DE3207950A1

DE3207950A1 - Abstandsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE3207950A1
Application number: DE19823207950
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Brueggen; Dieter Dipl Phys Karr; Wolfgang Rottler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE3207950C2; JPH041314B2; JPS58162879A; US4561064A

Description

3Z07950

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15.2.1982 Ve/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ab standsmeßvorrichtung
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Abstandsmeßvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche ist zum Erleichtern des Einparkens von Kraftfahrzeugen z.B. aus der DE-OS 2 312 2k8, der DE-OS 2 531 665 und der AT-PS 2U8 89^ bekannt. Diese bekannten Abstandsmeßvorrichtungen, insbesondere wenn sie nach dem Ultraschall- oder Infrarot-Prinzip arbeiten, haben den Nachteil, daß die Sensoren leicht verschmutzen und infolgedessen ihre Funktion einstellen. Z.B. beim Einparken eines Kraftfahrzeugs ist der Fahrer dann der Meinung, daß ein Mindestabstand noch nicht erreicht sei, wodurch eine Kollision unvermeidlich wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Abstandsmeßvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine ständige aktive Funktionsprüfung und Funktionsanzeige während des Betriebs

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möglich ist. Eine Fehleinschätzung des Abstands infolge einer Fehlfunktion der Abstandsmeßvorrichtung selbst kann dadurch vermieden werden. Das erzeugte Prüfsignal mit sehr kurzer Laufzeit liefert die Information über die Funktionstüchtigkeit der Anlage, ohne die Abstandsmessung selbst zu beeinflussen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Abstandsmeßvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist der Betrieb mit Ultraschallsignalen, die insbesondere in Form von Impulspaketen als Signal verwendet werden. Erst durch die Funktionskontrolleinrichtung ist ein solcher Betrieb überhaupt erst sicher möglich.

Eine besonders sichere und einfache Abstandserkennung erfolgt vorteilhaft dadurch, daß die Laufzeiterkennungseinrichtung Laufzeitstufen aufweist und auf die verschie denen Laufzeiten, bzw. Abstände stufenförmig anspricht. Jeder angezeigte Abstand löst dann ein gesondertes akustisches und/oder optisches Signal aus.

Soll der Abstand sehr exakt bestimmt werden, so wird vorteilhaft eine Eicheinrichtung dadurch vorgesehen, daß zum Eichen der einzelnen Laufzeitstufen das gemessene Laufzeitsignal über den Reflektor verwendet wird. In Abhängigkeit des Abstandsverhältnisses des Reflektors zum gewünschten Ansprechwert der betreffenden Laufzeitstufe, bzw. zum gewünschten Abstandswert, werden die Ansprechwerte der einzelnen Laufzeitstufen durch entsprechende Veränderung des gemessenen Laufzeitsignals über den Reflektor gebildet. Temperatur-, Luftdruck- und andere Veränderungen von Parametern bleiben dadurch ohne Einfluß auf das Meßergebnis.

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Wird die Abstandsmeßvorrichtung zum Einparken eines Kraftfahrzeugs eingesetzt, so wird die Sende- und Empfangseinrichtung vorzugsweise am Heck des Fahrzeugs angeordnet und die Anlage beim Einlegen des Rückwärtsgangs aktiviert. Das Signal der Funktionsbereitschaft der Abstandsmeßvorrichtung kann dann gleichzeitig zur Information dienen, ob der Rückwärtsgang eingelegt ist. Dabei können z.B. auch zwei Sende- und Empfangseinrichtungen am linken und am rechten Heck des Fahrzeugs angebracht werden, um feststellen zu können, auf welcher Seite des Fahrzeugs ein kritischer Abstand unterschritten ist. Optische Anzeigeelemente, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestabstands ansprechen, können dabei vorteilhaft im hinteren Innenraum des Fahrzeugs, z.B. in der Rückseite der Zusatzbremsleuchten oder am Armaturenbrett positioniert werden. Die Anordnung kann dabei so erfolgen, daß eine Zuordnung des kritischen Abstands zur entsprechenden Heckseite möglich ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Blockschaltbild und Figur 2 eine Eicheinrichtung zum Eichen der einzelnen Laufzeitstufen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ultraschall-Frequenzgenerator 10 über einen Schalter 11 einschaltbar. Dieser Schalter 11 kann im Falle der Verwendung der Abstandsmeßvorrichtung in einem Kraftfahrzeug z.B. der Rückwärtsgangschalter sein. Der

Ausgang des Freq.uenzgenerators 10 ist über eine Sendeimpulsbreiten-Stellvorrichtung 12 mit einem Ultraschall-Sende/Empfänger 13 verbunden. Dieser versorgt einen Ultraschallerzeuger 1U mit Sendeimpulsen und empfängt die reflektierten Impulse wieder über einen Ultraschall-Sensor 15· Dabei kommen die reflektierten Impulse zum einen über einen fest angeordneten Reflektor 16 und zum anderen über den Gegenstand TT zurück, zu dem der Abstand gemessen werden soll. Der Reflektor 16 befindet sich dabei zwischen dem Ultraschallerzeuger \k und dem Ultraschallsensor 15 in einem Abstand von beispielsweise 1 cm. Die prinzipielle Funktion eines Sende/Empfängers zur Abstandsmessung berührt auf dem Prinzip der Laufzeitmessung und ist im eingangs angegebenen Stand der Technik näher beschrieben.

Der Ausgang des Sende/Empf äng_ers 13 ist mit Eingängen einer Laufzeiterkennungsvorrichtung 18 verbunden, die im wesentlichen aus drei Laufzeitstufen 19 bis 21 zur Erkennung des Unterschreitens der Laufzeiten Tc, T2 und T1 besteht. Die Ausgänge der Laufzeitstufen 19 bis 21 sind über je ein UND-Gatter 22 bis 2k mit den Eingängen eines ODER-Gatters 25 verbunden, über dessen Ausgang ein akustischer Signalgeber 26 steuerbar ist, der z.B. als Lautsprecher, Summer, Klingel usw. ausgebildet sein kann. Der Ausgang des UND-Gatters 2k ist zusätzlich mit einer Kontrolleuchte 27 verbunden. Weiterhin ist der Ausgang der Laufzeitstufe 21 über einen Inverter 28 mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters 23 und der Ausgang der Laufzeitstufe 20 über einen Inverter 29 mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters 22 verbunden. Ein Signalgenerator 30 zur Erzeugung verschiedener akustischer Signale f1 bis f3 führt diesen akustischen Signalen jeweils einem weiteren Eingang der UND-Gatter 22 bis 2k zu. Diese verschiedenen akustischen Signale können verschie-

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dene Frequenzen sein, es kann sich jedoch auch um verschiedene Tonsignalfolgen handeln.

Die Wirkungsweise des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels besteht im wesentlichen darin, daß in bekannter Weise die Laufzeit eines Meßsignals, im vorliegenden Fall eines Ultraschall-Meßsignals vom Signalerzeuger 1k, über einen zu messenden Gegenstand 17 bis zum Signalsensor 15 in der Laufzeiterkennungsvorrichtung 18 gemessen wird. Die ermittelte Laufzeit wird mit voreingestellten Laufzeiten Tc, T2 und T1 verglichen, wobei die entsprechende Laufzeitstufe 19 bis 21 ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die zugeordnete Laufzeit unterschritten ist. Dies sollte im Falle der Laufzeitstufe 19 immer der Fall sein, da die Laufzeit Tc geringer ist als die Laufzeit des Meßsignals über den Reflektor 16. Die Laufzeitstufe 19 dient daher zur ständigen Überprüfung der Funktion der Abstandsmeßvorrichtung. Beim Einschalten der Anlage, z.B. über den Schalter 11, muß daher sofort und ständig die Signalfolge f1 über das UND-Gatter 22 als akustische Signalfolge im akustischen Signalgeber 26 wirksam werden. Im Kraftfahrzeug dient dieses Signal sowohl der Erkennung der Funktionsbereitschaft der Abstandsmeßvorrichtung, wie auch als Bestätigung, daß der den Schalter 11 betätigende Rückwärtsgang eingelegt ist. Nähert sich die Anordnung nun dem Gegenstand 17, dessen Abstand gemessen werden soll, dann spricht die Laufzeitstufe 20 dann an, wenn der Abstand so gering geworden ist, daß die Laufzeit T2 unterschritten ist. Bei einem Kraftfahrzeug kann diese Laufzeit vorteilhaft z.B. einem Abstand von 30 cm entsprechen. Über den akustischen Signalgeber 26 wird nunmehr die Signalfolge f2 wirksam, da das UND-Gatter 22 über den Inverter 29 gesperrt wird. Wird der Abstand so gering, daß die Laufzeit T1 unterschritten wird, dann spricht die Laufzeitstufe 21 an, und die

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Signalfolge f3 wird im akustischen Signalgeber 26 wirksam. Gleichzeitig leuchtet die Kontrollampe 27 auf, und die Signalfolge f2 wird durch Sperrung des UND-Gatters 23 über den Inverter 28 unwirksam.

Es sei festgehalten, daß beliebige Variationen von Signalfolgen und Signalfrequenzen verwendet werden können. Weiterhin ist das stufenförmige Ansprechen der Laufzeiterkennungsvorrichtung 18 je nach Bedarf in einer beliebigen Anzahl von Stufen durch Erweiterung der Zahl der Laufzeitstufen möglich. Ebenso kann prinzipiell anstelle eines Ultraschallsignals ein Infrarotsignal oder eine andere elektromagnetische Welle treten.

Die in Figur 2 dargestellte Schaltungsanordnung zeigt eine Eicheinrichtung zum Eichen der einzelnen Laufzeitstufen 20, 21 in Abhängigkeit des gemessenen Laufzeitsignals über den Reflektor 16. Von der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist zur Vereinfachung der Darstellung lediglich der Sende/Empfänger 13 sowie die Laufzeitstufen 19 bis 21 dargestellt. Die Laufzeitstufen 20 bis 21 enthalten nunmehr keine feste Ansprechschwelle mehr. Diese wird ihnen von außen über die Eingänge 31 j 32 vorgegeben. Im Laufzeit-Signalwandler 33 wird die Laufzeit des Meßsignals über den Reflektor 16 in eine Spannung U bzw. in ein digitales Signal umgewandelt. Diese Größe U wird in den beiden Multiplizierstufen 3^, 35 mit dem Faktor K1 bzw. K2 multipliziert. Diese Faktoren geben das Verhältnis des Abstands des Reflektors 16 zum zu messenden Abstand an, bei dem die entsprechende Laufzeitstufe 21 bzw. 20 ansprechen soll. Die ermittelten Werte U χ K1 und U χ K2 werden in den Speichern 36, 37 gespeichert, wobei die Einspeicherung

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über ein Zeitglied 38 gesteuert wird. Dies erfolgt in
der Weise, daß eine feste durch das Zeitglied 38 vorgegebene Zeit nach dem Einschalten der Anlage über den
Schalter 11 die Einspeicherung erfolgt. Dadurch bleiben eventuelle Einschaltunregelmäßigkeiten unberücksichtigt. Die in den Speichern 36, 37 gespeicherten Werte geben
die Grenzlaufzeiten in den Laufzeitstufen 20 und 21 vor.

ΑΛ

Leerseite

Claims

R. ; 7 5531

15.2.1982 Ve/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Ansprüche

1 J Abstandsmeßvorrichtung mit einer Sende- und Empfangseinrichtung für ein Meßsignal, das am zu messenden Gegenstand reflektiert wird, und mit einer Laufzeiterkennungsvorrichtung (18) für das Meßsignal, wobei "beim Erreichen wenigstens einer vorgegebenen Laufzeit und damit eines vorgegebenen Abstands ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sende- und Empfangseinrichting (13 bis 15) ein Reflektor (16) in einem vorgegebenen Abstand zugeordnet ist und daß das von diesem Reflektor (16) empfangene Laufzeitsignal eine akustische und/oder optische Funktionskontrolleinrichtung (19» 22, 25 ₅ 26) steuert.

2. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal durch Impulspakete gebildet ist.

3. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal ein Ultraschallsignal ist.

k. Abstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,- daß die Laufzeiter-

kennungsvorrichtung (18) mehrere Laufzeitstufen (19 bis 21) aufweist und auf die verschiedenen Laufzeiten stufenförmig anspricht.

5. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß eine Laufzeitstufe (19) dem Reflektor (16) zugeordnet ist.

6. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch k oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß j ede. Laufzeitstufe (19 bis 21) ein gesondertes akustisches und/oder optisches Signal auslöst.

7. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgenerator (30) zur Erzeugung verschiedener akustischer Signale über Torstufen (22 bis 25), die durch die Laufzeitstufen (19 bis 21) gesteuert sind, mit einem akustischen Geber (26) verbunden ist.

8. Abstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eicheinrichtung (33 bis 38) vorgesehen ist, zum Eichen der einzelnen Laufzeitstufen (20, 21) in Abhängigkeit des gemessenen Laufzeitsignals über den Reflektor (16).

9. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechwerte der einzelnen Laufzeitstufen (20, 21) durch Verändern des gemessenen Laufzeitwerts in Abhängigkeit des Abstandsverhältnisses des Reflektors zum gewünschten Ansprechwert der betreffenden Laufzeitstufe gebildet werden.

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10. Abstandsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum. Erleichtern des Einparkens von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinrichtung (1U, 15) außen am Fahrzeug angeordnet ist.

11. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Rückwärtseinparken die Abstandsmeßvorrichtung über einen den Rückwärtsfahrvorgang kennzeichnendes Schaltsignal eingeschaltet wird.

12. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß optische Funktionskontrolleinheiten im hinteren Innenraum des Fahrzeugs, z.B. in Zusatzbremsleuchten oder Hecklautsprechern angeordnet sind.