Funktionsprinzip und Einbauorte des Rückfahrradars
Der vollständige Name des Rückfahrradars lautet „Rückfahr-Antikollisionsradar“, auch „Parkhilfe“ oder „Rückfahrcomputer-Warnsystem“ genannt. Das Gerät kann die Entfernung von Hindernissen einschätzen und auf die Situation von Hindernissen rund um das Fahrzeug hinweisen, um die Sicherheit beim Rückwärtsfahren zu verbessern.
Erstens, Arbeitsprinzip
Ein Rückfahrradar ist eine zusätzliche Sicherheitsvorrichtung für das Parken. Es besteht aus einem Ultraschallsensor (auch Sonde genannt), einem Steuergerät mit Display, einem Alarm (Hupe oder Summer) und weiteren Komponenten (siehe Abbildung 1). Der Ultraschallsensor ist das Herzstück des gesamten Rückfahrsystems. Er sendet und empfängt Ultraschallwellen. Sein Aufbau ist in Abbildung 2 dargestellt. Derzeit werden Sonden mit drei Betriebsfrequenzen verwendet: 40 kHz, 48 kHz und 58 kHz. Generell gilt: Je höher die Frequenz, desto höher die Empfindlichkeit. Da der horizontale und vertikale Erfassungswinkel jedoch kleiner ist, wird üblicherweise eine 40-kHz-Sonde verwendet.
Das Rückradar nutzt das Ultraschall-Entfernungsmessungsprinzip. Beim Einlegen des Rückwärtsgangs schaltet sich das Rückfahrradar automatisch ein. Gesteuert vom Controller sendet die an der Heckstoßstange montierte Sonde Ultraschallwellen aus und erzeugt beim Auftreffen auf Hindernisse Echosignale. Nach Empfang der Echosignale vom Sensor führt der Controller eine Datenverarbeitung durch, berechnet so den Abstand zwischen Fahrzeugkarosserie und Hindernissen und beurteilt deren Position.
Blockdiagramm der Rückfahrradarschaltung (siehe Abbildung 3). Die MCU (MicroprocessorControlUint) steuert über das geplante Programmdesign den entsprechenden elektronischen Analogschalter und die Übertragungsschaltung, sodass die Ultraschallsensoren arbeiten. Ultraschall-Echosignale werden von speziellen Empfangs-, Filter- und Verstärkerschaltungen verarbeitet und anschließend von den zehn MCU-Ports erfasst. Sobald das Signal des gesamten Sensors empfangen wird, ermittelt das System mithilfe eines speziellen Algorithmus die kürzeste Entfernung und steuert einen Summer oder eine Anzeige an, um den Fahrer an die Entfernung und den Azimut des nächsten Hindernisses zu erinnern.
Die Hauptfunktion des Rückfahrradarsystems besteht darin, beim Einparken zu helfen, den Rückwärtsgang einzulegen oder den Betrieb einzustellen, wenn die relative Bewegungsgeschwindigkeit eine bestimmte Geschwindigkeit (normalerweise 5 km/h) überschreitet.
[Tipp] Ultraschallwellen sind Schallwellen, die den menschlichen Hörbereich (über 20 kHz) überschreiten. Sie zeichnen sich durch hohe Frequenz, geradlinige Ausbreitung, gute Richtwirkung, geringe Beugung, starke Durchdringung und geringe Ausbreitungsgeschwindigkeit (ca. 340 m/s) aus. Ultraschallwellen durchdringen undurchsichtige Festkörper und können bis zu einer Tiefe von mehreren zehn Metern eindringen. Trifft Ultraschall auf Verunreinigungen oder Grenzflächen, entstehen reflektierte Wellen, die zur Tiefenerkennung oder Entfernungsmessung genutzt werden können und somit zu einem Entfernungsmesssystem werden können.
