28) abhängig von diesen Signalen (S3, S4) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel erste Mittel (41) zur Erfassung eines Signals (S3) enthalten, das die Betätigung eines Richtungs­ anzeigers (31) des Fahrzeugs (2) anzeigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel zweite Mittel (43) zur Erfassung eines Signals (S4) aufweisen, das die Lage eines Steuerorgans des Fahrzeugs angibt.

4. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anzeiger (28) ein akustischer Anzeiger ist.

5. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Anzei­ ger (27) vom Leuchttyp aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsmittel (24) Mittel (39) zur Betätigung des zweiten Anzeigers (27) abhängig vom ersten Signal und unabhän­ gig von den Signalen (S3, S4) aufweist, die eine Veränderung der Richtung des Fahrzeugs (2) anzeigen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsmittel (24) Mittel (35) zur Erfassung eines Geschwindigkeitssignals (S2) sowie erste Mittel (38) zur Frei­ gabe der Betätigung der Anzeiger (27, 28) aufweisen, wenn ein Wert des Geschwindigkeitssignals (52) oberhalb eines Schwell­ werts (S20) vorliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsmittel (24) zweite Mittel (40) zur Freigabe der Betätigung der Anzeiger (27) aufweisen, wenn ein Wert des Geschwindigkeitssignals (S2) unterhalb des Schwellwerts (S20) vorliegt und ein Wert des ersten Signals (S1) oberhalb eines entsprechenden Schwellwerts (S11) vorliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (50) zur manuellen Einstellung des Schwellwerts (S11) für das erste Signal (S1) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schal­ tung (4) in eine erste Schaltungsgruppe (17), die mindestens Verstärkungsmittel (16) für die im Sensor (3) erzeugten Signa­ le (10) enthält, und in eine zweite Schaltungsgruppe (19) aufgeteilt ist, die mindestens die Auswertungsmittel (24) enthält.

11. Anordnung einer Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 10 in einem Fahrzeug (2), das einen äußeren Rückspiegel (21) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) und die erste Schaltungsgruppe (17) im Rückspiegel (21) untergebracht sind, während die zweite Schaltungsgruppe (19) innerhalb des Fahrzeugs (2) montiert ist.

12. Fahrzeug mit einem äußeren Rückspiegel (21) und einer Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensor (3) und die erste Schaltungsgruppe (17) in dem Außenspiegel (21) untergebracht sind und daß die zweite Schaltungsgruppe (19) innerhalb des Fahrzeugs (2) un­ tergebracht ist.

13. Rückspiegel (21) für ein Fahrzeug, das eine Sicherheits­ vorrichtung nach Anspruch 10 enthält, dadurch gekennzeichnet, daß er den Sensor (3) und die erste Schaltungsgruppe (17) enthält.