DE19801205A1 - Acoustic obstacle warning arrangement for motor vehicle - Google Patents
Acoustic obstacle warning arrangement for motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine akustische Warneinrichtung für eine Einparkhilfe in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere aber nicht aus schließlich bezieht sich die Erfindung auf eine Warneinrichtung unter Ausnutzung von einer für die Klangwiedergabe in ein Fahrzeug eingebauten Lautsprecheranordnung.The invention relates to an acoustic warning device for a parking aid in a motor vehicle according to the preamble of claim 1. In particular, however, not finally, the invention relates to a warning device using one for the sound reproduction in a vehicle built-in speaker arrangement.
Moderne Karosserien schränken insbesondere beim Rückwärtsfahren die Sicht so ein, daß Hindernisse nur schlecht und in vielen Fällen überhaupt nicht erkennbar sind. Vor allem bei niedrigen Hindernissen wie Begrenzungssteinen oder Fahrzeugen mit flacher Motorhaube verliert der Fahrer jedes Gefühl für den tatsächlichen Abstand und kann deshalb häufig den vorhandenen Parkraum nicht nutzen. Einparkhilfen mit geeigneter Sensorik und entspre chendem, in einer Steuerung implementiertem Steuerungsalgorithmus geben den Abstand des Fahrzeugs zu einem Hindernis direkt an.Modern bodies restrict the view particularly when reversing so that Obstacles are poor and in many cases are not recognizable at all. Especially with low obstacles such as boundary stones or vehicles with a flat bonnet the driver loses any feeling for the actual distance and can therefore often do that Do not use the existing parking space. Parking aids with suitable sensors and correspond The control algorithm implemented in a control system gives the distance the vehicle directly to an obstacle.
Eine solche Einparkhilfe ist aus DE 43 13 054 bekannt. Bei diesem Stand der Technik werden die Lautsprecher in der Fahrgastzelle verwendet, um ein akustische Warnsignal auszugeben. Das akustische Signal besteht dabei aus eine Reihe von Schallimpulsen, deren Rate ansteigt, wenn sich der Abstand zwischen dem erfaßten Hindernis und dem Kraftfahr zeug kleiner wird.Such a parking aid is known from DE 43 13 054. With this state of the art the speakers in the passenger compartment are used to give an audible warning to spend. The acoustic signal consists of a series of sound pulses, the Rate increases when the distance between the detected obstacle and the motor vehicle stuff gets smaller.
Die Funktion dieser bekannten Einparkhilfen beschränkt sich aber entweder auf die optische oder akustische Anzeige oder umfaßt zusätzlich einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung durch Betätigen der Bremsen. Der Nachteil bei diesem Stand der Technik ist, daß der Fahrer nicht weiß, wo sich das Hindernis genau befindet.The function of these known parking aids is limited either to the optical or acoustic display or additionally involves an intervention in the vehicle control by applying the brakes. The disadvantage of this prior art is that the driver does not know exactly where the obstacle is.
In Auto, Motor & Sport, Heft 22, 1996, Seite 74, wird eine weitere Einparkhilfe beschrieben, bei der dem Fahrer mitgeteilt wird, wie weit das Hindernis vor oder hinter seinem Fahrzeug noch entfernt ist. Da für den Fahrer aber i. a. nur Hindernisse relevant sind, die in seiner Fahrtrichtung liegen, ist eine Unterscheidung zwischen vor und hinter dem Fahrzeug liegen den Hindernissen nicht sehr hilfreich.Another parking aid is described in Auto, Motor & Sport, Issue 22, 1996, page 74, where the driver is informed of how far the obstacle in front of or behind his vehicle is still removed. But for the driver i. a. only obstacles that are relevant in its Direction of travel is a distinction between lying in front and behind the vehicle the obstacles not very helpful.
Ziel der Erfindung ist es, eine Warneinrichtung anzugeben, mit der dem Fahrer eindeutig und unmittelbar die Lage und die Entfernung eines Hindernisses in Bezug auf sein Fahrzeug mitgeteilt wird.The aim of the invention is to provide a warning device with which the driver clearly and immediately the location and distance of an obstacle in relation to his vehicle is communicated.
Dieses Ziel wird mit einer akustischen Warneinrichtung nach Anspruch 1 erreicht. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen akustischen Warneinrichtung.This goal is achieved with an acoustic warning device according to claim 1. The Subclaims relate to advantageous developments of the invention acoustic warning device.
Es wird erfindungsgemäß eine akustische Warneinrichtung vorgeschlagen, die eine Sen soranordnung mit mehreren Sensoren zum Erfassen von Hindernissen in der Nähe eines Fahrzeugs und eine Lautsprecheranordnung mit mehreren Lautsprechern in der Fahrgast zelle zur Wiedergabe eines räumlichen Klangbildes umfaßt. Die erfindungsgemäße akusti sche Warneinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß je nach relativer Lage des Hinder nisses gegenüber dem Fahrzeug durch die Lautsprecheranordnung ein räumlich orientiertes akustisches Warnsignal ausgegeben wird.According to the invention, an acoustic warning device is proposed which detects a sen Sensor arrangement with several sensors for detecting obstacles in the vicinity of a Vehicle and a speaker arrangement with multiple speakers in the passenger Cells for reproducing a spatial sound image includes. The acousti according to the invention cal warning device is characterized in that depending on the relative position of the obstacle nisses a spatially oriented compared to the vehicle through the speaker arrangement acoustic warning signal is issued.
Neben der akustischen Ausgabe kann zusätzlich eine optische Anzeige auf einer entspre chenden optischen Anzeigevorrichtung erfolgen. Insbesondere kann auf der optischen Anzeigevorrichtung das Fahrzeug in verkleinertem Maßstab dargestellt sein, wobei der Ort des Hindernisses als Punkt neben dem Fahrzeug in entsprechender Lage zum Fahrzeug auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird.In addition to the acoustic output, an optical display can also correspond to a appropriate optical display device. In particular, on the optical Display device the vehicle to be shown on a smaller scale, the location of the obstacle as a point next to the vehicle in a corresponding position to the vehicle the display device is shown.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die auszugebenden (akustischen bzw. optischen) Signale je nach eingestellter Fahrtrichtung des Fahrzeugs selektiert. Das bedeutet, daß die Warneinrichtung Hindernisse vor dem Fahrzeug ignoriert, wenn der Rückwärtsgang eingelegt wurde, und umgekehrt.In a preferred embodiment of the invention, those to be output (acoustic or optical) signals depending on the set direction of travel of the vehicle selected. This means that the warning device ignores obstacles in front of the vehicle, when reverse gear is engaged and vice versa.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Warneinrich tung schaltet diese sich erst ein, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf unter 10 km/h sinkt bzw. Abstände von unter 3 m erkannt werden. In a preferred embodiment of the acoustic warning device according to the invention The device only switches on when the vehicle speed is below 10 km / h drops or distances of less than 3 m are recognized.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Warneinrichtung wird das Warnsignal mit einer vom Abstand abhängigen Tonfolge bzw. Lautstärke ausgegeben.In a further preferred embodiment of the acoustic according to the invention Warning device the warning signal with a tone sequence depending on the distance or Volume output.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Warneinrichtung wird dem Fahrer die Entfernung zum Hindernis akustisch bzw. optisch mit geteilt.In a particularly preferred embodiment of the acoustic according to the invention Warning device informs the driver of the distance to the obstacle acoustically or optically divided.
Ferner ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen akusti schen Warneinrichtung eine Fehlererkennung zum Erfassen von Systemfehlern implemen tiert.Furthermore, in another preferred embodiment, the acousti the warning device implement an error detection for detecting system errors animals.
Die erfindungsgemäße akustische Warneinrichtung hat den Vorteil, daß sie unmittelbar ver ständliche Ausgangssignale ausgibt (akustische Signale) und daß sie die Richtung sehr genau wiedergibt, in der das Hindernis liegt, ohne daß der Fahrer eine Anzeige beobachten muß, wodurch er von der Überwachung der Umgebung abgelenkt würde. Die optische Anzeige bei einer bevorzugten Ausführungsform dient nur der "Feinabstimmung", wenn der Fahrer bis unmittelbar vor das Hindernis fahren möchte.The acoustic warning device according to the invention has the advantage that it ver immediately outputs constant output signals (acoustic signals) and that they are very direction reproduces exactly where the obstacle lies without the driver watching a display must, which would distract him from monitoring the environment. The optical Display in a preferred embodiment is only for "fine tuning" when the Driver wants to drive right up to the obstacle.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der akustischen Warneinrichtung beschrieben, wobei Bezug auf die Zeichnungen genommen wird.For a better understanding of the invention, an embodiment of the acoustic warning device described, reference being made to the drawings becomes.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Warneinrichtung mit Abstandssensoren und Lautsprechern in der Fahrgastzelle in einem Grundriß eines Fahrzeugs; Fig. 1 shows schematically an embodiment of the acoustic warning device according to the invention with distance sensors and loudspeakers in the passenger compartment in a plan view of a vehicle;
Fig. 2 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen akustischen Warneinrichtung. Fig. 2 is a block diagram schematically showing an embodiment of the acoustic warning device according to the invention.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße akustische Warneinrichtung schematisch dargestellt. Die Sensoranordnung 1 ist in ein Fahrzeug eingebaut, dessen Grundriß in der Figur gezeigt ist. Mit den stärkeren Linien sind die gegen Aufprall zu schützenden Bereiche des Fahrzeugs markiert. Dabei handelt es sich im wesentlichen um die Frontpartie und die Heckpartie des Fahrzeugs. Diese Bereiche werden vor allem durch eingebaute Abstandssensoren der Sen soranordnung 1 überwacht. Der Abtastbereich und die Abtastreichweite dieser Sensoren ist mit den dargestellten Kreissegmenten angedeutet. Neben der Überwachung nach vorne oder nach hinten werden auch die bei Durchfahrten rückwärts (oder vorwärts) durch eine enge Einfahrt kritischen Eckbereiche des Fahrzeugs durch die Sensoranordnung erfaßt. Somit umfaßt die Sensoranordnung 1 in dieser Ausführungsform einen Sensor vorne links, vier Sensoren vorne, einen Sensor vorne rechts und im wesentlichen die gleiche Anordnung hinten.In Fig. 1, the acoustic warning device according to the invention is shown schematically. The sensor arrangement 1 is installed in a vehicle, the outline of which is shown in the figure. The areas of the vehicle to be protected against impact are marked with the stronger lines. These are essentially the front and rear of the vehicle. These areas are monitored primarily by built-in distance sensors of the sensor arrangement 1 . The scanning range and the scanning range of these sensors are indicated with the circle segments shown. In addition to monitoring forwards or backwards, the corner areas of the vehicle which are critical when driving backwards (or forwards) through a narrow entrance are also detected by the sensor arrangement. Thus, in this embodiment, the sensor arrangement 1 comprises a sensor at the front left, four sensors at the front, a sensor at the right and essentially the same arrangement at the rear.
Der einzelne Sensor kann dabei auf optischen oder akustischen Meßverfahren beruhen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Vorrichtung zum Bestimmen des Abstandes von Objekten als Sensoranordnung verwendet, die eine Anzahl von elektrostati schen Ultraschallwandlern aufweist, die die Verwendung eines großen Frequenzspektrums erlauben. Diese Vorrichtung zum Bestimmen des Abstandes von Objekten ist Gegenstand der Patentanmeldung 196 33 566.3 der Anmelderin. Die Ultraschallwandler nach diesem Stand der Technik lassen sich einfach herstellen, so daß kostengünstig eine große Anzahl von Ultraschallwandlern auf einem äußeren Teil eines Kraftfahrzeugs aufgebracht werden können. Außerdem wird durch den geschickten Aufbau dieser Ultraschallwandler der Ver drahtungsaufwand in dem Kraftfahrzeug minimiert.The individual sensor can be based on optical or acoustic measurement methods. In In a particularly preferred embodiment, a device for determining the Distance of objects used as a sensor arrangement, which a number of elektrostati has ultrasonic transducers, the use of a large frequency spectrum allow. This device for determining the distance of objects is the subject the applicant's patent application 196 33 566.3. The ultrasound transducer after this The prior art can be easily manufactured, so that a large number can be cost-effectively are applied by ultrasonic transducers to an outer part of a motor vehicle can. In addition, the clever construction of this ultrasonic transducer Ver wiring effort in the motor vehicle minimized.
Neben dem Fahrzeug ist in Fig. 1 ein Hindernis 2 dargestellt, das z. B. ein anderes Fahr zeug oder ein niedriger Begrenzungssockel sein kann. Erfindungsgemäß wird dieses Hindernis 2 von den Sensoren der Sensoranordnung 1 erfaßt und an die Steuerungseinheit 4 gemeldet. Aufgrund der Ausgangssignale der Sensoren der Sensoranordnung 1, kann die Steuerungseinheit 4 die Lage des Hindernisses 2 in bezug auf das Fahrzeug ermitteln. Die Einzelheiten werden weiter unten erläutert. Entsprechend der Lage des Hindernisses 2 in bezug auf das Fahrzeug gibt die Steuerungseinheit 4 an einen oder mehrere Lautsprecher der Lautsprecheranordnung 3 ein Signal aus, derart daß das Signal die Richtung angibt, in der sich das Hindernis in bezug auf das Fahrzeug befindet. Mit anderen Worten: es wird ein gerichtetes oder räumlich orientiertes akustisches Warnsignal ausgegeben, dem der Fahrer die Richtung des Hindernisses entnehmen kann. In addition to the vehicle, an obstacle 2 is shown in FIG . B. another driving tool or may be a low limiting base. According to the invention, this obstacle 2 is detected by the sensors of the sensor arrangement 1 and reported to the control unit 4 . On the basis of the output signals of the sensors of the sensor arrangement 1 , the control unit 4 can determine the position of the obstacle 2 in relation to the vehicle. The details are explained below. Depending on the position of the obstacle 2 with respect to the vehicle, the control unit 4 outputs a signal to one or more loudspeakers of the loudspeaker arrangement 3 , so that the signal indicates the direction in which the obstacle is located with respect to the vehicle. In other words: a directional or spatially oriented acoustic warning signal is output, from which the driver can see the direction of the obstacle.
Für die Erzeugung eines solchen, räumlich orientierten akustischen Signals wird eine Laut sprecheranordnung 3 mit mindestens drei Lautsprechern benötigt. Die meisten Fahrzeuge sind heute mit einer Stereoanlage ausgestattet und haben vier Lautsprecher in der Fahr gastzelle: vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts. Damit läßt sich sehr einfach ein entsprechendes gerichtetes akustisches Signal erzeugen. Insbesondere beim Rückwärtseinparken, bei dem sich (bei Rechtsverkehr) normalerweise ein Hindernis vorne rechts und ein Hindernis hinten links vom Fahrzeug befindet, lassen sich mit vier Lautspre chern beide Hindernisse gut hörbar und unterscheidbar akustisch anzeigen.For the generation of such a spatially oriented acoustic signal, a loudspeaker arrangement 3 with at least three loudspeakers is required. Most vehicles today are equipped with a stereo system and have four loudspeakers in the passenger compartment: front left, front right, rear left and rear right. A corresponding directed acoustic signal can thus be generated very easily. Especially when parking in reverse, where (in right-hand traffic) there is usually an obstacle at the front right and an obstacle at the rear left of the vehicle, four obstacles can be used to clearly indicate both obstacles in an audible and distinguishable manner.
In einer vereinfachten Ausführungsform genügt jedoch auch eine Lautsprecheranordnung 3 mit nur zwei Lautsprechern für die Wiedergabe von einem linken und einem rechten Signal, da aufgrund der Fahrtrichtung eine Unterscheidung vorne/hinten nicht unbedingt erforderlich ist.In a simplified embodiment, however, a loudspeaker arrangement 3 with only two loudspeakers is sufficient for the reproduction of a left and a right signal, since a distinction between front and rear is not absolutely necessary due to the direction of travel.
In Fig. 2 sind die Komponenten der erfindungsgemäßen akustischen Warneinrichtung als Blockdiagramm schematisch gezeigt. Das Steuergerät 4 empfängt die Signale von den Sen soren der Sensoranordnung 1. Aus den Eingangssignalen wird in der Steuerungseinheit 4 sowohl die Lage des Hindernisses 2 in bezug auf das Fahrzeug als auch die Entfernung des Hindernisses 2 zum Fahrzeug ermittelt. Die Steuerungseinheit 4 gibt je nach Lage und Nähe des Hindernisses 2 gegenüber dem Fahrzeug wie oben beschrieben ein Signal an minde stens einen der Lautsprecher der Lautsprecheranordnung 3 und in einer bevorzugten Aus führungsform an eine optische Anzeigevorrichtung 5 aus.In Fig. 2, the components of the acoustic warning device according to the invention are shown schematically as a block diagram. The control unit 4 receives the signals from the sensors of the sensor arrangement 1 . Both the position of the obstacle 2 with respect to the vehicle and the distance of the obstacle 2 from the vehicle are determined in the control unit 4 from the input signals. Depending on the position and proximity of the obstacle 2 relative to the vehicle, the control unit 4 outputs a signal to at least one of the loudspeakers of the loudspeaker arrangement 3 and, in a preferred embodiment, to an optical display device 5 as described above.
Die Steuerungseinheit ermittelt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den Abstand und die Lage eines Hindernisses in bezug auf das Fahrzeug, indem alle Sensoren nacheinander periodisch angesteuert werden. Jeder Sensor sendet einen Ultraschallimpuls bestimmter Dauer aus und empfängt das rückgestreute Echosignal. Daraus wird die Laufzeit bei jedem Sensor ermittelt und so über die kürzeste Laufzeit der dem Hindernis nächste Sensor bestimmt. Ist dies z. B. der Sensor vorne rechts, so gibt die Steuerungseinheit 4 ein Signal an den Lautsprecher vorne rechts aus. Damit erkennt der Fahrer die Richtung des Hindernisses 2, und über Lautstärke, Tonhöhe, Wiederholungsfrequenz eines Pulstones u. dgl. wird dem Fahrer die Entfernung mitgeteilt. In a preferred embodiment of the invention, the control unit determines the distance and the position of an obstacle with respect to the vehicle by periodically actuating all sensors in succession. Each sensor sends an ultrasound pulse of a certain duration and receives the backscattered echo signal. From this, the running time is determined for each sensor and the next closest sensor to the obstacle is determined over the shortest running time. Is this e.g. B. the sensor front right, the control unit 4 outputs a signal to the speaker front right. The driver thus recognizes the direction of the obstacle 2 , and the volume, pitch, repetition frequency of a pulse tone and the like. The driver is informed of the distance.
Die Lautsprecher der Lautsprecheranordnung 3 können insbesondere die oben genannten eingebauten Lautsprecher einer Stereoanlage im Fahrzeug sein. Es können aber auch gesonderte, kleine Lautsprecher sein, die speziell für die Wiedergabe von vorgegebenen Warnsignalen ausgelegt sind.The loudspeakers of the loudspeaker arrangement 3 can in particular be the above-mentioned built-in loudspeakers of a stereo system in the vehicle. But it can also be separate, small speakers that are specially designed for the reproduction of predetermined warning signals.
Die optische Anzeigevorrichtung 5 ist vorzugsweise ein Bildschirm, insbesondere ein LCD-Bild schirm. Auf diesem ist ein Grundriß des Fahrzeugs fest eingetragen, der den zur Verfü gung stehenden Darstellungsbereich nicht ganz ausschöpft. Ein Hindernis wird z. B. punkt förmig entsprechend seiner Lage und Entfernung neben dem Grundriß auf der optischen Anzeigevorrichtung dargestellt. Im übrigen kann eine numerische Anzeige den genauen Wert des Abstandes bzw. weitere wichtige Größen angeben. Der numerische Wert kann dem Fahrer auch akustisch über ein Sprachmodul mitgeteilt werden. In einer einfachsten Ausführungsform kann der Abstand auch nur mit LEDs unterschiedlicher Farbe angegeben werden. Die optische Anzeige dient erfindungsgemäß insbesondere der "Feinabstimmung", wenn der Fahrer bis unmittelbar vor das Hindernis fahren möchte.The optical display device 5 is preferably a screen, in particular an LCD screen. A floor plan of the vehicle is firmly entered on this, which does not fully exhaust the available display area. An obstacle is e.g. B. point-shaped according to its location and distance next to the floor plan on the optical display device. Furthermore, a numerical display can indicate the exact value of the distance or other important sizes. The driver can also be informed of the numerical value acoustically via a voice module. In a simplest embodiment, the distance can also be specified only with LEDs of different colors. According to the invention, the visual display is used in particular for "fine-tuning" when the driver wants to drive right up to the obstacle.
Die akustische wie auch die optische Signalfolge kann sich wie oben beschrieben je nach Abstand des Hindernisses vom Fahrzeug ändern. Zum Beispiel kann die Tonhöhe des aku stischen Signals kontinuierlich oder abgestuft verändert werden. Die optische Anzeige kann in vorgegebenen Abstufungen mit vorgegebener Blinkrate erfolgen oder sie kann farblich in vorgegebener Art und Weise unterschiedlich dargestellt werden (grün/gelb/rot). Der Abstand kann in bestimmten Schritten über eine Sprachausgabe ausgegeben werden oder nume risch auf der Anzeigevorrichtung angegeben werden. Als Abstufungen sind die Schritte von 2 m bis 1 m, von 1 m bis 0,5 m, von 0,5 m bis 0,25 m und von 0,25 m bis 0 m besonders geeignet.The acoustic as well as the optical signal sequence can vary as described above Change the distance of the obstacle from the vehicle. For example, the pitch of the aku signal can be changed continuously or in stages. The visual display can take place in predetermined steps with a given blink rate or it can be colored in are displayed differently (green / yellow / red). The distance can be output in certain steps via a voice output or nume risch be indicated on the display device. The steps of Especially 2 m to 1 m, from 1 m to 0.5 m, from 0.5 m to 0.25 m and from 0.25 m to 0 m suitable.
Um Systemfehler wie Kabelbruch etc. rechtzeitig zu erkennen und eine Fehlfunktion der akustischen Warneinrichtung zu verhindern, kann die Steuerungseinheit 4 eine Einheit zur Fehlererkennung umfassen, die zum Erfassen von Systemfehlern dient.In order to recognize system errors such as a cable break etc. in good time and to prevent a malfunction of the acoustic warning device, the control unit 4 can comprise a unit for error detection, which is used to detect system errors.
11
Sensoranordnung
Sensor arrangement
22nd
Hindernis
obstacle
33rd
Lautsprecheranordnung
Speaker arrangement
44th
Steuerungseinheit
Control unit
55
optische Anzeigevorrichtung
optical display device
Claims (9)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19801205A DE19801205A1 (en) | 1997-01-24 | 1998-01-15 | Acoustic obstacle warning arrangement for motor vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
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| DE19801205A DE19801205A1 (en) | 1997-01-24 | 1998-01-15 | Acoustic obstacle warning arrangement for motor vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19801205A Ceased DE19801205A1 (en) | 1997-01-24 | 1998-01-15 | Acoustic obstacle warning arrangement for motor vehicle |
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