DE3100224A1 - Kollisionswarnanlage fuer kraftfahrzeuge mit besonders geringer fehlalarmrate - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine elektronische Anlage zur Warnung eines
• hraftfahrers vor einer drohenden Kollision und zeichnet sich durch eine besonders geringe fehlalarmrate aus.
• nahc der Offenlegungsschrift 28 18 77C besteht die bekannte Anlage aus einer nach vorn strahlenden Richtantenne, einem im GHz-bereich arbeitenden Redargerät und einer Informationseinrichtung, die im Fall einer drohenden Rollision mit einem die Strahlung reflektierenden Objekt eine Alarmmeldung auslöst.
• Das kadargerht arbeitet nach dem Korrelationsverfahren der deutschen Patentschrift Nr. 26 10 856 und liefert daher trotz eines Testverhältnisses von etwas über 1:3 mit ausreichend kurzen Impulsen ve@@ kommen eindeutige Ergebnisse. Ausgesendet wird eine periodische Folge von kurzen Einzelimpulsen gleicher Dauer aber verschiedenen, nach einer quasistochastischen ternären Zahlenfolge codierten Abstands. Das an den Objekten reflektierte Signal wird nach seinem Empfang in einer kleinen Anzahl von parallelen, den einzelnen Abstandsbereichen zugeordneten Korrelatoren mit verfahrensgemäß definierten Referenzimpulsfolgen kreuzkorreliert. Die Ausgangsspannungen ar Korrelatoren, die noch die Dopplerinformation in Form von Frequenzverschiebungen enthalten, werden über Frequenzdiskriminatoren mit hochpaßartigen, in den Abstandsbereichen gegenei.nander verschobenen Kennlinien als Alarmsignal der Informationseinrichtung zugeführt. tiefe gibt durch optische und akustische Warnsignale immer dann Alarm, wenn ein Verkehrsobjekt entweder im Nahbereich langsamer, gleichschnell oder nur wenig schneller fahrt oder in einem Fernbereich wesentlich langsamer fährt als das eigene Fahrzeug.
• Die Abstandsbereiche bestehen aus einem Nahbereich, dessen Tiefe durch das Produkt aus der Ausbreitungsgeschwindigkeit c und der Impulsdauer r gegeben ist, und mindestens einem Fernbereich.
• Während des Betriebs der Anlage wird die Impulsdauer stets so nachgeführt, daß die Tiefe des liahbereichs gleich dem Produkt aus der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit und der vom Fahrer einzustellenden persönlichen Reaktionszeit ist.
• Die Richtantenne muß so gestaltet und angebracht werden, daß auch auf gekrümmten Straßen alle wichtigen Verkehrsobjekte angestrahlt werden. In den Fernbereichen, bei schneller Fahrt auf gekrümmten Straßen auch im Nahbereich, werden damit aber auch Verkehrsobjekte anderer Fahrspuren und sogar verkehrsfremde Objekte erfaßt und, falls sie sich langsamer als das eigene Fahrzeug bewegen, als Fehlalarm gemeldet. Häufige fehlalarme irritieren aber der. Fahrer und stellen die Brauchbarkeit der Warnanlage in Frage.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Fehlalarmrate durch eine besondere Ausbildung der Richtantenne und durch weitere Maßnahmen so zu vermindern, daß die Warnanlage alle Anforderungen der Praxis erfüllen kann.
• Erfindungsgemäß wird die Richtantenne Eo erregt, daß mit vertikaler oder mit horizontaler Polarisation gesendet und mit dazu orthogonaler Polarisation empfangen wird. Dann liefern zwar alle zur Polarisationsebene streng symmetrische Strukturen kein Echo, praktisch muß aber immer mit gewissen Unsymmetrien gerechnet werden. Die gekreuzte Antennenerregung bewirkt also eine, allerdings erhebliche Reflexionsdämpfung und kann daher nur bei Anlagen, die wegen einer großen Tastverhätnisses Über ausreichend viel Sendeenergie verfügen, durch eine höhere Empfangsverstärkung ausgeglichen werden.
• Praktisch zeigt sich indessen, daß die Echodämpfung bei den geometrisch einfachen und einigermaßen symmetrischen verkehrsfremden Objekten, wie Blendzäunen, Strsßenschilder, Brückendurchfahrten usw meist etwas größer ist, als bei den teilweise aus schrägen Strukturen bestehenden Fahrzeugkerosserien. Letzteren kann daher immer ein gewisser polarisationsdrehender Effekt meist auch funkelnd variabler Größe zugeordnet werden, sodaß mit der gekreuzten Antennenerregung die Fahrzeuge etwas besser reflektieren sis aie verkehrsfremden Objekte, was dann ali eine geringe Minderung der Fehlalarmrate zum Ausaruck kommt.
• Da mit der gekreuzten Erregung vuch die störende Finstrahlung von Anlagen des Gegenverkehrs wegfällt, wird die Anlage so störnfest, daß durch fremde Einstreuungen ke Fehlalarme ausgelöst werden konnen.
• Zur Verbesserung ihres Reflexionsvermögens erhalten alle Verkehrsobjekte erfindungsgemäß einfache polerisationsdrehende Rückstrahler (HF-Ratzenaugen). Dies können schräg angeordnete lineare Strukturen oder eine Vielzahl von abgestimmten unter ca 4 angeordneten Dipolen sein. Durch die von den rückstrahlern bewirkte Drehung der Polarisationsebene wird ihr Echosignal so über das der verkehrsfremden Objekte hervorgehoben, daß deren Signale unter die Empfangsschwel)e fallen. Dabei wird die Fehlalarmrate ganz erheblich gemindert.
• Wird die gleiche Anordnung von Rückstrahldipolen an allen wichtiger Fahrverbots-Verkehrszeichen, insbesondere an den Ausfahrten der Einbahnstraßen und an allen Autobahnausfahrten angebracht, wird selbst bei schlechter Sicht kein mit der erfindungsgemäßen Anlage versehenes Fahrzeug versehentlich auf die falsche Fahrbahn geraten.
• Als Ausführungsbeispiel wird eine bis zu einer Tiefe von 20c# einheutige Warnanlage für einen Nah- und zwei Fernbereiche dargestellt.
• Dazu werden bei einer Periode von 80 Zeiteinheiten der Dauer V für die Sende- und die 3 den Abstandsbereichen zugeordneten Referenzimpulsfolgen mit den Abkürzungen s = Sendeimpuis . = Pausentakt 1 w Referenzimpuls 9 = Referenzimpuls mit Gegenphase folgende 4 Code folgen Sendeimpulsforge ssss...s...s.sss......s...ss.s.s.s..s..s ..........s.....s..ss...ss......s.ss.s..
• Referenzimpulsfolge . .1. ..1...1...19..99.1.9..1.1.1.19.19.
• zum Nahbereich 19999...9..19.99.1...1.9..199.9..1..1.1.
• Referenzimpulsforge ....111...1.....111.9..991..9.1.1.1...9.
• zum 1. Fernbereich .91.9999...9.1.9.99...11..911.99.9....1.
• Referenzimpulsfolge .....91.11......91.111...9..1.9.1..1.19.
• zum 2. Fernbereich 9919.19999...9...9...91...1.9.11.9....19 im Gerät dauerhaft gespeichert und im Betriebsfall im Zeitablauf zur Tsstung abgerufen. Umgetastet werden die Spannungen zwischen Pause und Betrieb, wobei es für die Referenzspannungen zwei aktive in ihrer Phasenlage verschiedene Betriebszustände gibt.
• Des Ausführungsbeispiel cier Richtantenne besitzt ein für zwei aufeinander senkrecht stehende Polarisatlonen ausgelegtes Erregerhorn, dessen beide Speiseleitungen vom Sender und zum Empfänger senkrecht zueinander eingeleitet werden. Im Beispiel wird vertikal polarisiert gesendet und horizontal polarisiert empfangen. Die Polarisationsrichtungen können vertauscht werden, sobald die wegen einer Einstreuung fremder Funkdienste eventuell geboten erscheint.
• Das Ausführungsbeispiel der Rückstrahler ist eine Folie aus verlustarmem Material, in die kurze Metalldrahtstücke abgestimmter länge als Dipole eingebettet sind. Die Folie ist im Abstand eines Viertels der für das Folienmaterial geltenden Wellenlänge so auf einer angenähert vertikalen Metallfläche der Fahrzeugrückseite befestigt, daß die Dipole unter ca 45° gegen die Horizontale geneigt sind. Die Folie ist praktisch durchsichtig, sodaß auch Kennzeichen una Verkehrsschilder mit ihr beklebt werden können. Die Folie kann auch auf der Rückseite im Abstand einer Viertelwellenlänge viele den Dipolen parallele Drähte oder ein feines Drahtnetz tragen.
• Als Weiterbildung der Erfindung wird während der Dauer eines jeden echten Alarms durch eine Drosselung der Treibstoffversorgung das antreibende Drehmoment des Fahrzeugmotors so verringert, daß der Fahrer die dabei auftretende Fahrzeugverzögerung deutlich spürt und alE spürbare Ergänzung der optischen und akusti6chen Alarminformation empfinden kann. Für eine möglichst eindringliche Meldung kann das Drehmoment des Motors durch vollständiges Unterbrechen der Treibstoffversorgung sogar schwach negativ werden. Der spürbare Verzögerungsimpule gibt selbst unaufmerksamen oder hörschwachen Fahrern such bei schlechter Sicht eine erhöhte Warnsicherheit.
• Die Treibstoffsperre endet mit aem Alarm, sie muß aber auch durch kurzzeitiges vollständiges Entlasten aes Fahrpedals jederzeit aufzuheben sein. Damit bleibt der Fahrer tets handlungsfähig una Y.nn beispielsweise im bedarfsfall das den Alarm verursachende Verkehrsobjekt auch überholen.
• Bei einem Ausführungsbeispiel mit einem Ottomotor wird im Alarmfall für die kurze Zeitspanne, bis die Treibstoffsperre voll wirksam s.ri, zusätzlich auch die Zündung des Motors unterbrochen.
• Die alarmbedingte automatische Verringerung des Motordrehmoments erfolgt um die Reaktionszeit des Fahrers früher als die manuellen Maßnahmen zur Geschwindigkeitsminderung, die der Fahrer seinerseits beim Erkennen der Alarmmeldung durch das Entlasten des Fahrpedals einleitet.
• Auch der beginn der vor besonders langsamen Fahrzeugen oder ruhenden Hinderni Fsen meist erforderlichen manuellen Bremsmaßnahmen wird um die Reaktionszeit des Fahrers vorverlegt, wenn in Weiterbildung der Erfindung bei wichtigen, durch eine maximale Doppelverschie@ der Echosignale gekennzeichneten Alarmmeldungen außer der Treibstoffsperre auch di.e Bremsanlage des Fahrzeugs automatisch in @ trieb kommt. Dazu werden die Bremsmaßnahmen unmittelbar vom Radargerät mit Hilfe elektromagnetisch steuerbarer Ventile f@@@ ohne Zeitverzögerung eingeleitet und erst wieder aufgehoben, wenn der Alarm beendet ist oder kurz nachdem das Fahrpedal- entlastet wurde. So kann der Fahrer den Bremsvorgang jederzeit abbrechen oder auch durch Bettigen des Bremspedals nach eigenem Ermessen fortsetzen, ohne da!3 Eeine persönliche Reaktionszeit für den Vorgang von Bedeutung ist Da bei einer unverzögert einsetzenden automatischen Bremsung durch die Vorver)egung des Bremsbeginns ein längerer Bremsweg verfügbar wird, kann die für den automatischen Eremsvorgang vorzusehende Bremsverzögerung generell kleiner eingestellt werden al @ die maximale durch den Fahrer mit einer Vollbremsung erzeugbare Bremsverzdgerung. Dies läßt dem nachfolgenden Fahrzeug mehr Bremszeit und mindert dessen Kollisionsneigung.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Elektronische Anlage zur Warnung eines tsraftfahrers vor einer drohenden kollision, ausgerüstet mit einer nach vorn strahlenden Hichtantenne, mit einem Impulsradergerät, das nech einem eindeutigen Verfahren mit kurzen Impulsen, deren Dauer der Fahrgeschwindigkeit proportiona) ist, bei einem, hoher Testverhältnis arbeitet, und mit einer optisch und akustisch wirkenden Informationscinrichtung, die den Fahrer über den Status aller wichtigen Verkehrsobjekte in mindestens zwei Abstandbereichen informiert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da! die Hichtantenne so erregt wird, daß sie mit linearer, vertikaler oaer horizontaler, Polarisation sendet und mit der dazu orthogonalen Polarisation empfängt, und daß das Rückstrahlverhalten der Verkehrsobjekte und wichtiger Fahrerbots-Verkehrszeichen durch einfache polarisationsdrehende Rückstrahler verbessert wird.
2. 2. Elektronische Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß für die Zeitdauer jedes echten Alarms der optischen und akustischen Information eine durch ein verringertes oder sogar schwach negatives Drehmoment des Antriebsmotors verursachte spürbare Meldung hinzugefügt wird.
3. 3. Elektronische Anlage nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß für die Zeitdauer eines wichtigen Alarms die Wirkung des schwach negativen Motordrehmoments durch möglichst unverzögert einsetzende Bremsmaßnahmen ergänzt wird.