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Dokumentenidentifikation DE69421054T2 03.02.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0661679
Titel Verfahren zum Einstellen von einem Alarmmodul, insbesondere von einem Ultraschall-Alarmmodul und Alarmmodul zur Anwendung dieses Verfahrens, insbesondere in einem Kraftfahrzeug
Anmelder Valeo Electronique, Creteil, FR
Erfinder Pedemas, Didier, F-92800 Puteaux, FR;
Pajonk, Jean-Claude, F-69650 Quincieux, FR
Vertreter Podszus, B., Dipl.-Phys. Dipl.-Wirtsch.-Ing., Pat.-Anw., 53474 Bad Neuenahr-Ahrweiler
DE-Aktenzeichen 69421054
Vertragsstaaten DE, ES, GB, IT, NL
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 27.12.1994
EP-Aktenzeichen 944030279
EP-Offenlegungsdatum 05.07.1995
EP date of grant 06.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.02.2000
IPC-Hauptklasse G08B 13/16
IPC-Nebenklasse G08B 29/28   

Beschreibung[de]
Verfahren zum Einstellen von einem Alarmmodul, insbesondere von einem Ultraschall- Alarmmodul, und Alarmmodul zur Anwendung dieses Verfahrens, insbesondere in einem Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Alarmmoduls, insbesondere eines Ultraschall-Alarmmoduls, und ein Alarmmodul, bei dem dieses Verfahren insbesondere in einem Kraftfahrzeug Anwendung findet.

Sie findet ihre Anwendung im Bereich des Schutzes vor einem Eindringen in geschlossene Räume, wie zum Beispiel den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs.

Die Alarmvorrichtungen nach dem Stand der Technik umfassen Sendeelemente, beispielsweise Sendewandler, um Wellen, wie zum Beispiel Ultraschallwellen, in dem zu überwachenden Raum auszusenden. In Abhängigkeit von der Größe und der Form dieses Raumes sowie der Gegenstände, die sich eventuell dort befinden können, stellt sich im Innern dieses Raums ein Bereich stationärer (stehender) Wellen ein.

Das Prinzip der Erkennung eines Eindringens in den zu überwachenden Raum besteht dann darin, daß man die Schwankungen des Pegels der Umhüllenden der Signale mißt, die von Empfangselementen, wie zum Beispiel einem oder mehreren Empfangswandlern, empfangen werden.

Die genannten Empfangselemente sind mit einer Empfangseinrichtung verbunden, deren Rolle darin besteht, diese Schwankungen zu erfassen. Darüber hinaus ist es notwendig, das empfangene Signal vorher zu verstärken, um seine Verarbeitung durch die Empfangseinrichtung zu ermöglichen. Aus diesem Grund umfassen die Alarmvorrichtungen jeweils einen Verstärker, der zwischen den Empfangselementen und der Empfangseinrichtung angeordnet ist.

Bei der Alarmvorrichtung, die sich des erfindungsgemäßen Einstellverfahrens bedient, erfolgt die Einstellung der Empfindlichkeit der Alarmvorrichtung durch eine Einstellung des Verstärkungsgrads dieses Verstärkers.

Bei bestimmten bekannten Alarmvorrichtungen wird die Einstellung während der Dimensionierung des Geräts in Abhängigkeit von Standarddaten, wie zum Beispiel dem theoretischen Pegel der gesendeten Ultraschallwellen und dem Gesamtvolumen des Fahrgastraums des zu schützenden Fahrzeugs, festgelegt.

Einer der Nachteile einer Einstellung dieser Art beruht auf der Tatsache, daß der Pegel des durch den Empfangswandler empfangenen Signales im voraus nicht festgelegt werden kann, denn er hängt von dem jeweiligen stationären Zustand im Fahrgastraum des Fahrzeuges ab. Je nachdem, ob sich der Wandler in einem Knoten oder in einem Bauch der stehenden Wellen befindet, unterscheidet sich der Pegel des empfangenen Signals.

Außerdem stellt sich der Bereich stationärer Wellen nicht auf vollständig starre Weise ein, sondern es handelt sich im Gegenteil um einen langsam veränderlichen stationären Bereich. Diese Schwankung hängt hauptsächlich von den klimatischen Bedingungen, wie beispielsweise der Temperatur im Inneren des Fahrzeugs, ab, die von einer Anwendung zur anderen insbesondere von sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen abhängt. In der Praxis schätzt man, daß die Schwankung des Pegels empfangener Ultraschallwellen, die von diesen verschiedenen Faktoren ausgelöst wird, in der Größenordnung von eins bis fünfundzwanzig liegt; die Periode dieser Schwankung kann dabei in der Größenordnung von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden betragen.

Im übrigen beruht der Hauptnachteil der vorstehend beschriebenen Einstellung auf der Tatsache, daß der Bereich stationärer Wellen, der sich im Inneren des Fahrgastraumes eines Fahrzeuges einstellt, von unterschiedlichen Faktoren abhängt. Dabei handelt es sich einerseits um die Streuung der charakteristischen Eigenschaften der sowohl für das Senden als auch für das Empfangen verwendeten Wandler und andererseits um die Veränderungen des Volumens des Fahrgastraums, die zum Beispiel auf das Vorliegen von Gegenständen auf der Heckablage oder auf Veränderungen in der Anordnung der Sitze zurückzuführen sind. In der Praxis schätzt man, daß die Schwankung des Pegels empfangener Ultraschallwellen, die von diesen verschiedenen Faktoren ausgelöst wird, in der Größenordnung von eins bis hundert liegt.

Es ist bekannt, daß bei Alarmmodulen dieses Typs die unkontrollierten Schwankungen des Pegels empfangener Ultraschallwellen oft die Ursache von Fehlfunktionen sein können, die sich in ungewollten Auslösungen der Alarmvorrichtung oder in einer Nichtauslösung trotz eines tatsächlichen Eindringens in das Innere des Fahrgastraums äußern können.

Aus diesem Grund wird bei anderen Alarmmodulen nach dem Stand der Technik der Verstärkungsfaktor des Empfangsverstärkers der Vorrichtung automatisch in Abhängigkeit von dem Pegel der Ultraschallwellen eingestellt, die der Empfangswandler empfängt (vgl. z. B. das Dokument EP 572302, in dem die Empfindlichkeit eines Alarmsystems an den Mittelwert des Empfangssignals und den maximalen Spitzenwert des Ausgangssignals der Empfangskette angepaßt wird).

Bei jeder Inbetriebsetzung der Vorrichtung werden so die Bedingungen des Bereiches der stationären Wellen, die von der jeweiligen spezifischen Gestaltung des Raums im Inneren des Fahrgastraumes des Fahrzeuges abhängig sind, berücksichtigt. Da außerdem die Einstellzeit sehr viel kürzer ist als die Schwankungsperiode des sich langsam verändernden Bereiches der stationären Wellen, bleibt diese Schwankung ohne Einfluß auf die Leistungsfähigkeit der Alarmvorrichtung.

Die Schwankungen des Ultraschallpegels jedoch, die von einer Störung des überwachten Raums ausgelöst werden und die zum Beispiel auf einen Schlag oder ein Eindringen zurückzuführen sind, sind unabhängig vom Zustand der stationären Wellen. Insbesondere sind sie identisch bei in einem Knoten der stehenden Wellen angeordneten Empfangswandler, wobei der Verstärkungsgrad des Empfangsverstärkers dann einen ersten bestimmten Wert aufweist, oder bei in einem Bauch der stehenden Wellen befindlichen Empfangswandler, wobei der Verstärkungsgrad des Verstärkers dann einen zweiten bestimmten Wert aufweist, der größer ist als der genannte erste Wert.

Auf Grund dessen ist die Empfindlichkeit der Alarmvorrichtung nicht konstant und hängt von denselben Schwankungsfaktoren ab, wie sie vorstehend genannt sind und die den Pegel der Ultraschallwellen betreffen, die von dem Empfangswandler empfangen werden.

Es ist also unmöglich, eine Einstellung des Verstärkungsfaktors des Empfangsverstärkers auf den Pegel der Ultraschallwellen zu stützen, die von dem Empfangswandler empfangen werden.

Die Erfindung wird durch die Ansprüche 1 bis 10 definiert.

Um den vorgenannten Nachteilen des Standes der Technik zu begegnen, schlägt die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Einstellung eines Alarmmodules, insbesondere eines Ultraschall-Alarmmodules und vor allem für Kraftfahrzeuge, vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Einstellabschnitt folgendes umfaßt:

- eine erste Phase, die als Sendephase bezeichnet wird und während der von Sendeelementen ein Signal während einer ersten bestimmten Zeit gesendet wird, nach deren Ablauf die Sendung abgebrochen wird;

- eine zweite Phase, die als Empfangsphase bezeichnet wird und während der die Empfangselemente für eine zweite bestimmte Zeit aktiv sind;

- eine dritte Phase, die als Meßphase bezeichnet wird und während der der höchste und der tiefste Pegel der Umhüllenden des Ultraschallsignals, das während einer dritten bestimmten Zeit empfangen wird, erfaßt und gespeichert wird;

und dadurch, daß die Differenz zwischen dem genannten höchsten Pegel und dem genannten tiefsten Pegel der genannten Umhüllenden ein Kriterium zur Regelung des Verstärkungsgrades eines Eingangsverstärkers darstellt, der in den Empfangselementen des Alarmmoduls enthalten ist.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Meßphase im weiteren Sinne in die Empfangsphase einbezogen.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung beginnt die Meßphase nach dem Ablauf einer vierten bestimmten Zeit, die seit dem Beginn der Empfangsphase vergangen ist.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung endet die Meßphase am Ende der Empfangsphase.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Einstellabschnitt mindestens während der Aktivierung des Alarmmoduls vorgesehen.

Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Alarmmodul, in dem das vorstehend beschriebene Einstellverfahren eingesetzt wird.

In der Tat betrifft sie auch ein Alarmmodul, wie zum Beispiel ein Ultraschall- Alarmmodul, insbesondere für die Überwachung des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges mit einer Erkennungs- und Steuereinheit, Sendeelementen und Empfangselementen für Ultraschallwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Empfangselemente einen Verstärker mit einem veränderlichen Verstärkungsgrad umfassen, der in Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren eingestellt wird.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung umfassen die Sendeelemente einen Spannungsgenerator, der eine periodische Spannung erzeugt und einen Sperrbefehl zuläßt, und Elemente zum Senden von Ultraschallwellen, beispielsweise mindestens einen Sendewandler, wie eine im Sendebetrieb arbeitende Ultraschallzelle.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung umfassen die Empfangselemente zum Beispiel mindestens einen Empfangswandler, einen Verstärker mit einem veränderlichen Verstärkungsgrad, einen Demodulator, der für die Amplitudendemodulation des empfangenen und verstärkten Signals sorgt, sowie einen Tiefpaßfilter.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung umfaßt der Verstärker mit einem veränderlichen Verstärkungsgrad der Empfangselemente einen Regeleingang, der dazu geeignet ist, ein Signal zur Regelung seines Verstärkungsgrads zu empfangen.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung besteht die Erkennungs- und Steuereinheit in einem integrierten Schaltkreis, wie zum Beispiel einem Mikrosteuerbaustein oder einem ASIC.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich bei der Lektüre der Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen; diese zeigen in:

- Fig. 1 eine Kurve, die den Pegel der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals in Abhängigkeit von der Zeit bei einem bestimmten Wert der durchschnittlichen Energie darstellt, die in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs vorliegt;

- Fig. 2 eine Kurve, die den Pegel der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals in Abhängigkeit von der Zeit bei zwei verschiedenen bestimmten Werten der durchschnittlichen Energie darstellt, die in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs vorliegt;

- Fig. 3 eine Kurve, die den Pegel der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals in Abhängigkeit von der Zeit bei einer Alarmauslösung darstellt;

- Fig. 4 eine Kurve, die den Pegel der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals in Abhängigkeit von der Zeit während der verschiedenen Phasen der Einstelletappe gemäß der Erfindung darstellt;

- Fig. 5 ein Prinzipschaltbild des Alarmmoduls, bei dem das Einstellverfahren gemäß der Erfindung Anwendung findet.

In den Fig. 1 und 2 sind Kurven dargestellt, die es erlauben, das Problem der Empfindlichkeitsunterschiede des Alarmmoduls in Abhängigkeit von dem stationären Zustand zu erläutern, der sich im Fahrgastraum des Fahrzeugs insbesondere dann einstellt, wenn ein Knoten oder ein Bauch der stehenden Wellen in dem Bereich des Raums vorliegt, in dem die Empfangselemente des Alarmmoduls angeordnet sind, und zwar in Abhängigkeit von dem Niveau der durchschnittlichen Energie, die in diesem Fahrgastraum vorliegt, sobald sich einmal der stationäre Bereich eingestellt hat.

In diesen Figuren sind jeweils auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Werte des Pegels der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals dargestellt.

In Fig. 1 sind eine bestimmte durchschnittliche Energie, die in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs vorliegt (d. h. ein bestimmter Sendepegel der Ultraschallwellen), bestimmte klimatische Bedingungen und eine bestimmte Gestaltung des Fahrgastraums berücksichtigt.

Unter diesen Bedingungen stellt sich der Bereich stationärer Wellen auf eine bestimmte Weise ein. Das von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangene Signal wird von den genannten Elementen verarbeitet, um seine Umhüllende zu gewinnen. Diese Umhüllende stellt sich in der Form einer periodischen Kurve 10 dar, die die Wechselfolge von Knoten 11 und Bäuchen 12 des Bereichs stationärer Wellen zum Ausdruck bringt.

Man erkennt den mit A bezeichneten Pegel der Umhüllenden des von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangenen Signales, wenn diese an einem Knoten stationärer Wellen angeordnet sind. Der Pegel der Umhüllenden des von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangenen Signales, wenn sich diese an einem Bauch stationärer Wellen befinden, liegt dabei in der Größenordnung des Fünfundzwanzigfachen des Pegels A.

Nun entspricht eine Veränderung des Volumens des Fahrgastraums, die z. B. auf ein Eindringen in das Innere dieses Raums oder ein Einbrechen durch das Einschlagen einer Scheibe sowie einen Stoß zurückzuführen ist, der auf das Fahrzeug einwirkt, so daß der Bereich stationärer Wellen verändert und eine Störung hervorgerufen wird, der Wirkung einer Veränderung DELTA des Pegels der Umhüllenden des von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangenen Signals.

Diese Veränderung DELTA des Pegels ist in Fig. 1 durch die Blöcke 13 und 14 dargestellt. Sie ist unabhängig von dem Vorliegen eines Knotens oder eines Bauches der stehenden Wellen vor den Empfangselementen des Alarmmoduls, so daß in Fig. 1 die Höhe der Blöcke 13 und 14, die am Knoten 11 bzw. am Bauch 12 der stehenden Wellen liegen, identisch ist.

Es wird damit verständlich, daß, wenn die Empfindlichkeit des Alarmmodules in Abhängigkeit von dem Pegel der Umhüllenden des mit den Empfangselementen empfangenen Signales verändert wird, dieselbe Störung aufweist, die durch dieselbe Veränderung DELTA des Pegels dieser Umhüllenden ihren Ausdruck findet, je nachdem ob eine andere Amplitude empfangen wird, ob die Empfangselemente des Alarmmoduls an einem Knoten stationärer Wellen oder ob sie an einem Bauch stationärer Wellen angeordnet sind. Tatsächlich wird sie je nach Einzelfall in demselben Verhältnis empfunden, wie das Verhältnis der Pegel der Umhüllenden des empfangenen Signales ist, wenn die Empfangselemente an einem Bauch oder einem Knoten der stehenden Wellen angeordnet sind, d. h., in dem in Fig. 1 dargestellten Fall, in einem Verhältnis von eins zu fünfundzwanzig.

In Fig. 2 sind zwei verschiedene Situationen berücksichtigt, in denen sich das durchschnittliche Energieniveau als ein erster bestimmter Wert und als ein zweiter bestimmter Wert darstellt, der größer ist als der erste bestimmte Wert.

Die erste Situation ist durch die Kurve 21 dargestellt, bei welcher der Pegel der Umhüllenden des von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangenen Ultraschallsignals gleich einem ersten bestimmten Wert ist.

Die zweite Situation ist durch die Kurve 22 wiedergegeben, bei welcher der Pegel der Umhüllenden des von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangenen Ultraschallsignals gleich einem zweiten bestimmten Wert ist, der größer ist als der vorstehend genannte erste Wert.

Eine identische Störung des Volumens des Fahrzeugraums, die auf eine Erscheinung wie zum Beispiel ein Eindringen in das Innere dieses Raums oder ein Einbrechen durch das Einschlagen einer Scheibe sowie einen Stoß zurückzuführen ist, der auf das Fahrzeug einwirkt, so daß der Bereich stationärer Wellen verändert wird, ruft eine unterschiedliche Störung der Amplitude hervor, je nachdem, ob die Betriebsbedingungen des Moduls der genannten ersten Situation oder der genannten zweiten Situation entsprechen.

Im ersten Fall erfolgt durch diese Störung eine Veränderung DELTA1 des Pegels der Umhüllenden des von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangenen Signales.

Im zweiten Fall erfolgt durch diese Störung eine Veränderung DELTA2 des Pegels der Umhüllenden des von den Empfangselementen des Alarmmoduls empfangenen Signales, wobei der Wert der Veränderung DELTA2 größer ist als der Wert der vorgenannten Veränderung DELTA1. Diese Pegelveränderungen DELTA1 und DELTA2 sind in Fig. 2 durch die Blöcke 23 beziehungsweise 24 dargestellt.

Das Verhältnis der Werte der Veränderungen DELTA1 und DELTA2 ist proportional zu dem Verhältnis des ersten zu dem zweiten bestimmten Wert des durchschnittlichen Energieniveaus, das in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs vorliegt.

Es wird daher verständlich, daß, zur Gewährleistung einer unter allen Umständen konstanten Emfangsempfindlichkeit, bei Regelung des Verstärkungsgrads des Empfangs verstärkers das durchschnittliche Energieniveau, das in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs vorliegt, berücksichtigt werden muß.

Bei einer Alarmvorrichtung, bei der das Einstellverfahren gemäß der Erfindung Anwendung findet, erfolgt eine solche Regelung.

Wenn der Fahrer des Fahrzeuges sein Fahrzeug verläßt und den Alarm aktiviert, tritt die Alarmvorrichtung in eine erste Phase oder einen ersten Abschnitt ein, die - wie in Fig. 3 dargestellt - als Einstellphase R oder als Einstellabschnitt R bezeichnet wird.

Während dieser Phase R werden die Elemente zum Senden von Ultraschallwellen angesteuert, damit sie im Fahrgastraum des Fahrzeugs Schallwellen aussenden.

Die Elemente für den Empfang von Ultraschallwellen empfangen dann ein Ultraschallsignal, deren Umhüllende durch die in Fig. 3 dargestellte Kurve wiedergegeben ist.

Der Einstellabschnitt ist seinerseits in mehrere Phasen unterteilt, die nachstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 4 erläutert sind. In der Praxis dauert diese Phase nur einige Sekunden lang.

Sobald die Einstellphase R einmal beendet ist, tritt die Alarmvorrichtung in eine zweite Phase ein, die als Überwachungsphase S bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um die eigentliche Betriebsphase der Alarmvorrichtung. Je nachdem, ob die Alarmvorrichtung für ein Dauersenden oder für einen Betrieb mit abwechselnden Aktivierungen und Deaktivierungen der Elemente zum Senden von Schallwellen eingerichtet ist, senden die Elemente Schallwellen kontinuierlich oder intermittierend aus.

Im Hinblick auf die Umhüllende des empfangenen Ultraschallsignals beginnen die Einstellphase R und die Überwachungsphase S jeweils mit einer Anstiegszeit tm, die dem Aufbau des Bereiches der stationären Wellen im Inneren des Fahrgastraums des Fahrzeugs entspricht.

Sobald dieser Bereich einmal erreicht ist, ist der Pegel der Umhüllenden des Ultraschallsignals, das von den Elementen für den Empfang von Ultraschallwellen empfangen wird, gleich einem Wert Enormal, der von dem stationären Zustand abhängig ist, welcher sich in der Zone des Raums eingestellt hat, in der sich die genannten Empfangselemente befinden. Dieser Pegel bleibt im Verhältnis der Störungen konstant, die von zu erkennenden Erscheinungen, wie einem Eindringen, einem Stoß usw. ... hervorgerufen werden.

In Fig. 4 ist die Einstellphase R von einem Zeitpunkt nach dem Aufbau des Bereichs stationärer Wellen an dargestellt.

In dieser Figur ist erneut der Pegel der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.

Während einer ersten Phase, die als Sendephase bezeichnet wird, da sie einem Zeitraum entspricht, während dessen die Elemente für das Senden von Ultraschallwellen aktiviert sind, ist der Pegel der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals ebenfalls gleich Enormal. Der entsprechende Teil der Kurve ist auf der Fig. 4 mit 31 gekennzeichnet.

Die Sendephase endet nach Ablauf einer ersten bestimmten Zeit Te. Die Elemente für das Senden von Ultraschallwellen werden dann deaktiviert, und die Vorrichtung tritt in eine zweite Phase ein, die als Empfangsphase bezeichnet wird.

Im Laufe dieser Phase wird der Bereich stationärer Wellen und damit auch die Schallenergie, die in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs vorliegt, nicht mehr aufrechterhalten, da das Aussenden von Ultraschallwellen unterbrochen ist. Der Pegel der Umhüllenden des von den Empfangselementen empfangenen Ultraschallsignales entwickelt sich frei bis zum Verschwinden dieses Signals.

Wie während der Sendephase, in der sich der Bereich stationärer Wellen eingestellt hatte, hängt diese Entwicklung im wesentlichen von den Eigenschaften des überwachten Raums und dem Energiepegel, der in dem Fahrzeug vorliegt, ab.

Die Empfangsphase Tr umfaßt ihrerseits eine Teilphase, die als Meßphase bezeichnet wird und die einem Zeitraum Tm entspricht, der indem Zeitraum Tr enthalten ist. Im Verlauf der Meßphase Tm wird der Pegel der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals analysiert, um den höchsten Wert Emax und den niedrigsten Wert Emin zu bestimmen.

In einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung beginnt die Meßphase nach Ablauf einer bestimmten Zeit To, d. h. also auch nach der Deaktivierung der Elemente für das Senden von Ultraschallwellen, die zum Beispiel einige Millisekunden beträgt.

Dieser Zeitraum To ist eine Verzögerung, die vordem Beginn der Messung vorgesehen und die dazu bestimmt ist, daß die Messung unter tatsächlichen Bedingungen einer Unterbrechung im Vergleich zu dem vorherigen Bereich stationärer Wellen erfolgt.

In der bevorzugten Ausführungsart endet die Meßphase zur selben Zeit wie die Empfangsphase.

Aber man könnte Varianten der Ausführung ins Auge fassen, zum Beispiel eine Variante, bei der die Meßphase und die Empfangsphase miteinander verschmolzen wären.

Während der Meßphase, die sich über eine Dauer Tm zum Beispiel in der Größenordnung von einigen Zehntelmillisekunden erstreckt, umfaßt eine Regel- und Erfassungseinheit Elemente, um den höchsten Wert Emax und den niedrigsten Wert Emin des Pegels der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals aufzunehmen und zu speichern.

Der Teil der Kurve 32, der die Entwicklung dieses Pegels während der Meßphase darstellt, umfaßt in der Tat einen höchsten Punkt 33 und einen tiefsten Punkt 34, die dem genannten höchsten Pegel Emax und dem genannten tiefsten Pegel Emin entsprechen.

Der höchste Pegel Emax kann höher sein als der Pegel Enormal, der während der Sendephase empfangen wird, denn der Pegel Enormal hängt von dem Bereich stationärer Wellen ab, der sich in der Zone des Raums einstellt, wo sich die Elemente für den Empfang von Ultraschallwellen befinden, und er kann jedem beliebigen der Punkte der Kurve auf der Fig. 2 entsprechen.

Der Unterschied Emoy zwischen dem höchsten Pegel Emax und dem tiefsten Pegel Emin, der während der Meßphase erfaßt wurde, stellt dagegen eine Größe dar, die der durchschnittlichen Energie entspricht, die in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs vorliegt. Insbesondere ist die Größe unabhängig von dem stationären Zustand, der sich während der Sendephase eingestellt hat.

Außerdem berücksichtigt diese Größe tatsächliche Betriebsbedingungen der Alarmvorrichtung bei jeder Aktivierung, insbesondere jene, die sich auf die Betriebsmerkmale der Elemente für das Senden und den Empfang von Ultraschallwellen sowie auf die Anordnung im Innern des Fahrzeugs beziehen.

Die Größe Emoy ist also eine Größe, die für die Einstellung des Verstärkungsgrads des Empfangsverstärkers verwendet werden kann, denn sie sorgt für ein Einstellkriterium; das unter allen Umständen eine konstante Empfindlichkeit gewährleistet.

In Fig. 5 ist eine Erkennungs- und Steuereinheit 40 mit Empfangselementen 42 verbunden, und zwar über einen Eingang MES für die Messung und einen Ausgang GAIN für die Regelung des Verstärkungsgrads eines Verstärkers 47 der genannten Empfangselemente 42. Die Erkennungs- und Steuereinheit ist ebenso mit Sendeelementen 41 verbunden, und zwar über einen Ausgang INHIB für die Sperrung der genannten Sendeelemente 41.

Die Sendeelemente 41 bestehen aus einem Generator 43, der eine periodische elektrische Spannung, wie zum Beispiel eine Sinusspannung mit einer Frequenz zum Beispiel von 40 kHz erzeugt, und aus Elementen für das Senden von Ultraschallwellen 44, wie zum Beispiel mindestens einem als Ultraschallzelle ausgebildeten Sendewandler, der im Sendebetrieb in Funktion ist.

Eine der Klemmen des Sendewandlers 44 ist mit dem Generator 43 verbunden, während die andere seiner Klemmen mit der elektrischen Masse der Schaltung verbunden ist.

Der Sendewandler 44 ist in dem zu überwachenden Raum, wie zum Beispiel dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs, angeordnet, und er verwirklicht die Umwandlung elektrischer Energie, die von dem Generator 43 empfangen wird, in Schallenergie, die sich so im Inneren des Fahrgastraums des Fahrzeugs ausbreitet.

Der Generator 43 ist dazu geeignet, ein Sperrsignal zu empfangen, das von der Erkennungs- und Steuereinheit 41 kommt und dessen Wirkung darin besteht, daß es das Aussenden von Schallenergie im Innenraum des Fahrzeugs unterbricht.

Dieses Sperrsignal wird von der Erkennungs- und Steuereinheit insbesondere während jeder Dauer Te der zuvor beschriebenen Empfangsphase gesendet:

Die Empfangselemente 42 bestehen in den folgenden Einheiten, die in Reihe angeordnet sind:

- Elementen für den Empfang von Ultraschallwellen 46, wie zum Beispiel mindestens einem Empfangswandler als Ultraschallzelle, die im Empfangsbetrieb in Funktion ist;

- einem Verstärker 47 mit veränderlichem Verstärkungsgrad;

- einem Amplitudendemodulator 45;

- einem Spannungsvervielfacher 48;

- einem Tiefpaßfilter 49.

Der Verstärker 47 ist dazu bestimmt, das Signal zu verstärken, das die Empfangselemente 46 empfängt, damit es durch den Rest der Empfangselemente 42, insbesondere den Demodulator 45, verwertet werden kann. Außerdem erlaubt es die Einstellung des Verstärkungsgrads dieses Verstärkers, die Empfindlichkeit der Alarmvorrichtung gemäß dem Verfahren der Erfindung zu überwachen.

Aus diesem Grund umfaßt der Verstärker 47 einen Eingang für die Einstellung seines Verstärkungsgrads, der dazu geeignet ist, ein Einstellwertsignal zu empfangen, das der Ausgang GAIN der Erkennungs- und Steuereinheit 40 erzeugt.

Der Zweck des aus dem Amplitudendemodulator 45, dem Spannungsvervielfacher 48 und dem Tiefpaßfilter 49 bestehenden Komplexes besteht in der Gewinnung des Signals der Umhüllenden des Ultraschallsignals, das durch den Empfangswandler 46 empfangen und durch den Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad 47 verstärkt wird, damit es durch die Erkennungs- und Steuereinheit 40 verarbeitet werden kann. Dazu ermöglicht das Tiefpaßfilter 49 die Demodulationsreste zu beseitigen. In einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung ist das Tiefpaßfilter in einem Spannungsvervielfacher 48 enthalten. Bei diesem handelt es sich beispielsweise um einen Verdoppler, d. h., um einen Verstärker mit der Verstärkung zwei, der die Tiefpaßfilterstufe umfaßt.

Das so gewonnene Signal der Umhüllenden wird an den Meßeingang MES der Erkennungs- und Regeleinheit gesendet.

Die Einheit 40 für die Erkennung und Steuerung umfaßt (nicht dargestellte) Eingangselemente, wie zum Beispiel einen Analog-Digital-Wandler, um das Signal der Umhüllenden des Ultraschallwellensignals in einer Form zu erfassen, die sie verarbeiten kann.

Tatsächlich besteht in einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung die Erkennungs- und Steuereinheit in einem Mikrosteuerbaustein, der von einem internen Programm verwaltet wird.

Ebenso wird das Signal für die Steuerung der Verstärkung, das der Ausgang GAIN der Einheit 40 für die Erkennung und Steuerung liefert, in Form einer Folge rechteckiger Impulse mit einer festen Frequenz geliefert, deren zyklisches Verhältnis veränderlich ist und die Einstelldaten für die Verstärkung trägt.

Das Signal für die Steuerung der Verstärkung wird in dieser Form an den Einstelleingang REG des Verstärkers mit veränderlichem Verstärkungsgrad 47 übertragen, der geeignete Elemente, wie zum Beispiel ein (nicht dargestelltes) Tiefpaßfilter, umfaßt, um es in eine Analogangabe, wie zum Beispiel eine Spannung, zu verwandeln; die von der Steuerung des Verstärkungsgrads des Verstärkers direkt verwendet werden kann.

In der Praxis kann jede Art eines Verstärkers mit veränderlichem Verstärkungsgrad verwendet werden. In einer Ausführungsart der Erfindung ist der Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad spannungssteuerbar. Andere Arten eines Verstärkers können ebenfalls ins Auge gefaßt werden, zum Beispiel Verstärker mit einer Stromsteuerung.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Einstellung eines Alarmmoduls, insbesondere eines Ultraschall- Alarmmoduls, vor allem in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einstellabschnitt folgendes umfaßt:

- eine erste Phase, die als Sendephase bezeichnet wird und während der von Sendeelementen (41) ein Signal während einer ersten bestimmten Zeit (Te) gesendet wird, nach deren Ablauf das Senden abgebrochen wird;

- eine zweite Phase, die als Empfangsphase bezeichnet wird und während der Empfangselemente (42) während einer zweiten bestimmten Zeit (Tr) aktiv sind;

- eine dritte Phase, die als Meßphase bezeichnet wird und während welcher der höchste Pegel (Emax) und der tiefste Pegel (Emin) des Signals der Umhüllenden des empfangenen Ultraschallsignals während einer dritten bestimmten Zeit (Tm) erfaßt und gespeichert werden,

und dadurch, daß die Differenz (Emoy) zwischen dem genannten höchsten Pegel (Emax) und dem genannten tiefsten Pegel (Emin) des genannten Signals der Umhüllenden ein Kriterium für die Regelung des Verstärkungsgrads eines Eingangsverstärkers (47) darstellt, der in den Empfangselementen (42) des Alarmmoduls enthalten ist.

2. Einstellverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßphase innerhalb der Empfangsphase liegt.

3. Einstellverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßphase nach Ablauf einer vierten bestimmten Zeit (To) beginnt, die seit dem Beginn der Empfangsphase vergangen ist.

4. Einstellverfahren gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßphase am Ende der Empfangsphase endet.

5. Einstellverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellabschnitt mindestens während der Aktivierung des Alarmmoduls vorgesehen ist.

6. Alarmmodul, insbesondere Ultraschall-Alarmmodul vor allem für die Überwachung des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs, welches eine Erkennungs- und Steuereinheit (40), Elemente zum Senden (41) und Elemente zum Empfangen (42) von Wellen, wie zum Beispiel Ultraschallwellen, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Empfangselemente einen Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad (47) umfassen, dessen Verstärkung gemäß dem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche eingestellt wird und bei dem also der Differenz (Emoy) zwischen dem höchsten Pegel (Emax) und dem tiefsten Pegel (Emin) des Signals der Umhüllenden des empfangenen Signals ein Kriterium für die Regelung des genannten Signals darstellt.

7. Alarmmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeelemente (41) einen Generator (43), der eine periodische Spannung erzeugt und einen Sperrbefehl empfängt, und Elemente für das Senden von Ultraschallwellen, wie mindestens einen Sendewandler (44) als Ultraschallzelle umfassen, die im Sendebetrieb in Funktion ist.

8. Alarmmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangselemente zum Beispiel mindestens einen Empfangswandler (46) als Ultraschallzelle, die im Empfangsbetrieb in Funktion ist, einen Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad (47), einen Demodulator, der für die Demodulation der Amplitude des empfangenen und verstärkten Signals sorgt, sowie ein Tiefpaßfilter (49) umfassen.

9. Alarmmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad (47) der Empfangselemente einen Regeleingang (REG) aufweist, um ein Signal für die Regelung seines Verstärkungsgrads zu empfangen.

10. Alarmmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungs- und Steuereinheit in einer integrierten Schaltung wie zum Beispiel einem Mikrocontroller oder einem ASIC besteht.







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