DE2064484A1 - Fahrzeugsteuersystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem zur Bewirkung der Steuerung eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Anzeige eines Hindernisses in dem Weg des Fahrzeuges zwecks Verhin- I derung eines Zusammenstoßes hiermit, insbesondere in Verbindung mit einem System, welches die Abfühlung des Dopplereffektes bei Bundfunkwellen einschließt, die durch dieses System ausgesendet und empfangen werden.

Es sind bereits Fahrzeugwarn-, -steuer- und -geschwindigkeitsmeßsystsme bekannt, welche die Aussendung und/oder Reflexion von Licht, Schallwellen oder ßundfunkwellen einschließen·

Es sind bereits Fahrzeugradarsysteme bekannt, von denen die meisten verhältnismäßig teuer oder außergewöhnlich kompliziert sind, weil sie versuchen, viele Zwecke zu erreichen oder ©in ^ elektronisches oder mechanisches Bauteil enthalten, welches ' entweder nicht leicht im Handel zu erhalten ist oder lediglich in einer Form zur Verfugung steht, die für den angestrebten Zweck nicht genügend genau ist.

Aus der USA-Patentschrift 2 804 160 ist bereits ein Fahrzeugsteuersystem bekannt, welches einen selbständigen, auf dem Fahrzeug angebrachten Rundfunkw^llenempfänger, einen Doppier-Detektor, Bremsbetätigungselemente und Steuerelemente zur Bewirkung v-iner Veriangsamung als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeib, des Abs banden zu dein Hindernis sowie der Schließge-

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schwindigkeit umfaßt. Dieses bekannte System hat jedoch den möglichen Nachteil, daß es eine direkte Beziehung zwischen dem Abstand.sowie der Amplitude des empfangenen Signals herstellt/ wogegen tatsächlich die Art des Hindernisses, beispielsweise die Tatsache, ob das Hindernis aus einem kleinen Sportwagen oder einem großen Sattelschlepper besteht, in starkem Maß die Amplitude beeinflußt^ ein Fehler bei der Betrachtung dieses Gesichtspunktes kann zu einem wesentlichen Fehler führen. Ein anderer möglicher Nachteil dieses bekannten Systems läuft dahin, daß es nicht zwischen einem Öffnungsdopplereffekt und einem Schließdopplereffekt unterscheidet. Ferner wird in dem System versucht, eine Anzeige der Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Widerstand an einem Tachometer zu erhalten, während derartige Tachometer oftmals in Abhängigkeit von dem Preis und dem Alter des Fahrzeuges sehr ungenau sind.

Aus den USA-Patentschriften 3 152 326 und 3 176 294- ist ein System mit einem selbständigen, auf dem Fahrzeug angeordneten Sendeempfänger und Bauelementen zur Unterscheidung zwischen öffnungs- und Schließdopplerfrequenzen bekannt. Jedoch beinhalten diese Patentschriften die Verwendung einer modulierten einzigen Seitenbandfrequenz, welche einen teureii Sender erfordert, der im Handel nicht einfach zu erhalten ist. Auch besteht der Dopplerdiskriminator gemäß diesen Patentschriften aus einem Banpaßfilter zur Zurückweisung von Öffnungsfrequenzen, jedoch ist ein solches Filter praktisch im Handel nur schwer erhältlich. Jedes solche Filter muß genau abgestimmt sein, um gewisse Frenquenzen abzuweisen, wobei jegliche Zustandänderungen eine Veränderung der Filtereinstellung erfordern, was während des Einsatzes des Systems unpraktisch wäre.

Die USA-Patentschrift 2 679 865 zeigt ein System, bei welchem der Dopplereffekt verwendet wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit von einer entfernten festen Anordnung aus anzuzeigen. Die USA-Patentschrift 2 996 137 zeigt ein System, welches die Ver-

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wendung eines Führungsstreifens längs der Straße und aucti die Verwendung eines "magischen T" umfaßt, welches Jedoch verwendet wird, um den Bereich und nicht die Dopplerfrequenzen zu 'bestimmen O .

Ein Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung eines Fahrzeugsteuersystems zur Bewirkung der Steuerung eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Anzeige eines Hindernisses in dem Weg des Fahrzeuges zwecks Verhinderung eines Zusammenstoßes des Fahrzeuges mit dem Hindernis, wobei ein solches System die Verwendung von Bestandteilen einschließt, welche im Handel leicht zur Verfügung stehen oder einfach herzustellen und dabei billig λ und zuverlässig sind=

Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeugsteuersystem zur automatischen Verlangsamung oder zum Anhalten eines Fahrzeuges zwecks Verhinderung eines Zusammenstoßes mit einem Hindernis geschaffen= Ein solches System umfaßt folgende Merkmale: Einen Sendeempfänger zur Anbringung an dem Fahrzeug zwecks Aussendung eines unmodulierten stetigen elektromagnetischen Wellensign&ls längs eines Weges des Fahrzeuges sowie zur Aufnahme von Reflexionen des ausgesendeten Signals von jedem Hindernis in dem Weg, ein Bauelement zur Anzeige eines Dopplersignals, das durch die relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis hervorgerufen wird, ein Bauelement zur Unterscheidung ^ zwischen Üffnungs- und Schließdopplersignalen, wobei ein Ansprechen lediglich auf ein Schließdopplersignal erfolgt, ein automatisch mit Energie beaufschlagtes Bauelement, das durch ein elektrisches Signaleiement zu betätigen ist, um das Fahrzeug zu beschleunigen oder anzuhalten, und ein auf die Frequenz der Schließdoppiersignale ansprechendes Bauelement zur Einschaltung des elektrischen Signalelements bei einer Frequenz, die direkt proportional der relativen Geschwindigkeit des Fahrzeuges sowie des Hindernisses ist« ■

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Das erfindungsgemäße Fahrzeugsteuersystem soll selbständig auf einem Fahrzeug vorliegen und kann einen unmodulierten Hochfrequenz-Sendeempfänger mit einer Antenne umfassen, welche praktisch, billig und stabil ist« Dopplereffekte können durch eine vier Anschlüsse umfassende Mikrowellengrenzfläche nach Art eines "magischen T" angezeigt "werden, welches 'unsymmetrisch ist, um eine Phasenverschiebung zu ergeben, welche von der normalen 180° Phasenverschiebung der Seitenarme verschieden ist. Ein solches "magisches T" kann in Zusammenwirkung mit einer monostabilen Schaltung verwendet werden, um jegliche angezeigten Öffmmgsdopplerfrequenzen auszublenden, jedoch jeglichen angefe zeigten Schließdopplereffekt durchzulassen. Ein Zählkondensator kann vorgesehen sein, um vorübergehende Hindernisfrequenzen auszublenden, beispielsweise einen Baum während eines Wendevorganges, welcher bei bestimmter Ansammlung von Zyklen sich über eine zweite monostabile Schaltung entlädt. Es kann ein kraftgetriebener Bremsmechanismus an dem Fahrzeug vorgesehen sein, welcher durch eine Reihe von Impulsen betätigt wird, wobei die Frequenz dieser Impulse von der Schließgeschwindigkeit abhängt, so daß das Fahrzeug zum Anhalten gebracht wird, bevor ein Auffahren auf das Hindernis erfolgt, selbst wenn die Bedienungsperson einen Zusammenstoß infolge ihrer Reaktionszeit nicht vermeiden könnte«

^ Das erfindungsgemäße System versucht nicht, eine große Anzahl von Funktionen zu erfüllen,.um die Zuverlässigkeit zu steigern und die Kosten zum Zweck der Ermöglichung einer allgemeinen Anwendung auf eine praktisch niedrige Grenze zu senken= Stattdessen bezweckt das erfindungsgemäße System die automatische Vermeidung eines Zusammenstoßes mit einem Fahrzeug oder anderen · Hindernis, wenn eine Beobachtung durch eine Bedienungsperson nicht erfolgt oder wenn die Bedienungsperson nicht zeitig reagieren kann; es wird nicht angestrebt, Fahrzeuge zu führen, den Bereich oder die Entfernung oder die Geschwindigkeit oder sonstige Parameter zu messen, um unwesentliche Funktionen zu erfüllen=

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Das System kann eine Übersteuerungsschaltung einschließlich eines Fußschalters an dem Beschleunigungspedal umfassen, um es dem Urteil der Bedienungsperson zu überlassen, daß diese vorherrschend eine Steuerung durchführt und die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen automatischen Systems verhindert wird. Die Übersteuerungsschaltung kann eine als Festkörperbauteil ausgebildete Iquivalentform eines mechanischen Klinkenrelais sein.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figo 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge- | mäßen Steuersystems in Blockschaltbilddarstellung,

Fig« 2 ein in dem System nach Fig. 1 enthaltenes

asymmetrisches "magisches T" in schematischer und vergrößerter perspektivischer Darstellung*

Fig. 3 ein mit dem System nach Fig. 1 ausgestattetes Fahrzeug in achematischer und perspektivischer Teildarstellung,

Fig. 4- ein Ausführungsbeispiel einer in dem System

nach Figo 1 enthaltenen modifizierten mono- f stabilen Schaltung in Schaltbilddarstellung,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer in dem System nach Fig. 1 enthaltenen Übersteuerungsschaltung in Schaltbilddarstellung.

Ein Fahrzeug 70, welchem das System zugeordnet ist, weist ein zweckmäßigerweise von Hand betätigtes Bremspedal 51 und ein Beschleunigungspedal 56 auf, welche durch Glieder 52, 55 verbunden sind, so daß ein automatisches Niederdrücken des Brems-

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pedals eine automatische Zurückziehung des Beschleunigungspedals bedingt» Ein automatisches Niederdrücken des Bremspedals 51 wird durch ein automatisches kraftbetätigtes Bauelement 71 bewirkt, welches wiederum durch eine Reihe elektrischer Impulse betätigt wird, wobei sich die Impulsfrequenz mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert» Vorzugsweise dann, wenn das Fahrzeug 70 den Abstand zwischen sich selbst und einem Hindernis in seinem Weg um einen Betrag von 45 cm (1,5 Fuß) vermindert, wird der Verlangsamungsvorgang eingeleitet. Somit würde ein mit 80 Stundenkilometer (45 Meilen) bzw» 22 Meter pro Sekunde (66 Fuß pro Sekunde) laufendes Fahrzeug mit einem fe Durchschnittsfahrer, dessen Reaktionszeit 1,5 Sekunden beträgt, normalerweise 30 Meter (99 Fuß) laufen, bevor der Fahrer die Bremsen betätigen kann«, Die Bremsen werden nach 45 cm betätigt, da die Schaltung augenglicklich reagiert. Bei einer Geschwindigkeit von 108 Stundenkilometer betrüge die Reaktionszeit des Fahrers 43 Meter, während die Schaltung noch die Einleitung des VerlangsamungsVorganges nach 45 cm leistet»

Gemäß Fig. 1 wird eine Energieversorgungseinheit 1 von 12 Volt über das Fahrzeugzündsystem mittels einer Verbindung 2 gespeist. Die Energieversorgungseinrichtung erzeugt die notwendige Vor* spannung zur Erregung eines Impatt-Öszillators 5» Diese Vorspannung wird einer Verbindungsleitung 4 zugeführt. Der Impatt- £ Oszillator 3 stellt, eine Hochfrequenzquelle dar. Die meiste von dieser Hochfrequenzquelle ausgehende Energie wird in eine Sendeantenne über eine elektrische Verbindung 6 eingekoppelt. Die •Sendeantenne 5 sowie eine Empfängerantenne 7 sind in dem vorderen Teil des Fahrzeuges angeordnet. Diese Antennen weisen eine hohe Richtwirkung auf, so daß sie Energie in einem verhältnismäßig kleinen Winkelsektor aussenden und auf Energie von diesem ansprechen, und zwar unmittelbar vor dem Fahrzeug* Auf diese Weise unterscheidet das Radarsystem gegenüber Hindernissen oder dem Verkehr in anschließenden Verkehrsstraßen oder abseits der Straße. Da das System einen Zusammenstoß mit einem

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Hindernis unmittelbar vor dem Fahrzeug verhindern soll, ist eine solche Unterscheidung notwendig. Jedes Hindernis vor dem Fahrzeug reflektiert die ausgesendete Energie zu dem Fahrzeug, wo sie an der Empfängerantenne 7 aufgenommen wird.. Die aufgenommene Energie wird mittels einer elektrischen Verbindung 8 in eine vier Anschlüsse aufweisende Mikrowelleneinrichtung eingekoppelt, die allgemein als "magisches T" 9 (Fig. 2) "bezeichnet wird» Die Energie wird in einen normalerweise als Η-Arm des "T" bezeichneten Teil eingekoppelt. Ein kleiner Teil der durch den Impatt-Oszillator 3 erzeugten Hochfrequenzenergie wird in dem Ε-Ann des "magischen T" mittels einer elektrischen Verbindung 10, eines -20db-Richtkopplcrs 11 sowie einer elektrischen Ver- | bindung 12 eixigekoppelt. Das "magische T" 9 ist nicht von der allgemeinen Art, sondern weist eine besondere Abwandlung auf. Eine Asymmetrie wird in das "magische T" in solcher Weise eingeführt, daß die Hochfrequenzenergie, welche sich die Seitenarme des "T" herunter fortpflanzt, d» h. längs der Arme 13, 14, eine besondere gegenseitige Phasenverschiebung aufweist.. Bei dem normalen "magischen T", d. h. einem symmetrischen "T", sind die in den Armen erscheinenden Signale um 180° außer Phase gegeneinander. Eine Erklärung des Verhaltens von Signalen in einem "magischen T" ist ausführlich in der Veröffentlichung "Technique of Microwave Measurements", Montgomery, Radiation Laboratory Series No. 11, McGraw-Hill 19^7, S- 516, gegeben. Das abgewandelte "magische T" erzeugt eine Phasenbeziehung zwischen den \ Signalen in den Seitenarmen 13, 14, welche von 180° verschieden ist; das Vorzeichen dieser Phasenverschiebung hängt davon ab, ob die aufgenommene Energie eine höhere oder geringere Frequenz als die Energie in dem übertragenen Signal aufweist. Wenn ein Hindernis sich in dem Weg des Fahrzeuges befindet und dieses Hindernis gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Geschwindigkeitsdifferenz aufweist, so weist die aufgenommene Energie eine gegenüber der ausgesendeten Frequenz unterschiedliche Frequenz auf. Dies ist der bekannte Dopplereffekt. Venn die EeIativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis

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positiv ist, do h° der Abstand "zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis abnimmt, so weist die empfangene Energie eine höhere Frequenz als die ausgesendete Frequenz auf., Wenn jedoch die Geschwindigkeit des Hindernisses negativ ist-, d« h„ der Abstand zwischen dem Hindernis sowie dem Fahrzeug abnimmt, so ist die Frequenz der aufgenommenen Energie geringer als die Sendefrequenz ο Der erstgenannte Fall wird als Schließdopplereffekt, der letztere als öffnungsdopploreffekt bezeichnet. Die Frequenzdifferenz zwischen dem ausgesendeten Signal sowie dem aufgenommenen Signal wird als Dopplerfrequenz bezeichnet und ist direkt proportional der relativen Geschwindgiekti zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis.

Aus der vorangehenden Erläuterung ergibt sich, daß in Jedem der Seitenarme 13, 14 des "magischen T" 9 zwei Hochfrequenzsignale vorliegen und ferner eine besondere Phasenbeziehung zwischen der Kombination von Signalen in dem Seitenarm 13 sowie dem Seitenarm 14 vorliegt= Diese besondere Phasenbeziehung wird in dem folgenden Anzeigevorgang aufrechterhaltene

Mikrowellen*-Kristalldetektoren 15» 16 sind in dem Seitenarm 13 bzw» 14 angeordnet= Diese Einrichtungen sind übliche quadratische Detektoren. Für die angezeigte Ausgangsgröße sind einige Bestandteile verwendbar= Diesbezüglich wird verwiesen auf "Electronics" von Thomas Benjamin Brown, John Wiley and Sons, 1954, So 400. Aus der obigen Literaturstelle ergibt sich, daß alle Bestandteile der Detektorausgangsgröße mit Ausnahme eines Bestandteils hochfrequent sind= Der einzelne Bestandteil, weicher nicht hochfrequent ist, wird durch die verhältnismäßig niedrige Frequenz gebildet, welche, die Differenz zwischen der übertragenen Frequenz sowie der aufgenommenen Frequenz darstellt= Dies wurde vorangehend als der Dopplereffekt dargestellt» Die Ausgänge der beiden Detektoren sind mit getrennten VerStärkerkanälen über elektrische Anschlüsse 1?, 18 verbunden» Die Verstärker sind in Fig» 1 durch die Bezugsziffern 19, 20 veranschaulicht und gestrichelt dargestellte

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Venn ein Hindernis unmittelbar vor dem Fahrzeug vorliegt und dieses Hindernis eine Geschwindigkeit aufweist, welche sich von der Fahrzeuggeschwindigkeit unterscheidet, so liegen auf den Leitungen 17, 18 Signale von verhältnismäßig niedriger Frequenz vor, welche direkt proportional der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis sind. Ferner liegt zwischen den Signaion auf der Leitung 17 sowie der Leitung 18 eine besondere Phasenbeziehung vor, welche weder O noch 180° ist; ferner ist das Vorzeichen der Phasenbeziehung entweder positiv oder negativ, in Abhängigkeit davon, ob es sich um einen Öffnungsdopplereffekt oder SchließdoppXereffekt handelt. Nunmehr werden die Signale auf der Leitung 17 sowie der Lei- j tung 18 Tiefpaßfiltern 21, 22 zugeführt. Diese Filter lassen Signale durch, deren Frequenz nicht einen bestimmten Festwert überschreitet; dieser Wert wird durch die maximale Dopplerfrequenz bestimmt, welcher beim Betrieb des Systems entgegengewirkt wird= Wenn z. Bo die ausgesendete Hochfrequenz 10,5 GHz beträgt und die maximale anzuzeigende relative Geschwindigkeit 250 Stundenkilometer (140 Meilen) beträgt, so hat die maximale Dopplerfrequenz einen Wert von 3500 Hz. Der Zweck dieser Tiefpaßfilter besteht in der Abweisung jeglicher Signale, ohne Rücksicht auf deren Ursprung, welche nicht durch den Dopplereffekt erzeugt sind« In diesem Eahmen können sie als Störungssperreinrichtungen betrachtet werden. Der Ausdruck "Störung" wird hier im allgemeinen Sinn vorwendet, um auch fehlerhafte ύ elektrische Signale einzuschließen, welche in einem Kraftfahrzeug- Zündsystorn, in der elektrischen Energieversorgung und dergleichen erzeugt werden könnten. Die gefilterten Ausgangsgrößen werden alsdann an Betriebsverstärker 23, 24 auf Leitungen 25, abgegeben« Diese stellen übliche Betriebsverstärker dar, einschließlich edner Rückkopplung zur Erzeugung einer Spannungsverstärkung von etwa 200.. Die Betriebs verstärker nehmen Vorspannungen (+15 Volt und -I5 Volt) von der Energieversorgungseinrichtung 1 auf. Für gewisse Bedingungen mit schwachem Signal, welche auftreten, wenn Gegenstände sich in dem äußersten Be-

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reich befinden oder das Hindernis eine schlecht reflektierende Oberfläche darbietet, sind zwei Verstärkerstufen erforderlich, um das Rechteckwellensignal zu erzeugen, das in der Logikschaltung erforderlich ist, die darauf erfolgt- Aus diesem Grund sind die Betriebsversta'rker 23, 24 über Leitungen 25, 26 an den Stellen 2?, 28 verdoppelt. Um jedoch eine Überlastung der Eingänge der Betriebsverstärker 27» 28 zu verhindern, sind übliche Spannungsbegrenzerschaltungen 29» 30 vorgesehen, um den notwendigen Schutz in solchen Fällen zu schaffen, wenn das angezeigte Signal in seiner Amplitude sehr groß ist, sei es deshalb, weil das Hindernis in einem sehr dichten Abstand vorliegt und/oder weil es eine sehr stark reflektierende Oberfläche darbietet. Die Ausgangsgröße der beiden Betriebsverstärker 27, 28 ist in allen Fällen ein Rechteckwellensignal, dessen Frequenz gleich derjenigen des Ausgangssignals des Kristalldetektors ist» Wichtig ist, daß die besondere FhaaenbeZiehung, welche an den Ausgängen der Kristalldetektoren 15* 16 vorliegt, an den Ausgängen der Betriebsverstärker 27» 2⁸ erhalten wird. Die reine Verstärkung der ersten und zweiten Verstärkerstufe ist so gewählt, um sicherzustellen, daß jedes Signal, welches die einstellbare Grenzempfindlichkeit der ersten Verstärkerstufe überschreitet, die zweite Verstärkerstufe sättigt, wobei auf diese Weise eine Rechteckwelle erzeugt wird. Signale, welche die Grenzempfindlichkeit der ersten Stufe nicht überschreiten, erzeugen keine Ausgangsgröße an der zweiten Stufe.

Die Ausgänge der Verstärker 19, 20 werden auf die Logikanordnung 31 gegeben, welche in Fig. 1 gestrichelt gezeigt ist« Die Verbindungen werden über Leitungen 32» 33 hergestellt. Die Wirkungsweise der Logikanordnung besteht in einer Verarbeitung der verstärkten und seitens der Detektoren 15» 16 empfangenen Informationen. Insbesondere besteht die Wirkungsweise der Logikanordnung in einer Unterscheidung zwischen öffnungs- und Schließdopplersignalen, um eine Unterscheidung gegenüber falschen Zielgegenständen herbeizuführen, die relative Geschwindig-

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keit zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis zu messen und auf der Grundlage dieser Informationen Kommandosignale für den Verlangsamungs-Steuermechanismus zu erzeugen. Die Ausgangsgröße des Betriebsverstärkers 27 wird hiernach als Signalkanal bezeichnet. Diese Rechteckwellen-AusgangsgrÖße wird in einer Differenzierschaltung 34 verarbeitet» Die Wirkungsweise der Differenzierschaltung besteht in der Erzeugung eines einzigen positiven Nadelspannungsimpulses mit scharfer Anstiegsflanke für jeden vollständigen Wellenzyklus. Somit tritt in der Leitung 35 die Ausgangsgröße der Differenzierschaltung als ein positiver Nadelspannungsimpuls für jeden vollständigen Dopplerzyklus auf, welcher in dem Kristalldetektor 15 angezeigt wurde. Mit anderen ä Worten könnte also angegeben werden, daß die Wiederholungsgeschwindigkeit der Nadelimpulse, welche an dem Ausgang der Differenzierschaltung auftritt, identisch mit der angezeigten Dopplerfrequenz ist. Dieser sich wiederholende Nadelimpuls wird einer abgewandelten monostabilen Schaltung 36 (Fig. 4) auf einer Verbindungßleitung 35 zugeführt. Der Betrieb einer üblichen monostabilen Schaltung ist an sich bekannt.

Die Betriebsweise einer üblichen monostabilen Schaltung besteht darin, daß ein scharfer Nadelimpuls, welcher am Eingang der Schaltung auftritt, einen Rechteckimpuls konstanter Zeitdauer an dem Ausgang hervorruft. Diese Zeitdauer ist direkt proportional dem Kapazitätswert des Kondensators C in der Schaltung. f Die hier verwendete monostabile Schaltung 36 weist die Abwandlung gemäß Fig. 4 auf ο Ein NPN-Transistör wurde in einer Leitung 33 hinzugefügt. Dieser Transistor leitet nicht, sofern nicht ein Potential an der Basis vorliegt, das gegenüber dem Emitter negativ ist. In einem Sinn bewirkt alsdann der NPN-Transistor die Funktion eines Schalters\ sofern nicht der Schalter eingeschaltet ist, ergibt sich, unbeschadet irgendwelcher Ausgangssignale, welche an dem Eingang der monostabilen Schaltung erscheinen, eine Ausgangsgröße von dieser monostabilen Schaltung. An diesem Punkt wird erfindungsgemäß die besondere Phasen-

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verschiebung verwendet, welche durch die Asymmetrie des modifizierten "magischen T" 9 erzeugt wurde, um zwischen Öffnungsund Schließdopplereffekt zu unterscheiden„ Für den Fall des Schließdopplereffektes, welcher vorliegt, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis abnimmt, ist alsdann das auf der Leitung 33 erscheinende Rechteckwellensignal negativ, wenn der Nadelimpuls auf der Leitung 35 auftritt» Somit tritt für jeden Nadelimpuls, welcher entsprechend einem vollständigen Dopplerzyklus auftritt, ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 37 auf, nämlich die Ausgangsgröße der ersten moriostabilen Schaltung« Wenn jedoch infolge der besonderen* vorangehend erwähnten Phasenbeziehung ein Öffnungsdopplereffekt vorliegt, do ho dann, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis steigt, so tritt der Nadelimpuls an dem Eingang der ersten monostabilen Schaltung zu einem Zeitpunkt auf, wenn das Signal auf der Leitung 33 positiv ist- Wie vorangehend erwähnt wurde, leitet unter diesen Bedingungen der NPN-Transistor nicht, und die monostabile Schaltung spricht nicht an» Aus diesen Erläuterungen ist ersichtlich, daß eine Unterscheidung zwischen dem Öffnungs- und Schließdopplereffekt erzielt wirdo

Die nächste in der Logikschaltung zu erreichende Funktion besteht in der Unterscheidung zwischen echten und falschen Zielgegenständen. Man definiert echte Zielgegenstände als solche Hindernisse, welche eine Zusammenstoßgefahr darstellen«. Falsche Zielgegenstände sind beispielsweise Straßenbegrenzungen, Signalmasten, Verkehrsteilnehmer in benachbarten Straßen, welche in einer Kurve im Blickfeld erscheinen, und dergleichen« Alle vorangehenden falschen Zielgegenstände erzeugen Doppler signale.. Die meisten der vorangehend erwähnten falschen Zielgegenstände befinden sich in dem Gesichtsfeld über eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Dopplerzyklen»- wogegen ein Hindernis, welches eine definierte Zusammenstoßgefahr darstellt, sich über eine lange Zeitperiode konstant im Gesichtsfeld befindete Demgemäß ist es erforderlich, daß eine zusammenhängende Gruppe aus einer

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gegebenen Anzahl von Zyklen aufgezeichnet wurde, bevor irgendeine Bremswirkung eingeleitet wird= Zu diesem Zweck wird eine Unterscheidung gegenüber solchen Zielgegenstanden herbeigeführt, welche lediglich für einige Perioden in das Gesichtsfeld kommen» Dies wird in dem Zählkondensator 38 und dem EinVerbindungstransistor 39 erreicht, die durch eine Leitung 40 verbunden sind. Der Einverbindungstransistor ist eine Einrichtung, welche eine nadelartige Ausgangsgröße erzeugt, wenn das Potential an dem Eingang einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise wird ermöglicht, daß sich aufeinanderfolgende Ausgangsgrößen der ersten monostabilen Schaltung ein Potential an dem . Zählkondensator aufbauen» Wenn ein echter Zielgegenstand vor- | liegt, so stellt die Ausgangsgröße der ersten monostabilen Schaltung 36 eine zusammenhängende Gruppe von Rechteckimpulsen dar. Jeder dieser Impulse trägt zu dem Potential des Zählkondensators 38 beiο Wenn das Potential an diesem Kondensator den Grenzwert des Einverbindungstransistors 39 erreicht, so tritt ein nadelartiger Ausgangsimpuls auf der Leitung 41 auf. Wie nachfolgend erläutert wird, leitet dieser nadelartige Ausgangsimpuls einen Verlangsamungsimpuls ein= Jedoch wird, wie sich auB den. vorangehenden Erläuterungen ergibt, ein Grad einer Unterscheidung von falschen Zielgegenständen durch die Vereinigung des Zählkondensators 38 sowie des Einverbindungstransistors 39 erzielt. Wenn ein falscher Zielgegenstand in dem Gesichtsfeld über eine kurze Zeitperiode auftaucht, beginnt eine " Anzahl von Ausgangsimpulsen der monostabilen Schaltung mit der Aufladung des Zählkondensators; wenn jedoch der falsche Zielpunkt aus dem Gesichtsfeld herausgeht, sammelt sich keine weitere Ladung an dem Kondensator an, so daß dieser sein Potential abgibt, ohne den Einverbindungstransistor 39 zu zünden; demgemäß wird kein Verlangsamungsimpuls auftreten.

Die zweite monostabile Schaltung 42 ist in üblicher Weise ausgebildet; ihre Wirkungsweise besteht in der Erzeugung eines Impulses, welcher den Verlangsamungsmechanismus betätigt. Ins-

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besondere zündet ein echter Zielgegenstand, nachdem eine Zielgegenstands-Unterscheidung in der vorangehenden Stufe der Logikschaltung durchgeführt wurde, die zweite monostabile Schaltung; die zweite monostabile Schaltung erzeugt wiederum einen positiven Rechteckwellenimpuls» Me Zeitdauer dieser Ausgangsgröße, welche auf der Leitung 43 auftritt, ist durch Veränderung des Kapazitätswertes des Kondensators in der zweiten monostabilen Schaltung steuerbar» Diese Ausgangsgröße steuert wiederum eine Treiberstufe 44» Die Treiberstufe 44 stellt einfach einen Transistor dar, welcher als ein Schalter bei normalerweise geschlossener Stellung wirksam ist., Der Transistor in der Treiberstufe wird in seinen leitenden Zustand durch den Rechteckwellenimpuls auf der Leitung 43 geschaltet» Die Treiberstufe erzeugt für ein Steuerventil 45 über eine Verbindung 46 einen leitenden Weg auf Masse= Wenn sich die Treiberstufe somit in ihrem nichtleitenden Zustand befindet, so ist das Solenoid-Steuerventil in seinem Schließzustand, so daß jeglicher von der zweiten monostabilen Schaltung ausgehender Impuls wiederum die Treiberstufe in ihren Leitzustand schaltet; dies "wiederum bewirkt, daß das Solenoid-Steuerventil 45 in die Öffnungsstellung gebracht wird*

Das Ventil bleibt so lange offen, wie die Treib er stufe leitet,. Die Treiberstufe hört an der nachlaufenden Planke des Rechteckwellen-Ausgangsimpulses von der zweiten monostabilen Schaltung zu leiten auf= Die Treiberstufe erzeugt auch einen leitenden Weg auf Masse für den Niederfrequenzoszillator 47 über eine Verbindung 48» Der Niederfrequenzoszillator wiederum bewirkt, daß ein Lautsprecher 49 ein hörbares Signal aussendet, das als Warnung für die Bedienungsperson des Fahrzeuges dientο Der Lautsprecher sendet einen hörbaren Impuls zusammen mit jedem Verlangsamungsimpuls aus»

Die Betätigung der Steuerungen zur Erzielung einer Verlangsamung wird gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren erzielt» Ein Vakuumbalgen 50 ist mechanisch mit dem Bremspedal 51 durch

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ein Glied 52 verbundene Eir. zweitur Vakuumbalgen 53 ist mechanisch mit einer Drossel 54 an einem Vergaser mittels eines Gliedes 55 verbunden; diuse Drossel ist wiederum mechanisch mit einem Beschleunigerpedal 56 über ein in einem Fahrzeug 57 vorliegendes Glied verbunden. Ein Vakuums chi auch *?& verbindet die beiden Balgen 50, 53 mit dem Solenoid-Steuerveritil 45« Das Soleiioid-Steuervcntil 45 ist ein Dreiwegeventil. Der Auslaßdurchtritt, welcher normal er v/ei se gt-schlossen ist, liegt en dem Maschinen-Einlaßverteiler über eine Vakuumleitung 59· Der Auslaßdurchtritt, welcher normalerweise offen ist, liegt an einem Nadelventil 60..

In der normalen Stellung des Solenoid-Steuerventils, d. h. dann, wenn kein Strom in der Wicklung fließt $ werden die beiden Balgen zur Atmosphäre geöffnet, wobei keine Beschränkung hinsichtlich der Bewegung entweder bezüglich des Bremspedals oder des Beschleunigers vorliogtr Vc-nn die Treiberstufe 44 jedoch bewirkt, daß das Solenoid-Stouerventil 4-5 über einen Augenblick leitet, so wird der Auslaßdurchtritt in dem Ventil 45, welcher normal erweise zur Atmosphäre geöffnet ist, nunmehr geschlossen, und der Auslaßdurchtritt, welcher normalerweise geschlossen ist, wird nunmehr ru dem Einlaßrohrverteiler der Maschine geöffnet« Das Vakuum bewirkt, daß Luft von den beiden Balgen evakuiert wird« Diese Evakuierung der Luft setzt sich während dieser kurzen Zeitdauer fort, in welcher die Treiberstufe leitet; insbe- f sondere entspricht die Zeitdauer eines einzigen Vörlangsamungsimpulses genau derjenigen der .ausgangsgröße der zweiten monostabilen Schaltung. Im tatsächlichen Betrieb ist die Zeitdauer sehr kurz, und zwar in der Größenordnung von Millisekunden. Die Wirkung besteht darin, ein leichtes Niederdrücken des Bremspedals sowie eint; leichte nach oben gerichtete Schubbewegung des Beschleunigerpedals zu erzielen» Dieser Vorgang wird für jeden Bremsimpuls wiederholt. Eine. Reihe von Bremsimpulsen in rascher Aufeinanderfolge bewirkt, daß das Brems- und Beschleunigungspedal sich in ihre äußersten Stellungen bewegen. Die

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Geschwindigkeit, mit welcher dies auftritt, ist eine direkte Punktion der Wiederholunßsgeschwindigkeit der Ausgangsgröße .der zweiten mono stabil en Schaltung; v;ie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, steht diese in direkter Proportion zu der Dopplerfrequenz ο Bei weiterer Ausdehnung ergibt sieh, daß die Geschwindigkeit der Bremswirkung sich in direkter Proportion zu der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis befindet»

Beim Auftreten gewisser Fälle ergeben sich Situationen, wo das System einen Bremsvorgang einleitet,. Jedoch infolge der vorliegenden Bedingungen ein Bremsvorgang unklug wäre» Solche Bedingungen sind das Auftreten falscher Zielgegenstände, welche in die Zielgegenstands-Unterscheidungsschaltung wegen ihres Verbleibens in dem Gesichtsfeld eindringen können, oder ein Zustand, wo eine automatische Bremsung auf einer Straßenfläche eingeleitet wurde, welche infolge Nässe glatt war= Es sind auch andere Zustände denkbar, bei denen das Urteil der Bedienungs-_: person vorherrschen sollte» Um eine Anpassung auf diese Gegebenheiten herbeizuführen, ist erfindungsgemäß eine Übersteuerung vorgesehene Ein Mikroschalter 62 ist an dem Beschleunigerpedal mittels einer Verbindung 63 in der gezeigten Weise angebracht » Die Anbringung des Schalters erfolgt deshalb, um eine leichte Zugänglichkeit für die Bedienungsperson herbeizuführen» Der Übersteuerungsschalter liefert einen nadelartigen Impuls an die Übersteuerungsschaltung 64 über eine Verbindung 6J?» Die Über-Steuerungsschaltung stellt das Äquivalent eines mechanischen Klinkenrelais in Form eines Fostkörperbauelementes oder Transistorbauelementes darο Die Übersteuerungsschaltung ergibt sich in Einzelheiten aus Fig« 5° Venn die Schaltung durch einen nadelartigen Impuls von dem Übersteuerungsschalter her in Betrieb' gesetzt wird, wobei der Impuls zu einem Einsteileingang der Übersteuerungsschaltung geliefert wird, so bewirkt dies eine Beaufschlagung der Übersteuerungsventil-Spule 66, wobei das Ventil zu Atmosphärendruck öffnet und unmittelbar Jedes Vakuum ab-

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läßt, welches in den beiden Betätigungsbalgen 50» 53 vorliegen könnte= Der Strom fließt fortgesetzt in der Spule des Solenoid-Ventils, wobei das Ventil offen gehalten und auf diese Weise der Übersteuerungszustand aufrechterhalten werden, bis ein zweiter Nadelimpuls an den Rückstelleingang der Übersteuerungsschaltung ,geliefert wird- Der Rückstellimpuls bewirkt, daß der Strom in der Spule des Solenoid-Ventils 67 nicht mehr fließt, wobei das Ventil geschlossen und das System in wirksamer Weise aus dem Übersteuerungszustand herausgenommen werden. Ein Vakuumschalter 68 in der Leitung 65 zwischen dem Übersteuerungsschal— ter sowie der Übersteuerungsschaltung bestimmt, ob der nadelartige Impuls von dem Übersteuerungsschalter 62 entweder zu dem Λ Einstelleingang oder dem Rucksteileingang der Übersteuerungsschaltung geliefert wird» Dies ist ein wichtiges Merkmal, weil gemäß den vorangehenden Ausführungen der Übersteuerungsschalter 62 an dem Beschleunigungspedal angebracht ist, um für eine Bedienungsperson leicht erreichbar zu sein= Infolge der leichten Zugänglichkeit ist dieses Element einer unbeabsichtigten zufälligen Auslösung durch die Bedienungsperson während des normalen Betriebes ausgesetzt Durch Verwendung des Vakuumschalters wird die Bedienungsperson daran gehindert, unbewußt das Bremssystem beim normalen Fährbetrieb zu deaktivieren. Sobald jedoch eine Bremswirkung auftritt, wird die Übersteuerungsschaltung in Betrieb gesetzt, so daß die Bedienungsperson unmittelbar eine Übersteuerung erzielen kann= |

Die Steuerkonsole 69 ermöglicht einige Funktionen einschließlich folgender Funktionen: Ein/Aus-Steuerung, Betriebsartschaltung, welche der Bedienungsperson die Auswahl zwischen voller automatischer Bremsung oder wahlweise einer Überwachungs- und Warnungsbetriebsart ermöglicht, wobei die Wirkung des Stauerventils 45 verhindert wird und das System lediglich ein Überwachungssignal zur Erzeugung eines Warnsignals für die Bedie-· nungsperson bei einer auftretenden gefährlichen Situation liefert. Ein Betrieb in dieser letztgenannten Betriebsart empfiehlt

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sich dann, wenn das Fahrzeug unter zusammenhängend glatten Straßenzustandsbedingungen betrieben wird, wo das Urteilsvermögen der Bedienungsperson bei der Bremsung des Fahrzeuges zur Erzielung eines gesteuerten Anhaltens vorzuziehen ist, anstatt die Bremsung durch das automatische System durchzuführen., Die Steuerkonsole 69 ermöglicht auch eine Großensteuerung zur Einstellung des Pegels der Ausgangsgröße des Lautsprechers 4-9» Ferner ergibt sich eine .auswahl der Betriebsart hinsichtlich der vorliegenden Verkehrsbedingungen, wobei insbesondere zwei Betriebsarten für die Bedienungsperson zur Verfügung stehen, welche als "Stadt" oder "Land" bezeichnet sind. Beim Betrieb mit verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten, wie beispielsweise in einer Stadt oder beim Verkehr, im Stadtzentrum zu erwarten ist, wird die erforderliche Entfernung zum Anhalten des Fahrzeuges offensichtlich geringer als dann, wenn Bedingungen für Überlandverkehr mit hoher Geschwindigkeit vorliegen= Demgemäß ist es möglich, den Bereich des Systems unter diesen Umständen zu reduzieren, ohne die Gesamtsicherheit zu beeinflussen, und ein glatteres Arbeiten in diesen angenommenen Verkehrsbedingungen zu erzielen«. In der "Land"-Betriebsart-Stellung spricht das System auf Hindernisse in einem viel größeren Bereich an, als dies erforderlich ist, um ein sicheres Anhalten des Fahrzeuges bei hoher Geschwindigkeit zu erreichen.

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Claims (2)

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1. Fahrzeug-Steuersystem zur automatischen Verlarigsamung oder Anhaltung eines Fahrzeuges zwecks Verhinderung eines Zusammenstoßes des Fahrzeuges mit einen Hindernis, gekennzeichnet durch einen Sendeempfänger (3, 11, 9) zur Anbringung an dem Fahrzeug zwecks Aussendung eines unmodulierten stetigen Signals einer elektromagnetischen Welle längs eines Weges des Fahrzeuges sowie zur Aufnahme von Reflexionen'dts ausgesendeten Signals von irgendeinem in dem Weg befindlichen Hindernis, ein Bauelement (9) zur Anzeige eines Dopplersignals, das durch die relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug sowie dem Hindernis hervor- % gerufen wird, ein Bauelement (9, 31) zur Unterscheidung zwischen einem angezeigten Öffnungs- u:.d Schließdopplersignal zwecks Erzielung eines Anspruchens lediglich auf ein Schließdopplersignal, ein kraftbetriebenes automatisches Bauelement (Balgen 50) zur Betätigung seitens eines elektrischen Signalelementes (4-5) zur Verlangsamung oder Anhaltung des Fahrzeuges und ein auf die Frequenz der Schlicßdopplersignale ansprechendes Bauelement (Kondensator 38) zur Beaufschlagung des elektrischen Signalelementes bei einer Frequenz direkt proportional der relativen Geschwindigkeit des Fahrzeuges gegenüber dem Hindernis,

2 ο System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf das ^

Schließdopplersignal-Unterscheidungselement (9, 31) ansprechen- ™ de Bauelemente (Kondensator 38) zur Abfühlung einer zusammenhängenden Gruppe von Zyklen, dit. sich auf einen bestimmten Wert ansammeln, bevor das elektrische Signalelement (4-5) beaufschlagt wird»

3r System nach einem der Ansprüche 1, 2, gekennzeichnet durch eine Übersteuerungsschaltung (64-) mit einem Schalter (68) zur Anbringung neben dem Beschleunigerpedal (56) des Fahrzeuges, wobei dieser Schalter zur Beaufschlagung der Schaltung im Sinne einer Trennung des Systems vor. dem kraftbetriebenen automatik

BAD ORtÖIHM,

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sehen Bauelement (Balgen 50) sowie zur Ermöglichung der Übernahme der vollen Steuergewalt über das Eahrzeug seitens einer Bedienungsperson zu betätigen ist ο

4o System nach einem der Ansprüche 1-3? dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (9, 31) zur Unterscheidung zwischen angezeigten Öffnungs- und Schließdopplersignalen ein asymmetrisches "magisches T" (9) zur Trennung eines angezeigten Dopplersignals in zwei Bestandteile, die eine andere Phasenverschiebung als 0 oder 180° gegeneinander aufweisen, sowie zur Änderung der Polung der Phasenbeziehung als Funktion eines öffnungs- oder Schließdopplersignals aufweist, wobei eine Differenzierschaltung (34-) vorgesehen ist,, um zwischen einem Öffnungs- und einem Schließdopplersignal zu unterscheiden«

5« System nach einem der Ansprüche 1 - 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (9, 31} zur Unterscheidung zwischen angezeigten Öffnungs- und Schließdopplersignalen ein asymmetrisches "magisches T" (9) umfaßt, um die Signale in zwei Bestandteile zu trennen, und zwar mit einer gegebenen anomalen Phasenverschiebung, und einen Schalter einschließlich einer monostabilen Schaltung (36) mit einem Transistor, wobei der Transistor leitend wird, um die monostabile Schaltung lediglich beim Vorliegen eines Schließdopplersignals zu zünden»

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