DE3732782A1 - Warnvorrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Warnvorrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Warnvorrichtung solcher Art ist für Schienenfahrzeuge seit kurzem als sogenannte "Totmann-Einrichtung" bekannt. Aus der deutschen Patent­ schrift 8 35 749 ist eine solche Einrichtung auch für nicht schienenge­ bundene Kraftfahrzeuge bekannt.

Die deutsche Patentschrift 6 89 499 und das Zusatzpatent 6 96 965 be­ schreiben eine Warnvorrichtung mit dem Lenkhandrad zugeordnetem Auslöser für eine Verzögerungseinrichtung, die ein Warnsignal nach einer bestimm­ ten Zeit abgibt. Die Zeit ist einstellbar, auch geschwindigkeitsabhän­ gig. Die Vorrichtung soll entweder mit einem Uhrwerk - von einem Mitneh­ mer aufgezogen - mit einer kleinen Kolben-Luftpumpe oder mit Kontakten eines elektrischen Verzögerungsrelais arbeiten.

Eine auf Lenkbewegungen ansprechende Vorrichtung - mittels Mitnehmer für ein Uhrwerk, Stößel eines Kolbens oder Stift eines Kontaktes - kann nur mittelbar und relativ träge arbeiten. Abnützungs- u.ä. Erscheinungen in­ folge äußerer Einflüsse und Fehlalarme können bei fortschreitender Le­ bensdauer nicht ausgeschlossen werden. Für den Stillstand des Fahrzeuges müssen zur Alarmvermeidung besondere Maßnahmen getroffen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Warnvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Ansprechempfindlichkeit einerseits, mit einer geringen Fehlermög­ lichkeit für Alarm andererseits verbindet und so die Fahrsicherheit ent­ scheidend erhöht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Mitteln, die im Patentanspruch 1 angegeben sind.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß beim Fahren eines Kraftfahrzeuges auf Straßen, Wegen usw., selbst bei Geradeausfahrt auf Autobahnen laufend, wenn auch sehr kleine Kräfte, durch den Fahrer am Lenker ausgeübt werden. Diese geringen Kräfte führen in der Regel nicht zu merklichen Kursänderungen des Fahrzeuges, wenn überhaupt. Doch sind solche "Korrektur"-Kräfte oder "Haltekräfte" zum Ausgleich von Fahrbahn- und Umwelteinflüssen erforderlich und es wird eine merkliche Kraft über die Lenksäule/Lenker bzw. (Servo-)Lenkhilfe und Lenkgetriebe übertragen.

Dadurch, daß die Erfindung einen Kraftsensor für Torsionskräfte an der Säule des Steuers/Lenkers bzw. einem Glied zur (Lenk-)Kraftübertragung zwischen Lenkrad und Vorderachse verwendet, der elektrische Signale er­ zeugt, die verstärkt einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Aus­ werteeinheit zugeführt werden, wird in vorteilhafter Weise eine hohe Sensibilität des Systems erreicht.

In dem elektronischen Auswertegerät der Erfindung wird laufend über­ wacht, ob eine bestimmte Mindestamplitude dieser am Steuer/Lenker vom Fahrer eingeleiteten Kräfte erreicht wird. Ist diese Amplitude kleiner als für eine bestimmte Zeitdauer vorgegeben, wird ein Alarm ausgelöst. Dadurch, daß sowohl die Amplitudengrenzen für die besagten Kräfte, als auch das Zeitfenster hierfür veränderbar sind, lassen sich Fehlalarme gut vermeiden. Die Amplitudengrenzen können z.B. je nach Straßenbeschaf­ fenheit und Fahrer bzw. Fahrzeug/Last eingestellt werden und die Zeit­ fenster je nach Fahrgeschwindigkeit.

Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patent­ ansprüchen zu entnehmen. Die Verwendung von Dehnungsmeßstreifen (DMS) als Sensoren ist besonders vorteilhaft, ebenso deren Aufbringung auf der Steuer-, Lenksäule bzw. dgl. Kraftübertragungsglied für Torsionskräfte. Die Auswerteeinheit enthält mit Vorteil einen Komparator und eine Tor­ schaltung. Im Stillstand wird der Einheit kein v-Signal zugeführt und somit ist kein Alarm möglich.

Weitere Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung und Zeichnung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen, die diese erläutern und rein schema­ tisch darstellen, ohne hierauf beschränkt zu sein.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Aufbau und die Zuordnung wesentlicher Elemente des Warn­ systems zum Fahrzeug;

Fig. 2 einen Signalverlauf der gemessenen Kräfte mit zugeordneten Zeit­ fenstern und einem Alarmfall;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektronischen Meß- und Auswerteeinrich­ tung, Alarmgeber und ggf. einem Bremseinleitungsglied.

Der Signalverarbeitungs- und -auswerteeinheit 3 werden außer den Meßwer­ ten für Torsionskräfte von einem Aufnehmer 5, wie Tachogenerator, auch Werte für die Geschwindigkeit (v) des Fahrzeuges zugeführt, verarbeitet, ausgewertet und danach ggf. von dort an einen Alarmgeber 4 weitergegeben.

Die Einheit 3 enthält einen Komparator und eine Torschaltung für die Einstellung der Meßzeit bzw. der Meßfenster, bevorzugt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit kleiner werdend.

Wie Fig. 2 zeigt, ergibt das Signal A einen Kurvenverlauf der an der Lenksäule gemessenen und registrierten Torsionskräfte (τ) über der Zeit (t) an. Die Kräfte wechseln in der Regel nach Betrag und Richtung. Grenzen für minimale Amplituden werden voreingestellt, wie eingangs er­ wähnt, ebenso das Zeitfenster C durch Öffnen und Schließen des Tors der Schaltung.

Ein Signal B wird in der Auswerteeinheit 3 elektronisch erzeugt, sobald eine eingestellte Kraft-Amplitudengrenze unterschritten wird. Das Erscheinen des Signals B öffnet das Tor für das Meßfenster (Signal C). Geschlossen wird das Tor von einem Funktionsgenerator 6, der mit dem Ge­ schwindigkeitsaufnehmer 5 gekoppelt wird (siehe Fig. 3).

In der Einheit 3 ist ein Komparator enthalten, mit dessen Hilfe festge­ stellt wird, ob ein Signal B innerhalb eines Zeitfensters auf Null zu­ rückgeht oder nicht z.B. Nulldurchgangserfassung bzw. -zählung. Alarm kann auch bei andauernder Ünterschreitung des Grenzwertes ausgelöst wer­ den, letzterer muß nicht gegen Null gehen. Erfolgt der Nulldurchgang des Signals erst später als das Zeitfenster abgelaufen ist bzw. geschlossen wurde, wird mittels Signal D ein Alarm vom Geber 4 ausgelöst. Jeder Alarm muß vom Fahrer von Hand (über besondere Taste) rückgestellt wer­ den, sonst erfolgt der Alarm in verschiedenen stärker werdenden Stufen nacheinander bis zur Bremseinleitung (z.B. nach Einschlafen oder Aus­ fall) mittels Bremseinheit 7 (ABS-System). Fällt ein Fahrer auf das Steuer und bleibt z.B. auf dem Lenkrad liegen, kann das dann konstante Signal entsprechend der Kraft am Sensor 2 ebenfalls einen Alarm auslö­ sen. Kein Alarm erfolgt im Stillstand, da der Funktionsgenerator 6 kein geschwindigkeitsabhängiges Signal erzeugt.

Die erfindungsgemäße Warnvorrichtung kann mit einer üblichen Autoelek­ trik und -elektronik und Bordcomputer verbunden bzw. integriert werden.

Ein Alarm kann abgestuft z.B. erst innen, dann außen (Dauerblinklicht, Hupen), dann Gurtstrammer, Air-bag-Auslösen, progressiv gesteuertes Stotterbremsen (mit ABS) erfolgen.

Claims (9)

1. Warnvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum Schutz gegen Ausfälle einer das Kraftfahrzeug führenden Person, insbesondere auf längeren Fahrten, mit dem Steuer/Lenker zugeordnetem Auslöseglied für einen Alarm, dadurch gekennzeichnet, daß der Säule (1) des Steuers/Lenkers bzw. einem Glied zur Kraftübertragung auf die Vorderachse ein Kraftsen­ sor (2) zugeordnet ist, und die vom Sensor (2) generierten elektrischen Signale einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Auswerteeinheit (3) und von dort einem Alarmgeber (4), zugeführt werden, wenn

• a) der Verlauf der registrierten Kräfte innerhalb vorgegebener Grenzen bleibt und
• b) zugleich eine in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit vorgegebe­ ne Zeitdauer abgelaufen ist.

2. Warnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (2) als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet und auf der Säule (1) aufgebracht ist.

3. Warnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kraftsensor (2) generierten Signale über einen Verstärker (8) einem Komparator zugeführt werden.

4. Warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Geschwindigkeitsaufnehmer (5) Signale in einem Funktionsgenerator erzeugt und dem Komparator zugeführt werden.

5. Warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungs- und Auswerteeinheit (3) eine Torschaltung für die Einstellung der Meßzeit/Fenster enthält.

6. Warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3) einen Hochpaß/Tiefpaß für die Öff­ nung des Tors/Beginn der Meßzeit enthält, während die Schließung des Tors/Ende der Meßzeit vom Geschwindigkeitsaufnehmer (5) bestimmt ist.

7. Warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3) ein Signal dem Alarmgeber (4) zu­ führt, wenn keine genügend große Kraftänderung innerhalb der Meßzeit vorhanden ist.

8. Warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3) ein Signal dem Alarmgeber (4) zu­ führt, wenn der/die Nulldurchgang/-gänge der am Sensor (2) registrierten Kraft außerhalb des Zeitfensters liegt/liegen.

9. Warnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnvorrichtung bzw. die Einheit (3) in den Bordcomputer des Kraftfahrzeugs integriert ist und an der Eingabe des­ selben die variablen Sollwerte (wie Schwellwerte der Kraft) eintastbar sind.