Funktionsprinzip und Einbauorte des Rückfahrradars
Die vollständige Bezeichnung des Rückfahrradars lautet „Rückfahr-Antikollisionsradar“, auch „Einparkhilfe“ oder „Rückfahrcomputer-Warnsystem“ genannt. Das Gerät kann die Entfernung zu Hindernissen einschätzen und über Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs informieren, um die Sicherheit beim Rückwärtsfahren zu erhöhen.
Erstens, Funktionsprinzip
Das Rückfahrradar ist ein Hilfsmittel zur Einparkhilfe und 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 die Kernkomponente des gesamten Rückfahrsystems. Seine Funktion besteht im Senden und Empfangen von Ultraschallwellen. Sein Aufbau ist in Abbildung 2 dargestellt. Üblicherweise werden Sonden mit Betriebsfrequenzen von 40 kHz, 48 kHz und 58 kHz verwendet. Generell gilt: Je höher die Frequenz, desto höher die Empfindlichkeit, jedoch verringert sich der Erfassungswinkel in horizontaler und vertikaler Richtung. Daher wird in der Regel eine 40-kHz-Sonde eingesetzt.
Das Rückfahrradar arbeitet mit Ultraschall-Entfernungsmessung. Beim Einlegen des Rückwärtsgangs aktiviert sich das Rückfahrradar automatisch. Die am hinteren Stoßfänger angebrachte Sonde sendet unter Steuerung des Steuergeräts Ultraschallwellen aus und erzeugt bei Hindernissen Echosignale. Das Steuergerät empfängt diese Echosignale, verarbeitet sie und berechnet so den Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis sowie dessen Position.
Das Blockdiagramm der Rückfahrradar-Schaltung ist in Abbildung 3 dargestellt. Der Mikroprozessor (MCU) steuert über ein programmiertes System die zugehörigen elektronischen Analogschalter, Ansteuerschaltungen und Ultraschallsensoren. Die Ultraschall-Echosignale werden von speziellen Empfangs-, Filter- und Verstärkungsschaltungen verarbeitet und anschließend von den 10 Ports des MCU erfasst. Sobald das Signal des gesamten Sensorbereichs empfangen wurde, ermittelt das System mithilfe eines Algorithmus die Entfernung zum nächsten Hindernis und informiert den Fahrer über den Abstand und die Position des nächsten Hindernisses per Summer oder Display.
Die Hauptfunktion des Rückfahrradarsystems besteht darin, beim Einparken zu helfen, den Rückwärtsgang zu verlassen oder die Funktion einzustellen, wenn die relative Bewegungsgeschwindigkeit eine bestimmte Geschwindigkeit (üblicherweise 5 km/h) überschreitet.
[Hinweis] Ultraschallwellen sind Schallwellen oberhalb des menschlichen Hörbereichs (über 20 kHz). Sie zeichnen sich durch hohe Frequenz, geradlinige Ausbreitung, gute Richtwirkung, geringe Beugung, hohe Eindringtiefe und eine langsame Ausbreitungsgeschwindigkeit (ca. 340 m/s) aus. Ultraschallwellen durchdringen undurchsichtige Festkörper und können bis zu mehrere zehn Meter tief eindringen. Beim Auftreffen auf Verunreinigungen oder Grenzflächen entstehen reflektierte Wellen, die zur Tiefenmessung oder Entfernungsmessung genutzt werden können und somit den Aufbau eines Entfernungsmesssystems ermöglichen.
