DE2317385A1 - Vorrichtung zum vorbestimmen von fahrzeugzusammenstoessen - Google Patents
Vorrichtung zum vorbestimmen von fahrzeugzusammenstoessenInfo
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Description
Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha
Toyota-shi, Aichi-ken, Japan
Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan
Vorrichtung zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammenstößen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammenstößen, insbesondere von Kraftfahr zeugen
mit einem Gegenstand; hierzu wird eine von dem Fahrzeug ausgesendete Welle und eine von dem Gegenstand
reflektierte Welle verwendet, und es wird zum optimalen Zeitpunkt eine passive Sicherheitseinrichtung, beispielsweise
eine Einrichtung zum Aufblasen eines Gassackes u.a.
^ ώ ™
309842/05 1 S
betätigt oder ausgelöst, bvevor " der .Zusammenstoß stattfindet.
Mit einer solchen Einrichtung wird der Fahrer des Fahrzeugs so eingeschlossen, daß er geschützt werden kann
und nicht unmittelbar auf das vordere Armaturenbrett u.a. des Fahrzeugs auftrifft und ernstlich verletzt wird.
Um die Kollision eh es Fahrzeugs mit einem Gegenstand oder
einem anderen Fahrzeug zu bestimmen, muß der Abstand zwischen dem Gegenstand und dem Fahrzeug gemessen werden. Die
üblichen, zur Entfernungsmessung verwendeten Einrichtungen,
wie beispielsweise mit elektromagnetischen Wellen arbei tende Radarsysteme können jedoch nicht den Abstand zwischen
dem Gegenstand und dem Fahrzeug mit dem geforderten Genauigkeitsgrad messen, insbesondere wenn sich der Gegenstand
sehr nahe bei dem Fahrzeug, beispielsweise in einer Entfernung
von ein oder zwei Metern von dem Fahrzeug befindet; hierbei können die herkömmlichen Entfernungsmeßeinrichtungen
in einer Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen nicht verwendet werden, da deren Betriebs sicherheit
und Zuverlässigkeit sehr groß sein muß. Zuar Feststellung und Bestimmung eines Gegenstandes mit einem
sehr hohen Grad an Genauigkeit müßte der Frequenzhub des normalen freque.izmodulierten Radarsystems, des sogenannten
FM-CW-Radarsystems größer als lOOMHz sesi, wobei sich
verschiedene technische Schwierigkeiten ergeben. Wenn der Frequenzhub kleiner ist, wird das System im Aufbau sehr
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kompliziert, da der feste, dem System anhaftende Fehler auf ein Minimum herabgesetzt werden muß. Bei Im puls-Radarsystemen
muß die Anstiegszeit des Impulses kleiner sein als einige NanoSekunden, wodurch sich bei
der technischen Ausführung ebenfalls wieder verschiedene Schwierigkeiten ergeben. Weiterhin muß die Vor richtung
zum Vcr bestimmen von Zusammenstößen bestim men können, ob sich ein Gegenstand auf ein Fahrzeug zu
oder von diesem weg bewegt. Eine bekannte Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines Gegenstandes aus der
Phasendifferenz zwischen zwei Signalen zu zwei unter schiedlichen,
90 auseinanderliegenden Punkten ist im Aufbau ebenfalls sehr kompliziert und in der Herstellung
teuer und aufwendig.
Die Erfindung soll die vorerwähnten und weitere, damit zusammenhängende Schwierigkeiten und Nachteile beseitigen,
die bei den bekannten Einrichtungen für Fahrzeuge zum Vorbestimmen von Kollisionen aufgetreten sind.
Gemäß der Erfindung gibt die Vorrichtung zum Vorb.es timmen
von Zusammenstößen nur dann das Kollisionssignal ab, wenn der Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Gegenstand
unvermeidlich ist; hierbei wird festgestellt, daß ein
Gegenstand in den durch die Strahlungsdiagramme der Sende- und Empfangsantennen festgelegten Erfassungsbereich
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eindringt, und es wird der Abstand zvrisehen dem Fahrzeug
und dem Gegenstand bestimmt. Entsprechend dem Kollisionssignal wird eine Sicherheitseinrichtung betätigt
und ausgelöst, durch die eine sogenannte sekundäre Kollision
verhindert wird, bei der ein Fahrer aufgrund der Trägheit plötzlich nach vorne gezogen wird und beispielsweise auf das vordere Armaturenbrett u.a. des Fahrzeugs
auftrifft. .
Wenn der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Fahrzeuge
und der des sich bewegenden Gegenstandes groß ist.
d.h. wenn der sich bewegende Gegenstand die Bahn des Fahrzeugs gerade lfeuzt, oder wenn das Fahrzeug an dem Gegenstand
vorbei^fährt, so daß keine Gefahr einer Kollision besteht, wird die Sicherheitseinrichtung nicht betätigt
und ausgelöst. (In derfolgenden Beschreibung wird eine
Betätigung und Auslösung der Sicherheitseinrichtung, wenn sie nicht erforderlich ist, als "unabsichtliche Betäti gung
oder Auslösung" bezeichnet)* Mit der Erfindung ist daher eine zuverlässige Eirrichtung zum Vorbestimmen von
Zusammenstößen geschaffen, mittels der der Abstand zwischen einem Fahrzeug und dem Gegenstand bestimmt wird,
um dadurch unter verschiedenen Umständen zum optimalen Zeitpunkt die Sicherheitseinrichtung zu betätigen und
auszulösen.
Gemäß der Erfindung soll ferner eine Vorrichtung zum
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Vorbestimmen von Zusammenstößen geschaffen werden, die in
Verbindung mit einer Einrichtung zum Schutz des Fahrers im Falle einer Kollision verwendbar ist, di,e im Aufbau
einfach und im Betrieb sehr zuverlässig ist, und die das Kollisionssignal dann abgibt, wenn festgestellt wird,
daß ein Gegenstand in den durch die Antennenkeulen f estgelegten
Erfassungsbereich eindringt und mit dem der Abstand zwischen einem Fahrzeug und einem Gegenstand bestimmt
wird.
Hierdurch kann dann zu dem optimalen Zeitpunkt die Sicherheitseinrichtung
betätigt werden; gleichzeitig ist die unbeabsichtigte, weil nicht erforderliche Betätigung
der Sicherheitseinrichtung verhindert, da dies nicht · durch den Reflexionsfaktor oder die Abmessungen eines
Gegenstandes beeinflußt wird. Auch wenn dasselbe Intensitätsverhältnis
oder dieselbe Phasendifferenz zwei unterschiedliche
Entfernungen zu einem Gegenstand darstellt, oder wenn nicht die Gefahr eines Zusammenstoßes besteht,
da das Fahrzeug an dem Gegenstand vorbei fährt, kann ganz sicher eine unbeabsichtigte Betätigung und Auslösung
verhindert werden.
Ferner schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Vorbestimmen eines Zusammenstoßes, mit der die Relativgeschwindigkeit
eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeugs bestimmt wird, da die unbeabsichtigte Betätigung
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der Sicherheitsvorrichtung verhindert werden kann, wenn
das Fahrzeug mit einer zu niedrigen Geschwindigkeit
fährt, bei der ein Fahrer nicht verletzt würde, oder
wenn das Fahrzeug steht oder geparkt ist»
fährt, bei der ein Fahrer nicht verletzt würde, oder
wenn das Fahrzeug steht oder geparkt ist»
Darüber hinaus schafft die Erfindung eine Vorrichtung
zum Vorbestimmen von Zusammenstößen, mit der die Richtung eines Gegenstandes bestimmbar, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung verhindert werden kann, wenn das Fahrzeug an dem Gegenstand
vorbeifährt, oder der Gegenstand nur die Bahn des Fahrzeugs kreuzt.
zum Vorbestimmen von Zusammenstößen, mit der die Richtung eines Gegenstandes bestimmbar, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung verhindert werden kann, wenn das Fahrzeug an dem Gegenstand
vorbeifährt, oder der Gegenstand nur die Bahn des Fahrzeugs kreuzt.
Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammens.toßen, bei der ausgesendete lind
reflektierte, frequenzmodulierte ungedämpfte Wellen verwendet sind. Hierbei wird eine niederfrequente Welle durch
Mischen eines Teils einer ausgesendeten Welle und einer
von einemGegenstand reflektierten Welle erzeugt. Die niederfrequente Welle und zumindest ein aus der niederfrequenten Welle erhaltenes Dopplersignal werden zu SigraLen verarbeitet. Hierbei wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand sowie die Intensität des Dopplersignals bestimmt. Ein Zusammenstoß des Gegenstandes mit dem Fahrzeug wird so bestimmt, indem festgestellt wild,
ob der Gegenstand in einen 'Vorbestimmten Abstandsbereich vor dem Fahrzeug und in einen vorbestimmten Bereich mini-
von einemGegenstand reflektierten Welle erzeugt. Die niederfrequente Welle und zumindest ein aus der niederfrequenten Welle erhaltenes Dopplersignal werden zu SigraLen verarbeitet. Hierbei wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand sowie die Intensität des Dopplersignals bestimmt. Ein Zusammenstoß des Gegenstandes mit dem Fahrzeug wird so bestimmt, indem festgestellt wild,
ob der Gegenstand in einen 'Vorbestimmten Abstandsbereich vor dem Fahrzeug und in einen vorbestimmten Bereich mini-
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maler Intensität eindringt, der durch die Lage und Winkel der Sende- und Empfangsantennen festgelegt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wozu auf die beigefügten
Zeichnungen bezuggenommen wird. Es zeigen:
Fig.l(A) bis l(D) Blockschaltbilder, von vier Ausführungsformen der Erfindung;
Fig.2 eine schematische Seitenansicht, in der die an
einem Fahrzeug angebrachten Sende- und Empfangsantennen der Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen
sowie die Keulen der Sende- und Empfangsantennen dargestd.lt sind, die den Erfassungsbereich
bilden;
Fig.3 eine Kurve, in der die Beziehung zwischen der Entfernung
zu einem Gegenstand in oder nahe dem Erfassungsbereich dargestellt ist, der durch die Strahlungskeulen
der Sende- und Empfangsantennen sowie durch die Intensität der von dem Gegenstand reflektierten
Welle festgelegt ist;
Fig.4 eine Kurve, in der die Beziehung zwischen dem Abstand
zu einem Gegenstand und dem Intensitätsverhältnis zwischen Frequenzkomponenten des Ausgangs-
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signals einer Mischstufe in der Vorrichtung gemäß
der Erfindung dargestellt sind;
Fig.5 eine schematische Draufsicht, in welcher der durch
die Strahlungskeulen der Sende- und Empfangsantennen festgelegte Erfassungsbereich dargestellt ist;
Fig.6A bis 6E ein Blockschaltbild der vierten in Fig.l(D) dargestellten Ausführung form;
Fig.7 die Wellenformen der an verschiedenen Punkten des
in Fig.6 dargestellten Blockschaltbilds erhaltenen Signale; und '
Fig.8 eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Abstand
zu einem Gegenstand und der Intensität der reflektierten Welle darstellt.
Um das Verständnis der bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung zu erleichtern, wird sie zuerst allgemein beschrieben.
Eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß
der Erfindung weist eine Sendeantenne zum Aussenden
einer Welle, eine Empfangsantenne zum Empfangen der mittels
derSendeantenne ausgesendeten und von einem Gegen-
3 0 98 42'/0,5 15
stand reflektierten Welle auf. Hierhei ist die Empfangsantenne so angeordnet, daß die Achse der Strahlenkeule,
der Empfangsantenne die der Sendeantenne in einem vorbestimmten Bereich schneidet. Weiterhin weist die Vorrichtung
gemäß der Erfindung eine erste Schaltung zur Erzeugung von Signalen, die auf einer aus den gesendeten
und empfangenen Wellen erhaltenen Welle beruhen, und eine zweite Schaltung auf, um ein Signal zu erhalten, wenn
die Intensität des Dopplersxgnals aus der Welle, die durch Mischen der gesendeten Welle mit der empfangenen
Welle erhalten ist, einen vorbestimmten Minimalpegel erreicht, um einen Gegenstand zu bestimmen, der in einen
durch die Positionen und die Winkel der Sende- und Emp— fangsantennen festgelegten Bereich eindringt.
Um ein Signal zu erhalten, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Gegenstand kleiner ist als ein vorbestimmter
Wert, ist eine dritte Schaltung und darüber hinaus noch eine vierte Schaltung vorgesehen, um ein
Signal nur dann au erhalten, wenn die zweiten und dritten
Schaltungen gleichzeitig die Signale abgeben. (Die Vorrichtung kann jeweils eines oder mehrere>aer vorerwähnten
Elemente sowie dieselben Elemente nacheinander aufweisen).
Mit der zweiten Schaltung wird bestimmt, ob ein Gegenstand in ein\en vorbestimmten Intensitätsbereich eindringt
oder nicht, der durch die Lage und die Winkel der Sende-
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und Empfangsantennen, d.h. der gesendeten und empfangenen
Strahlen festgelegt ist. Mit der dritten Schaltung wird bestimmt, ob der Abstand zwischen dem Fahrzeug und r:
dem Gegenstand kleiner als ein vorbestimmter Wert ist .
oder nicht; entsprechend den Ausgangssignalen der zweiten
und dritten Schaltung gibt die vierte Schaltung ein Ausgangssignal ab, durch das eine Einrichtung VIII zum
Betätigen einer Sicherheitseinrichtung zum optimalen
Zeitpunkt betätigt und ausgelöst wird. Mit der mit diesen Schaltungen ausgestatteten Vorrichtung kann somit
die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung
verhindert werden, wenn das Fahrzeug lediglich an dem Gegenstand vorbeifährt u.a.; darüber hinaus kann
die Sicherheitseinrichtung in äußerst zuverlässiger Weise zu dem optimalen Zeitpunkt.betätigt werden.
Eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung kann weiterhin eine fünfte Schaltung
aufweisen, um die Relativgeschwindigkeit eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeuges zu bestimmen; sie gibt dann
ein Signal ab, wenn die festgestellte relative Geschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht.
Weiterhin kann mit der Vorrichtung, die die fünfte Schaltung zum Bestimmen der Relativgeschwindigkeit eines Gegenstandes
bezüglic^eines Fahrzeuges aufweist, wesentlich sicherer das unbeabsichtigte Betätigen der Sicherheits-
309842/0518 - n -
einrichtung verhindert werden. Die Sicherheitseinrichtung wird also nur dann betätigt und ausgelöst, -wenn
die Relativgeschwindigkeit höher ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, während sie nicht betätigt
wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit einer so geringen Geschwindigkeit fährt, daß der Fahrer nicht
ernstlich verletzt wird, selbst wenn das Fahrzeug mit dem Gegenstand zusammenstößt, oder wenn das Fahrzeug
langsam zwischen Fahrzeugen auf einem Parkplatz oder in einer Parklücke eingeparkt wird.
Fernerhin weist dieVorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen
gemäß derErfindung eine sechste Schaltung auf, um die Richtung einer Relativbewegung eines Gegenstandes
bezüglich eines Fahrzeugs zu bestimmen. Mit der Vorrichtung mit der sechsten Schaltung, um zu bestimmen,
ob sich ein Gegenstand auf das Fahrzeug zu oder von diesem
weg bewegt, kann sicher und zuverlässig die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung verhindert
werden. Die Sicherheitsvorrichtung wird also nicht betätigt, wenn sich der Gegenstand von dem Fahrzeug weg
bewegt, d.h. wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand zunimmt, oder wenn der Gegenstand nur die
Bahn des Fahrzeugs kreuzt.
Die Vorrichtung kann darüber hinaus sowohl die fünfte als auch die sechste Schaltung aufweisen; mittels dieser
309842/0515 - w -
Vorrichtung kann dann die unbeabsichtigte Betätigimg der ■
Sicherheitseinrichtung wirksamer verhindert werden, wenn
sich das Fahrzeug mit einer so geringen Geschwindigkeit bewegt, daß der Fahrer auch infolge der Sekundärkollision
nicht ernstlich verletzt würde, wenn das Fahrzeug steht,oder geparkt ist oder wenn sich der Gegenstand von
dem Fahrzeug weg bewegt, das heißt, wenn der Gegenstand
lediglich die Bahn des Fahrzeugs kreuzt oder wenn das Fahrzeug andern Gegenstand vorbeifährt,so daß keine Zusammenstoß
stattfinden kann. Die Vorrichtung mit der fünftel und sechsten ScIbL tung ist daher betriebssicherer
und zuverlässiger.
Die erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Vorbestimmen
eines Zusammenstoßes gemäß dei? Erfindung weist im allgemeinen zwei die Welle verarbeitende Einrichtungen
I,zwei Analogsignale verarbeitende Einrichtungen II, zwei den Kollisionsabstand bestimmende Einheiten III,
zwei den Minimalpegel bestimmende Einheiten IV und eine Entscheidungseinheit VII auf. Die rechten und linken
Einheiten jedes Paar weisen denselben Aufbau und diedelbe
Funktionsweise auf, so daß der Einfachheit halter
bei der in Fig.l(A) dargestellten Ausführungsform sowie
in den folgenden in den Fig.l(B) bis l(D) dargestellten
Ausführungsformen nur jeweils eine der rechten und linken
Einheiten beschrieben wird. -
30 98 42/051E : -. ~ *3
Die Wellen verarbeitende Einheit I weist eine Sendeantenne zum Aussenden einer Welle und eine Empfangsantenne
zum Empfangen der Welle auf. Die Analogsignale verarbeitende Einrichtung II entspricht der ersten Schaltung
zum Erzeugen von Signalen die auf einer aus den gesendeten und empfangenen Wellen erhaltenen Welle "beruhen. Die
*
bestimmende Einheit III entspricht der dritten Schaltung
mit der ein Signal erhalten wird, um den Abstand zwischen
einem Fahrzeug und einem Gegenstand zu bestimmen. * den Kollisionsabstand
Die den Minimalpegel bestimmende Einheit IV entspricht der zweiten Schaltung, mit der ein Signal erhalten wird,
wenn die Intensität des Dopplersignals aus der Welle, die durch Mischen der gesendeten und empfangenen Welle erhalten
wird, einen vorbestimmten Minimalpegel ereicht, um einen Gegenstand zu bestimmen und festzustellen, der
in einen vorbestimmten durch die Positionen und Winkel der Sende- und Empfangsantennen festgelegten Bereich eindringt.
Die Entscheidungseinheit VII entspricht der vierten Schaltung, um nur dann ein Signal zu erhalten, wenn
/*
die den bestimmende Einheit III und die den Minima'lpegel
die den bestimmende Einheit III und die den Minima'lpegel
feststellende Einheit IV gleichzeitig Signale abgeben.
*Kollisionsabstand
Insbesondere der Ausgang, der die Welle verarbeitenden
Einheit I wird an den Eingang der Analogsignale verarbeitenden Einheit II angelegt, deren Ausgang sowohl an
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die den Kollisionsabstand bestimmende Einheit III und
die den Minimalpegel bestimmende Einheit IV angelegt wird. Die Ausgänge der Einheiten III und IV werden an
/VII den Eingang der Entscheidungseinheit angelegt.
Die Sendeantenne 9 strahlt die Mikrowelle mit einer Trägerfrequenz
von 10,525GHz in einem vorbestimmten Strahlungsdiagramm
ab, und die Empfangsantenne 10 empfängt die von einem Gegenstand reflektierte Welle. Die Sende-
und Empfangsantenne 9 (9R, 9L) und 10 (IQR, 10L) sind an
einem Fahrzeug M angebracht, wie in Figo 2 und 5 dargestellt ist.
vIn Fig.2 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs
M, an dem die rechten und .linken Sendeantennen (9H, 9L) und die Empfangsantennen (IQR, 10L) angebracht
sind, zusammen mit dem Strahlungskeulen der rechten Sendeantenne
9R und der rechten Empfangsantenne 1ÖR dargestellt.
Das vertikale Strahlungsdiagramm der Sendeantenne 9R aufgrund der vertikalen Richtwirkung ist mit S bezeichnet,
während das vertikale Strahlungsdiagramm der Empfangsantenne 1OR aufgrund deren vertikalen Richtwirkung
mit G bezeichnet ist. Wie bei dem bistatischen Radarsystem
bekannt ist, nimmt die Intensität der reflektierten Welle beträchtlich zu, wenn sich der Gegenstand in
dem Erfassungsbereich Av, (der schraffierte Bereich in
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309842/051S
-.15 -
in Fig.2, der im folgenden als "der Bestimmungs- bzw.
Erfassungsbereich"bezeichnet wird), wo die Strahlungsdiagramme G und S einander überschneiden» befindet.
In Fig.5 ist eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug
M dargestellt, an dem die Sendeantennen (9R» 9L
die nüit dargestellt sind) und die Empfangsantennen
(lOR, 10L) so angebracht, daß ihre Strahlungsdiagramme
einander überlappen und den Erfassungsbereich bilden.
Die Intensität I der reflektierten Welle ist. in Fig.3
dargestellt. Der Abstand von dem PunktO der Sende- oder Empfangsantenne 9H (9L) oder 1OR (10L) ist auf der Abszisse
aufgetragen, während die Intensität der Welle, die von dem Gegenstand m in einer Entfernung R von dem Punkt
0 reflektiert und mittels der Empfangsantenne 1OR (10L) empfangen ist, auf der Ordinate aufgetragen ist. Wenn
sich der Gegenstand m in einer größeren Entfernung als einer Entfernung R„ befindet, ist die Intensität I der
empfangenen Welle in dem entferntesten Punkt des Erfassungsbereichs
des Fahrzeugs beinahe gleich null. Wenn sich der Gegenstand m in den Erfassungsbereich hinein und
auf das Fahrzeug M zu bewegt, nimmt dielntensität I plötzlich zu, und tfenn er sich dem Entfernungsbereich
RM nähert,wo sich die Achsen derStrahlungsdiagramme
der Sende- und Empfangsantennen schneiden, wird die In-
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tjensität I ein Maximum. Dann nimmt 'die Intensität wieder
ab, und wenn der Gegenstand m in dem Abstand R ±1 den
Erfassungsbereich kommt, nimntt in dem dem Fahrzeug am
nächsten liegenden Punkt die Intensität plötzlich ab.
In Fig.3 stellt die gestrichelte Linie die Intensität
dar, wenn der Reflexionsfaktor des Gegenstandes m verhältnismäßig
klein ist'. Unabhängig von den Reflexionsfaktoren der Gegenstände sind die Kurvenverläufe der
Kennlinien, insbesondere im Abstand R0 in dem Erfassungsbereich
ähnlich. Der Gegenstand m kann daher im Abstand R mit einem erträglichen Grad an "Genauigkeit aus der
Intensität I bestimmt werden. Die Arbeitsweise der den Minimumpegel bestimmenden Einheit IV beruht auf diesem
Prinzip; sie ist so angeordnet, daß sie ein Ausgangsignal abgibt, wenn die Intensität der empfangenen Welle einen
vorbestimmten Minimalpegel erreicht, d.h. wenn der Abstand zu dem Gegenstand kleiner als R0 ist.
Die Analogsignale verarbeitende Einrichtung II verarbeitet den Ausgang der die Welle verarbeitenden Einrichtung
I, wobei das zugrundeliegende Prinzip im einzelnen später noch beschrieben wird, und gibt ein Signal an die den
Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung III und die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV ab.
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Im folgenden wird das Prinzip zur Bestimmung des Abstands zu dem Gegenstand m beschrieben, das in den Ausführungsbeispielen der Erfindung in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II verwendet ist.
Die Welle, die mit der sinusförmigen Welle freqenzmoduliert
wird, wird auf den Gegenstand m zu ausgesendet, und ein Teil der ausgesendeten Welle und die von dem Gegenstand
reflektierte und mittels der Empfangsantenne 10 empfangene Welle werden gemischt, um die niederfrequente
Welle zu erhalten, die durch die Gleichung gegeben ist:
OcAt + 2mf sin-L cos (Omt + -^- )j
e = r cosj A9 At + 2mJ>sin
= r cos *>Atfj_(m ) + 2 ä-_ (-l)n cos 2n(t>
+ ) c jr O r n=0 m 2
-r
sin
cos[(2n + 1) . (Omt +^=i- )| J2n+1(mr)J (l)
r ein Koeffizieit ist, der von dem Reflexionsfaktor eines
Gegenstandes, den Kenndaten der Mischstufe u.a.abhängt; c = die Kreisfrequenz einer Trägerwelle ist;
T = gleich das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt, zu dem eine Welle ausgesendet wird, und dem Zeitpunkt, zu
dem die reflektierte Welle empfangen wird;
309842/0515 ~ l8 -
m„ = der Frequenzmodulationsindex;
ti = die Kreisfrequenz der modulierten Welle ;
m
J = die Bessel Funktion zweiter Ordnung erster Art ist;
m_ = 2 TTAf/O und
r m ,
O 4t
m = 2mf sin (2)
r & ' ■
wobei t = rr— ist (3)
wobei R der Abstand zu einem Objekt, C dis Ausbreitungsgeschwindigkeit
der Welle und Af der Frequenzhub ist.
Einedurch dieGl.(l) gegebene Signalwechselspannung e ist die Summe der ^requenzkomponenten, wie beispielsweise
einer Dopplersignal-Komponente, einer Grundwellen-Koponente und harmonischer Oberwellen-Komponenten, die folgende
Form aufweisen:
rJn(m ) cos O
Or c
Or c
-2rJ.(m ) cos (*> t + ) sin fe>
Ir m 2 c
-2rJo(m ) cos (2Ä t + L· At) cos W
2 r m m c
Wenn sich ein Gegenstand mit einer konstanten Relativgeschwindigkeit
ν bezüglich eines Fahrzeugs bewegt, werden
die ersten beiden Glieder
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rJ0(mr} cps
m
und -2rJ (m ) cos (Ö t + 5-7- ) sin O At
und -2rJ (m ) cos (Ö t + 5-7- ) sin O At
rJ_.(m ) cos W
Or d.
Or d.
C1nA
bzw. 2rJ.(m ) cos (*>
t + —5— ) sin U χ r tn <£ et
2v wobei t>, die Dopplerkreisfrequenz ist; ·μ—
Das erste Glied stellt die Doppler-Komponente und das
zweite Glied ebenfalls die Doppler-Signalkomponente
-2rJ^(m ) sin t>
,t dar, wenn sie demoduliert ist. Das In-1 r d -
tensitätsverhältnis zwischen den Maximalwerten der ersten und zweiten Gl.ieder ist gegeben durch Jo(m )/2J' (m ),
das eine Punktion von m ist, d.h. des Abstandes zu dem
Gegenstand, wie in Fig.4 dargestellt.
Bei demselben Intensitätsverhältnis kann m zwei Werte
haben. Wenn beispielsweise das Intensitätsverhältnis ν
ist, hat m zwei Werte, nämlich K und L, wie. in Fig.4 dargestellt. Dies kann zu einer unbeabsichtigten Betätigung
führen. Das heißt, der Gegenstand in einem Abstand K kann aufgrund von m so angenommen werden , als befände
er sich aufgrund von m in einem Abstand L, und umgekehrt. Gemäß der Erfindung sind aber die Sende- und Empfangsantennen
an dem Fahrzeug so angebracht, daß der Gegenstand
309842/051B "2°-
m in der Entfernung R genau anhand der Intensität der
reflektierten Welle bestimmt werden kann. Der Frequenzhub 4.f ist daher so festgelegt, daß derAbstand zu einem
Gegenstand eindeutig aus dem Intensitätsverhältnis bestimmt werden kann. Der Abstand zu einem Gegenstand kann
daher genau aus dem Intensitätsverhältnis zwischen dem ersten und zweiten Glied bestimmt werden.
Entsprechend dem Ausgang der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II wird mit der den Kollisionsabstand
betstimmenden Einrichtung III bestimmt, ob der Abstand
zwischen einem Gegenstand und dem Fahrzeug kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand nicht immer berechnet, sondern
es wird nur festgestellt, ob der Kollisionsabstand
kleiner als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht.
Im folgenden wird allgemein die Betriebsweise der ersten
Ausführungsform beschrieben. Die Welle von der Sendeantenne
9 wird an die die Welle verarbeitende Einrichtung I
übertragen, wenn sich das Fahrzeug M bewegt, und die von
dem Gegenstand reflektierte Welle wird mittels der Empfangsantenne
10 empfangen und mittels der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II nach dem vorbeschriebenen
Prinzip verarbeitet, wobei ihr Ausgang den den Kollisionen
abstand und den Minimalpegel bestimmenden Einrichtungen -
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III und IV zugeführt wird. Wenn der Gegenstand m in den vorerwähnten Erfassungsbereich eindringt, gibt die den
Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV das Signal ab. Die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung III
gibt das Signal, wenn der Abstand zwischen dem Gegenstand und dem Fahrzeug kleiner ist als ein vorbestimmter
Wert, entsprechend dem Signal von der Analogsignale verarbeitendan
Einrichtung II ab. Wenn die Ausgangssignale der Einheiten III und IV gleichzeitig an die Entscheidungseinrichtung
VII angelegt werden, gibt letztere das Signal ab, so daß die Einrichtung VIII zum Betätigen
einer Sicherheitsvorrichtun ausgelöst wird, wodurch der
Fahrer und die Fahrgäste im Falle eines Zusammenstoßes geschützt sind.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung sind die
rechten und linken Sende- und Empfangsantennen 9 und 10
so an dem Fahrzeug M angebracht, daß die Strahlungsdiagramme der Sende- und Empfangsantennen 9 und 10 den Erfassungs-
oder Bestxnnnungsbereich festlegen können, wie
in Fig.2 und 5 dargestellt ist. Infolgedessen ist die
Welle, die von einem sich außerhalb der Bahn des Fahrzeugs befindenden Gegenstand reflektiert und von nur
einer der Empfangsantennen 10 empfangen wird, verhältnismäßig gering, so daß die den Minimalpegel bestimmende
Einrichtung IV kein Signal abgibt, wenn sich ein Ge-
— 22 —
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genstand, lediglich aus der Bahn des Fahrzeugs entfernt.
Hierdurch kann dann die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung wirksam verhindert werden« -
Die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV bestimmt,
ob die Intensität der von einem Gegenstand reflektierten
Welle in der Entfernung R„ in dem Erfassmigsbereich, und
zwar an dem am weitesten von dem Fahrzeug entfernten Punktj
unabhängig von den Abmessungen und dem Reflexionsfaktor
eines Gegenstandes über einem vorbestimmten Pegel liegt,
oder nicht, so daß keine Gefahr besteht, daß die Sicherheitseinrichtung
in Abhängigkeit von den Abmessungen und dem Reflexionsfaktor des Gegenstandes betätigt wird oder
nicht. Sobald also ein Gegenstand in den Erfassungsbereich
eintritt, gibt die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV unabhängig von den Abmessungen und dem Reflexionsfaktor
eines Gegenstandes das Ausgangssignal ab.
Bei dem in der Ausführungsform verwendeten Radarsystem
gibt dasselbe Intensitätsverhältnis zwei unterschiedliche Entfernungen zu einem Gegenstand ab, wie im einzelnen
anhand der Fig.4 beschrieben ist, so daß der Gegenstand mit einem großen Reflexionsfaktor, der sich in
einer großen Entfernung von dem Fahrzeug befindet, fälschlicherweise für einen gehalten werden kann, der sich in
verhältnismäßig geringem Abstand von dem Fahrzeug befindet. Wegen der vorerwähnten Anordnung der Sende- und Emp-
309842/0515 *'"" " ** "-'"
fangsanordnung und wegen der Arbeitswd. se der den Minimalpegel
bestimmenden Einrichtung IV ist aber bei der Erfindung das unbeabsichtigte Auslösen der Sicherheitseinrichtung
verhindert. Oasselbe gilt auch, wenn die
Entfernung bei ein.em anderen Radarsystem, wie beispielsweise dem AM- oder mit zwei Frequenzen arbeitenden Radarsystem
u.a. verwendet wird.
Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Abstand
zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand nicht berechnet, sondern es wird nur festgestellt, ob der Abstand
kurzer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht, so daß der Gegenstand festgestellt werden kann, bevor der Abstand
kleiner als ein Meter und die Sicherheitseinrichtung zum optimalen Zeitpunkt betätigt werden kann* wenn der Abstand
über Im liegt, wird die Sicherheitsvorrichtung niemals betätigt. Die erste Ausführungsform arbeitet somit einfacher
als das bekannte System, bei dem der Abstand zu einem Gegenstand immer gemessen wird; die erste Ausführungsform
weist aber auch eine einfachere elektronische Schaltung auf, arbeitet zuverlässiger und betriebssicherer
und ist darüber hinaus preiswerter herzustellen.
Die in Fig.l(B) dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung ist der ersten AuEführungsform ähnlich, außer
daß/feine die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung
V zwischen die Analogsignale bestimmende Einrichtung II und die Entscheidungseinrichtung VII und parallel
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zu der den Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung
III und der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung
IV geschaltet ist.
In der die Relativgeschwindigkeit bestimmenden Einrichtung V wird die Doppler-Kreisfrequenz & , die proportional der Relativgeschwindigkeit ν ist, wie unter Bezugnahme
auf die Gl..(4) beschrieben ist, unmittelbar analog in eine Spannung umgesetzt und wird in einem Vergleicher mit
einer Bezugsspannung verglichen, so daß die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung das Ausgangssignal
hur dann abgibt, wenn die Ralativgeschwindigkeit über 30km/h liegt. Nur wenn die den Kollisimsabstand bestimmende
Einrichtung III, die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV und die die Relativgeschwindigkeit bestimmend
e Einrichtung V gleichzeitig die Signale an die Entscheidungseinrichtung VII abgeben gibt bei der zweiten
Ausführurgsf orm die Entscheidungseinrichtung VII das
Signal zum Auslösen der Betätigungseinrichtung, VIII ab.
Zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsforra
weist die zweite Ausführungsform das wichtige Mermmal
auf, daß sie kein Kollisionssignal abgibt, wenn die Relativgeschwxndigkeit kleiner als eine yorbestimmte niedrige
Geschwindigkeit, beispielsweise ^O^sxa/Yi ist, oder
wenn das Fahrzeug steht oder geparkt ist, so daß der
■309842/05 1 B
Fahrer nicht ernstlich verletzt werden kann, selbst wenn das Fahrzeug mit dem Gegenstand zusammenstößt. Da bei der
zweiten Ausführungsform kein Kollisionssignal abgegeben
wird, wenn die Relativgeschwxndigkext kleiner als 30km/h
ist, kann das Frequenzband des Signals, das in der die Relativgeschwindigkeit bestimmenden Einrichtung V verarbeitet
wird, schmal sein. Die elektronische Schaltung ist daher im Aufbau einfacher, arbeitet betriebssicherer
und zuverlässiger und kann preiswerter hergestellt werden.
Die dritte in Fig.l(C) dargestellte Ausführungsform der
Erfindung ist .im wesentlichen der ersten Ausführungsform
ähnlich, außer daß eine die Richtung bestimmende Einrichtung
VI zusätzlich zwischen die Analogsignale verarbeitende Einrichtung II und die Entscheidungsexnrxchtung VII geschaltet
ist.
Bei der die Richtung bestimmenden Einrichtung VI sind die Dopplersignale, die in den ersten und zweiten Gliedern
der Gleichung (l) enthalten sind, in der Phase um 90 in
den positiven und negativen Richtungen verschieden.und das Signal des ersten Gliedes eilt dem Dopplersignal des
zweiten Gliedes um 90 vor bzw. um 90 nach, was davon
abhängt, ob sich ein Gegenstand dem Fahrzeug nähert oder von diesem entfernt. In der vorliegenden Ausführungsform
gibt die die Richtung bestimmende Einrichtung VI nur ein
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309842/0515
Signal ab, wenn sich ein Gegenstand auf ein Fahrzeug zu
bewegt. ;
Zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführuig sforra
weist die dritte Ausführung sforra das wichtige Merkmal
auf; daß eine unbeabsichtigte Betätigung des* Sicherheitseinrichtung vermieden ist, wenn sich ein Gegenstand entfernt. Wenn ein Gegenstand die Bahn des Fahrzeugs mit
einer Relatxvgeschwxndigkext v, beispielsweise in der in Fig.5 angegebenen Richtung kreuzt, dann stellt die rechte
Vorrichtung einen sich mit einer Relativgeschwindigkeit vD nähernden Gegenstand fest, während die linke Vorrich-
tung einen sich mit einer Relatxvgeschwxndigkext vT -entfernenden
Gegenstand feststellt, bzw. umgekehrt in der entgegengesetzten Richtung. Der Vergleicher entweder in
der rechten oder in der linken Einrichtung erzeugt daher kein Signal, so daß die unbeabsichtigte Betätigung der
Sicherheitseinrichtung vermieden werden kann. Wenn aber das Fahrzeug an einem Gegenstand vorbeifährt, gibt weder
die rechte noch die linke Einrichtng ein Signal ab, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung ebenfalls verhindert
werden kann. Mit der dritten Ausführungsform kann daher
die unbeabsichtigte Betätigung noch sicherer vermieden werden als mit der ersten Ausführungsform.
Die vierte, in den Fig. 1 (D) und 2 bis 8 där^g es teilte Aus-
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309842/05 1 S
führungsform weist die die Welle verarbeitende Einrichtung
I5 die Analogsignale verarbeitend«^ Einrichtung II,
die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung III,
die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV, die die Relativgeschwxndigkeit bestimmende Einrichtung V, die die
Richtung bestimmende Einrichtung VI und die Entscheidungseinrichtung VII auf. Da die vierte Ausführungsform alle
Einrichtungen I bis VII der Erfindung umfaßt, wird jede
Einrichtung nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Die in Fig.6A bis 6E dargestellte, Wellen verarbeitende Einrichtung I weist die Sende- und Empfangsantenne 9 und
10, eine Koppeleinrichtung 11, einen MikroT*ilenmodulator
12-, einen Mikrowellenoszillator 13» eine erste Mischstufe
lh und einen Sinuswellengenerator 15 auf.
Die Anordnung und Funktionsweise der Sende- und Empfangsantennen 9 xind 10 sind oben bereits beschrieben und werden
hier nicht mehr wiederholt. Die Ausgangsanschlüsse des Sinuswellengenerators 15» der die Modulationsfrequenz
der Mikrowelle bestimmt, sind mit den Eingangsanschlüssen des Mikrowellengenerators 12 und einer zweiten Mischstufe
l8 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II verbunden, die im folgenden naoch beschrieben wird. Der Ausgangsanschluß
des Mikowellenmodulators 12, der die Mikrowelle mit einem Frequenzhub /|f frequenzmoduliert, ist
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309842/0515
mit dem Eingangsanschluß des Oszillators 13 zum Abstrahlen
der Mikrowelle mit einem ausreichenden Ausgangspegel verbunden; der Ausgangsanschluß des Oszillators 13 ist
mit einem der Eingangsanschlüsse der Koppeleinrichtung 11 verbunden. .
Der andere Eingangsanschluß deriCoppeleinriaitung 11 ist
mit der Empfangsantenne 10 verbunden, während ihre Ausgangsanschlüsse
mit der Sendeantenne 9 bzw. der ersten Mischstufe l^t verbunden sind. Mittels der Koppeleinrich-
11 wird die Mikrowelle an die Sendeantenne 9 und ein
Teil der ausgesendeten Welle an die erste .Misehstufe 1^t
übertragen, sowie die Kopplung zwischen den Sende- und Empfangsantennen 9 und 10 getrennt, so daß die empfangene
Welle von der Empfangsantenne 10 an die erste Misehstufe
l4 übertragen wird. In der ersten Misehstufe lk
wird die/empfangene Welle mit einem Teil der ausgesendeten
Welle gemischt, woraus sieh die niederfrequente Welle oder das Differenzfrequenz-Signal ergibt.
Die in den Fig.6A bis 6e dargestellte Analogsignale verarbeitende Einrichtung II weist einen fireitbandverstärker
16, ein Bandpa&fliter 17, eine zweite Mischstufe .18
einBandpaßfilter 19, Wechsel-Gleichspamipigsurosetzer 20
und 21 und Wellenformer schaltungen 22 und 23 auf..
. 3 0 $ 8 4 2/ 0 S 1 S .. . ■ .-.
Der Eingangsanschluß des Breitbandverstärkers l6 ist mit dem Ausgangsanschluß der ersten Mischstufe in der Wellen
verarbeitenden Einrichtung I und dessen Ausgangsanschluß mit den Eingangsanschlüssen des Bandpaßfilters 17 und der
zweiten Mischstufe 18 verbunden. Mittels des Breitbard Verstärkers
16 wird dasAusgangssignal der ersten Mischstufe l4 ohne Verzerrung verstärkt. Der Ausgangsanschluß
des Bandpaßfilters 17 ist mit dem Eingangsanschlüssen
des Wechsel-Gleichspannungsumsetzers 20 und der Wellenformerschaltung
22 verbunden. Das Bandpaßfilter 17 läßt nur die Dopplerkomponente durch. Der Wechsä.-Gleichspannungsumsetzer
20 setzt das von dem Bandpaßfilter 17 durchgelassene Dopplersignal in ein Gleichspannungssignal um.
Die Wellenformerschaltung 22 formt das Signal in· eine
Rechteckwellenform mit einer Periodendauer um, die gleich
der der von dem Bandpaßfilter 17 erhaltenen Dopplersignal-Komponente
ist.
Die EingangsanSchlüsse der zweiten Mischstufe 18 sind mit
den Ausgangsanschlussen des Sinuswellengenerators 15 und
des Breitbandverstärkers 16 verbunden. Der Ausgangsan schluß der Mischstufe l8 ist mit dem Eingangsanschluß des
Bandpaßfilters 19 verbunden; in ihr wird das Ausgangssigna3/ues
Breitbandverstärkers mit dem Frequenzmodulationssignal aus dem Sinuswellengenerator 15 gemischt, was das
Signal ergibt, in dem die Dopplersignal-Komponente der
Welle überlagert wird, deren Frequenz größer ist als die Modulationsfrequenz. Das Bandpaßfilter 19» der Wechsel-
309842/0 5 15 -30-
Gleichspannungsumsetzer 21 und die Wellenformerschaltung
23 sind in Aufbau und Wirkungsweise dem vorerwähnten Bandpaßfilter
17 j dem Wechsel-Gleichspanhungsumsetzeir 20 bzw.
der Wellenformers-chaltung 22 ähnlich'. Das Bandpaßfilter
19 läßt nur die Dopplersignal-Komponente durch, und der
Wechsel-Gleichspannungsumsetzer 21 setzt das von dem Bandpaßfilter
19 erhaltene Dopplersignal in das Gleichspannungssignal
um. Die Wellenformerschaltung 22 setzt das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 19 in die Rechteckwellenform,
um, deren Periode gleich der der von dem Bandpaßfilter 19 erhaltenen Dopplersignal-Komponente ist.
In der den Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung III ist ein -Vergleicher 35 vorgesehen, dessen Eingangsan Schlüsse
mit den Ausgangsanschlüssen der Wechsel-Gleichspannungsumeetzer 20 und 21 in der Analogsignale verarbeitenden
Einrichtung II verbunden ist. Der Vergleicher 35 vergleicht das Ausgangssignal des Wechsel-Gleichspannungsumsetzers
20 mit dem des Wechsel-Gleichspannungsumsetzers 21, so daß wenn das erstere größer als das letztere
ist, der Vergleicher ein Signal abgibt. Mit anderen Worten, wenn der Abstand zu einem Gegenstand kleiner als
Im ist, gibt der Vergleicher 35 das Signal ab.
Die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV weist einen Vergleicher 37 und eine Bezugsspannungsquelle 3&
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7317385
Von der Bezugsspannungsquelle 38 wird eine Bezugsspannung
an einen der Eingangsanschlüsse des Vergleichers 37 angelegt,
während das Ausgangssignal des Wechsel-Gleichspannungsumsetzers
21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II deren anderen Eingangsanschluß zugeführt wird*
Der Vergleicher 37 vergleicht die Ausgangssignalspannung
des Wechsel-Gleichspannungsumsetzers 21 mit der Bezugsspannung, so daß nur dann, wenn die Signalspannung größer
ist als die Vergleichsspannung, der Vergleicher ein Ausgangssignal
abgibt.
Die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung V weist einen Zähler 24, ein RS-Flip-Flop 251 einen Taktimpulsgenerator
26, ein UND-Glied 27 > einen Zähler 28, ein Register 29» ein ODER-Glied 3O1 Verzögerungsschaltungen
und 32, einen Digital-Analogumsetzer 33» eine Bezugsspannungsquelle
47 und einen Vergleich er 3^ auf.
Einer der Eingnngsanschlüsse des Zählers 24 ist rait dem
Ausgangsanschluß der Wellenformerschaltung 23 in der Analogsignale
verarbeitenden Einrichtung II verbunden; der eine der Ausgangsanschlüsse ist mit einem der Eingangsanschlüsse des ODER-Glieds 30 und der andere Ausgangsanschluß
ist mit einem der Eingangsanschlüsse des RS-Flip-Flops
25 verbunden. Der Zähler 24 zählt die Impulse von der Wellenformerschaltung 23· Der andere Eingangsanschluß
- 32 -
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7317385
des ODER-Glieds 30 ist mit einem der Ausgangsanschlüsse
des Zählers 28 verbunden, während der andereAusgangsanschluß
mit dem Eingangsanschluß.der Verzögerungsschaltung
31 und dem anderen Eingangsanschluß des RS-Flip-Flops 25
verbunden ist. An dem ODER-Glied 30 wird die logische
Summe aus dem von dem Zähler 2k erzeugten Ausgangssignal
wenn dieser 15 Impulse zählt, und aus dem von dem Zähler 28 erzeugten Ausgangssignal, wenn dieser lk Impulse zählt,
gebildet.
Der Ausgangsanschluß der Verzogerung.sschaltung 31 ist mit
dem Eingangsanschluß der Verzögerungsschaltung 32 verbunden,
deren Ausgangsanschluß mit dem anderen Eingangsanschluß des Zählers 2k und einem der Eingangsanschlüsse
des Zählers 28 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß der Verzögerungsschaltung .31 ist weiterhin mit einem der Eingangsanschlüsse des Registers 29 und mit einem der Eingangsanschlüsse
eines noch zu beschreibenden Integrators kl-verbunden.
Mittels der Verzögerungsschaltung 31 wird.das Ausgangssignal
des ODER-Glieds 30 verzögert, während mittels der Verzögerungsschaltung 32 das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung
31 verzögert wind.
Der Ausgangsanschluß des RS-Flip-Flops 25 ist mit einem
der Eingangsanschlüsse des UND-Glieds 27 verbunden und wird eingestellt, wenn der Zähler 2k einen Impuls zählt,
- 33 -
309842/0515
und weiterhin ein Signal abgibt, bis das Rückstellsignal
angelegt wird. Der Taktimpulsgenerator 26 ist mit dem anderen Eingangsanschluß der UND-Schaltung 27 verbunden und
erzeugt ein Rechteck-Wellenformsignal oder einen Impuls
von 500Hz. Der Ausgangsanschluß des UND-Glieds 27 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Zählers 28 verbunden;
andern UND-Glied wird das logische Produkt der Ausgangssdgnale des RS-Flip-Flops 25 und des Taktimpulsgenerators
26 gebildet. Der Ausgangsanschluß des Zählers 28 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Registers 29 verbunden,
und der Zähler zählt die von dem UND-Glied 27 zugeführten
Impulse.
Der Ausgangsanschluß des Registers 29 ist mit dem Eirigangsanschluß
des Digital-Analogumsetzers 33 verbunden; das Register 29 hält das Ausgangssignal des Zählers 28.bis
das Schiebesignal angelegt wird. Der AusgangsanSchluß des
Digital-Analogumsetzers 33 ist mit einem der Eingangsanschlüsse des Vergleichers 34 verbunden; der Umsetzer 33
setzt das von dem Register 29 zugeführte digitale Signal in ein Analogsignal um. Die Bezugsspannungs quelle 47 ist
mit dem anderen Eingangsanschluß des Vergleichers 34 verbunden,
so daß an diesem eine βezugsspannung anliegt. Der
Vergleicher "}k vergleicht die Aus gangs spannung des Digital-Analogumsetzers
Ί3 «nit der Bezugs spannung von der Bezugsspannungsquelle
47 j so daß nur dann, wenn die Spannung
- 3k 309842/0515
des Umsetzers größer ist als die der Spannungsquelle, der
Vergleicher 34 ein Signal an die Entscheidungseinrichtung
VII abgibt.
Die die Richtung bestimmende Einrichtung VI weist ein D-Flip-Flop 39 ,einen monostabilen Multivibrator 40,
einen Integrator 4l, eine Bezugsspannungs quelle 43 und
einen Vergleicher 42 auf» Der Takt- und D-Eingangsanschluß des D-Flip-Flop 39 ist. mit den Aus gangs ans chliiss
en der Wellenformer schaltung 22 bzw» 23 verbunden und
dessen Ausgangsanschluß ist mit dem Eingangsanschluß des monostabilen Multivibrators 40 verbundene Der monostabile
Multivibrator 40, dessen AusgangsanSchluß mit dem anderen
Eingangsanschluß des Integrators 4l verbunden ist, wird
entsprechend defl1 Ausgangsimpuls von dem D-Flip-Flop 39
angesteuert, um Impulse mit einer vorbestimmten Impulsbreite zu erzeugen.
Der Integrator 4l, dessen Ausgangsanschluß mit einem, der
Eingangsanschlüsse des Vergleichers 42 verbunden ist, integriert das Ausgangssignal des 'monostabilen .Multivibrators
40 und hält das integrierte Signal, bis das Rückstellsignal angelegt wird«, Die Bezugs Spannungsquelle 43
ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Vergleichers 42 verbunden. Der Vergleicher 42 vergleicht die Ausgangssignalspannung
des Integrators 4l mit der von der Bezugs-
- 35 -
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Spannungsquelle 43 angelegten Bezugsspannung, so daß nur
dann, wenn die Spannung des Integrators größer ist als die der Bezugsspannungsquelle, der Vergleicher 42 das Signal
an die Entscheidungseinrichtung VII abgibt.
Die Entscheidungseinrichtung VII w.eiist rechts und links
UND-Glieder 44 und ein UND-Glied 45 auf; vier Eingangsanschlüsse
der UND-Glieder 44 sind mit den Ausgangsanschlüssen der Vergleicher 36, 37 j 3^ und 42 in der den Kollisionsabstand
bestimmenden Einrichtung III, der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung IV, der die Relativgeschwindigkeit
bes timmenden Einrichtung V bzw. der die Richtung bestimmenden Einrichtung IV verbunden, so daß nur dann, wenn
die Ausgangssignale dieser Vergleicher gleichzeitig an die
UND-Schaltungen 44 angelegt sind, die UND-Schaltung 45
das Kollisionssignal zum Betätigen und Auslösen der Ein-
/46
richtung gibt.
richtung gibt.
Anhand der Fig.6A bis 6E und 7 wird im folgenden die Arbeitsweise der vierten Ausführungsform beschrieben; hierbei
sind in Fig.7 dieWellenformen derSignale an verschiedenen
Punkten des in Fig.6A bis 6E dargestellten Schaltungsdiagramms wiedergegeben.
In der die Welle verarbeitenden Einrichtung I wird die Welle, diei mittels des Modulators 12 frequenzmoduliert ist,
- 36 -
309842/0515
über die Sendeantenne 9 in Richtung auf einen Gegenstand
abgestrahlt; die von einem Gegenstand reflektierte Welle
wird von derEmpfangsantenne IO empfangen und der ersten
Mischstufe Ik zugeführt. In dieser Mischstufe wird die
empfangene Welle mit einem Teil der gesendeten Welle gemischt,
und das Ausgangssignal wird an den Breitbandverstärker l6 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung
II abgegeben.
In der die Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II , wird das Signal der ersten Mischstufe l4 mittels des
Breitbandverstärkers l6 verstärkt. Das Äusgangssignal
des Breitbandverstärkers l6 ist das durch die Gl.(l) wiedergegebene
Signal, in dem die Dopplersignal-Komponente
die Grundwellen-Komponente und die harmonischert Oberwellen-Komponenten
einander überlagert sind. Das Bandpaßfilter 17 "läßt nur die in Fig.7 dargestellte Dopplersignal-Komponente
e_ durch. In der zweiten Mischstufe l8 wird
das Ausgangssignal des Brextbandverstärkers l6 mit dem
Ausgnngssignsl des Sinuswellengenerators 15 in der eine
Welle verarbeitenden Einrichtung I gemischt, wobei sich
ein Äusgangssignal ergibt, in dem die in dem zweiten
Glied der Gleichung (1) enthaltene Dopplersignal-Komponente,
die Grundwellen-Komponente und die harmonischen Oberwellen-Komponenten einander überlagert sind. Das Bandpaßfilter
19 läßt nur die in Fig.7 dargestellte Doppler-
- 3-7 ■ 3 0 9842/05 15-".
signal-Komponente e durch. Die Maxima der Ausgangssignale
der Bandpaßfilter 17 und 19 sind proportional zu rJ (m ) und 2rJ (m ), wie eindeutig aus Gl.(l) zu entnehmen
ist.
Die Wechs-el-Gleichspannungsumsetzer 20 und 21 setzen die
Ausgangssignale der Bandpaßfilter 17 und 19 in die entsprechenden
Gleichspannungssignale um. Die Wellenformerschaltungen
22 und 23 formen die Rechteck-Wellenformsignale oder -impulse um, deren Periodendauer gleich denen
der Ausgangssignale der Bandpaßfilter 17 und 19 sind und
deren Impulsbreiten und Amplituden konstant sind, wie in
Fig.6 durch die Wellenformen e und e dargestellt ist.
Wenn der Zähler 24 zurückgestellt wird, stellt er das RS-Flip-Flop
25 ein, wenn er einen Impuls von der Wel3eiformerschaltung
23 zählt, und gibt ein Signal ab ^ wenn er 15 Impulse gezählt hat. Das Ausgangssignal wird dem ODER-Glied
30 zugeführt, durch Verzögerungsschaltungen Jl und
32 zeitlich verzögert und an den Rückstellanschluß des Zählers 24 angelegt, so daß der Zähler zurückgestellt
wird. Das Rückstellsignal wird auch dann angelegt, wenn der Zähler 28 l4 Impulse zählwt, so daß der Zähler 24 zurückgestellt
wird. Der vorbeschriebene Vorgang widerholt sich zyklisch. Die vorbeschriebenaiSchaltungsbauteile
stelJm. die sogenannte "die Entscheidung«ext bestimmende
Schaltung" dar, die bei jeweils 15 Wellen (Perioden) des
309842/0515 „A
Dopplersignals zurückgestellt wird.
Die Taktimpulse von dem Taktimpulsgenerator 26 wer den dem
Zahler 28 über das UND-Glied 27 nur dann zugeführt, wenn
das HS-Flip-Flop 25 eingestellt wird. Wenn der Zähler 28
Ik Impulse zählt, gibt erein Signal an das QDER-Glied 30
ab. Das Ausgangssignal wird dann dem Rückstellein gang des Zählers 28 zugeführt, nachdem es zeitlich mittels der Verzögerungsschaltung 31 und 32 verzögert ist. so daß der
Zähler 28 zurückgestellt: wird. Der Zähler 28 wird aber
auch zurückgestellt, wenn der Zähler 24 15 Impulse zählt. Wenn das Ausgangs- oder Verschiebungssignal an das Register
29 von der Verzögerungsschaltung 31 angelegt ist, liest und hält das Register 29 das Ausgangssignal des
Zählers 28 und überträgt es dann an den Digital-Analogumsetzer
33»·
Das Ausgangssignal oder der Impuls des Taktimpulsgenerators 26 ist in Fig.7 als Kurvenform e, dargestellt, während
das an den Zähler 28 anzulegende Signal als Kurvenform e_ in Fig.7 dargestellt ist. Das Intervall zwischen
den Rückstellimpulsen e_ wird kleiner, je höher die Relativgeschwindigkeit
ist, und umgekehrt. Wenn die Relativgeschwindigkeit niedrig ist, ist das Intervall zwischen
den Rückstellimpulsen gleich den 14 Taktimpulsen. Die Anzahl
der Ausgangsimpulse des Registers 29 ist gleich der
- 39 309842/0515
Anzahl der Taktimpulse, die während des Intervalls zwischen
den Rucksteilimpulsen gezählt sind, so daß sie größer
werden kann, wenn die Relativgeschwindigkeit niedrig ist und umgekehrt.
Der Gleichspannungsumsetzer 33 gibt ein Gleichspannungsaus
gangs signal ab, das umgekehrt proportional zu der Anzahl
der Ausgangsimpulse des Registers 29 ist. Die von
der Bezugsspannungsquelle 47 angelegte Bezugsspannung ist die Ausgmgsgleichspnnung, die der Relativgeschwxndigkext
von 30km/h entspricht, so daß nur dann, wenn die ReIativgeschwindigkeit
über 30km/h liegt, der Vergleicher 34 das Signal an das UND-Glied 44 in der Entscheidungseinrichtung
VII abgibt.
Die den Kollisionsabstand bestimmende Eiiricchtung III
ist in den Fig.6A bis 6E, 7 und 8 dargestellt. Die Ausgangssignalspannungen, die von den Wechsel-Gleichspannungsumsetzer
20 und 21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II dem Vergleicher 35 zugeführt werden, werden
in der Intensität verändert, wie in Fig.8 durch die Kurven für J und J dargestellt ist. Der Vergleicher
gibt das Signal ab, wenn der Abstand zwischen einem Gegenstand und einem Fahrzeug kleiner als ein Meter ist.
Insbesondere wird das Intensitätsverhältnis zwischen den Ausgangssignalen der Wechsel-Gleichspannung umsetzer 20
- 40 -
309842/0 5 15
und 21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II
in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen einem Gegenstand und einem Fahrzeug verändert, wie in Fig.4 dargestellt ist;
die Wechsel-Gleichspannungsumsetzer 2O und 21 in der vorliegenden Ausführungsform haben eine Intensitäts-Entfernungs-Rennlinie,
wie in Fig.8 dargestellt ist.
In Fig.8 ist die Entfernung auf der Abszisse und die relative
Intensität auf derOrdinate aufgetragen. Der Ausgang des Wechsel- GleichspannungsUmsetzers 20 ist mit J^ und
der des Wechsel-Gleichspannungsumsetzers 21 mit J. bezeichnet. Die relativen Intensitäten J_ und j sind in
einem Abstand von einem Meter konstant, wie aus den Kurven zu ersehen ist. Der Vergleicher 35 gibt dann ein Signal
ab, wenn der Abstand zwischen einem Gegenstand und einem Fahrzeug kleiner als ein Meter ist.
In der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung IV vergleicht der Vergleicher 37 die Signalppannuhg des Wechsel-Gleichspannungsumsetzers
21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II mit der von der Bezugsspannungsquelle
38 zugeführten Bezugsspannung, so daß nur dann,
wenn die Spannung des Umsetzers größer als die der Bezugsspannungsquelle
ist, der Vergleicher 37 ein Signal an das UND-Glied 44 abgibt. Die Bezugsspannung ist auf
die Spannung angestellt, wenn der Abstand zwischen einem
- 41 3 09842/0515
Gegenstand und einem Fahrzeug "zwei Meter beträgt, so daß
der Vergleicher 37 das Signal abgibt, wenn der Abstand
kleiner als etwa zwei Meter ist.
Die in Fig.7 dargestellten Ausgangssignal-Wellenformen
eo und e der Wellenformerschaltungen 22 und 23 sind die
Wellenformen, die anliegen, wenn sich ein Gegenstand in
Richtung auf ein Fahrzeug bewegt, d.h. wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Gegenstand abnimmt. Wenn
sich ein Gegenstand von dem Fahrzeug weg bewegt, ist die
Wellenform e„ der Wellenformerschaltung 23 umgekehrt. Die
Ausgangssignale der VfeLlenformerschaltungen 22 und 23 sind
an die Tak^eingangsanschlüsse des D-Flip-Flops 39 angelegt,
so daß das D-Flip-Flop 39 ein Signal mit der V&lenform
e6 abgibt (Fig.7).
Dieses Ausgangssignal wird an den monostabilen Multivibrator 40 angelegt, so daß die Anstiegszeit der Ausgangsimpulse
des monostabilen Multivibrators kO mit der der Anstiegsimpulse e,- des D-Flip-Flops 39 über-einstimmt,
wie durch die Kurvenform e„ in Fig.7 dargestellt ist.
Die Ausgangsimpulse e_ mit einer konstanten Impulsbreite werden an den Integrator 4l angelegt. Die an den Vergleicher
42 angelegte Ausgangssignalspannung des Integrators 4l ist proportional der Anzahl Ausgangsimpulse des monostabilen
Multivibrators 40, wie durch e« in Fig.8 darge-
309842/0515 ~ k2 "
stellt. (In der Praxis ist die Ausgangswellenform er>
stufenförmig; der Einfachheit halber ist die Wellenform eg
aber durch eine gerade Linie in Fig.7 dargestellt).
Entsprechend dem Rückstellsignal wird der Integrator 4l
gelöscht oder zurückgestellt, und der vorbeschriebene Vorgang wird in derselben Weise zyklisch wiederholt. Die
von der Bezugsspannungsquelle 43 angelegte Bezugsspannung
wird auf die Ausgangsspannung eingestellt} wenn 12 Eingangsimppulse
von dem Integrator 4l integriert sind, so daß der Vergleicher 42 ein Signal an das UND-Glied abgibt,
wenn mehr als 12 Impulse an den Integrator zugeführt
werden.
Wenn sich ein Gegenstand von dem Fahrzeug weg bewegt, ist
die Ausgangssignalspannung des D-Flip-Flops 39 null, so
daß der Vergleicher 42 kein Ausgangssignal an das UND-Glied abgibt.
Die die Richtung bestimmende Einrichtung gemäß der Erfindung
gibt also nur dann ein Signal ab, wenn sich ein Gegenstand in Richtung auf das Fahrzeug bewegt; sie gibt
kein Signal ab, wenn sich ein Gegenstand von dem Fahrzeug entfernt. Die Einrichtung VI bestimmt eine Richtung einer
Relativbewegung des Gegenstandes bezüglich des Fahrzeuges.
309842/0516 - 43 -
In der Entscheidungseinrichtung VII gibt das UND-Glied
44 ein Signal nur dann ab, wenn die Ausgangssignal der
Vergleicher 34, 36, 37 und 42 der Einrichtungen V, III,
IV und VI zum Bestimmen der Relativgeschwindigkeit, des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels bzw. der Richtung
gleichzeitig an das UND-Glied 44 angelegt sind. Das UND-Glied 45 gibt ein Signal nur dann ab, wenn sowohl die
rechten als auch die linken UND-Glieder 44 Signale abgeben, so daß die mit der Vorrichtung zum Vorbestimmen
von Zusammenstößen gemäß der Erfindung gekoppelte Sicherheitsvorrichtung unter vorbestimmten Bedingungen zur
optimalen Zeit betätigt werden kann.
Wenn die rechten und linken Einrichtungen III, IV, V, VI und VII zum Bestimmen der Kollisionsabstandes, des
Minimalpegels, der Relativgeschwindigkeit, sowie der Richtung gleichzeitig Signale an die Entscheidungseinrichtung
VII abgeben, dann gibt diese das Kollisionssignal ab, wodurch die Sicherheitseinrichtung betätigt
und ausgelöst wird. Die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung infolge von Änderungen der Reflexionsfaktoren
und der Formen der Gegenstände, wenn ein Gegenstand nur die Bahn eines Fahrzeugs kreuzt,oder
wenn das Fahrzeug an einem Gegenstand vorbeifährt, so daß kein Zusammenstoß stattfinden kann, oder wenn sich
ein Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt
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oder stellt, so daß der Fahrer selbst bei einem Zusammenstoß nicht ernstlich verletzt wird, ist hierdurch
verhindert.
Weiterhin kann mit dem Verfahren·gemäß der Erfindung
zur Messung des Abstandes zu einem Gegenstand ein Gegenstand auch in sehr geringer Entfernung, beispielsweise
in einer Entfernung von einem oder zwei Metern von einem Fahrzeug mit einer außerordentlich großen Genauigkeit bestimmt werden, so daß selbst, wenn ein F hrzeug
mit einem anderen Fahrzeug bei sehr hoher Geschwindigkeit kollidiert, die Sicherheitseinrichtung zu dem
optimalen Zeitpunkt betätigt werden kann. Bei dem in der Erfindung verwendeten Radarsystem ergibt sich dasselbe
Intensitätsverhältnis zwei unterscüedlicher Entfernungen
zu einem Gegenstand; diese Schwierigkeit kann aber durch die Anordnung der Sende- und Empfangsantennen
9 und 10 und mittels der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung VI gemäß der Erfindung vermieden werden.
Bei der vierten Ausführungsform wild der Abstand eines
Fahrzeugs zu einem Gegenstand nicht immer gemessen,.sondern
es wird ein System verwendet, mit dem bestimmt wird, ob ein Gegenstand innerhalb einer vorbestimmten Entfernung
vorhanden ist oder nicht. Die Ergebnisse bei der Vorrich-
309842/0515 " *5~
tung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung sind im wesentlichen denen der bekannten Einrichtungen
ähnlich, bei denen immer der Abstand zu einem Gegenstand gemessen wird. Darüber hinaus ist
der elektronische Schaltungsaufbau einfacher; die Vorrichtung arbeitet zuverlässiger und betriebssicherer
und ist noch dazu preiswerter herzustellen.
Weiterhin ist die Relativgeschwindigkeit V so ausgelegt, daß kein Signal abgegeben wird, wenn die festgestellte
Relativgeschwindigkeit kleiner als 30km/h ist.
Mit anderen Worten, die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung V gibt ein Signal nur dann ab,
wenn die Sicherheitseinrichtung unbedingt betätigt werden muß, d.h. wenn die Relativgeschwindigkeit in einem
Bereich zwischen 30 km/h und 100 km/h liegt, so daß das
Frequenzband der von der Einrichtung V zu verarbeitenden Signale schmal sein kann. Hierdurch wird der/elektrische
Schaltungsaufbau erheblich einfacher und demgemäß auch zuverlässiger und betriebssicherer; auch ist die
Vorrichtung preiswerter herzustellen, Die die Entscheidungszeit festlegende Schaltung mit dem Zähler 2k und
dem RS-Flip-Flop 25 gibt als eine Zeiteinheit (20 cm in Entfernungsangaben ausgedrückt) 15 Wellen (Perioden)
des Dopplersignals ab, so daß nur dann, wenn einige der 15 Wellen durch Kauschen verzerrt sind, aufgrund
309842/0515 " ke "
der Wirkung der Integration die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung verhindert werden kann.
Wenn.wie in der vorliegenden Ausführungsform, Mikrowellen
von 10 GHz verwendet werden, kann die Intensität der Welle, die von einem Gegenstand mit komplizierteren Formen,
wie beispielsweise einem Fahrzeug, reflektiert
/ein
wird, beträchtlich bis auf Minimum von jeweils 50 cm unterdrückt werden; die Unterdrückung entspricht aber nur einigen der 15 Wellen des Dopplersignals, so daß die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung ebenfalls verhindert werden .kann.
wird, beträchtlich bis auf Minimum von jeweils 50 cm unterdrückt werden; die Unterdrückung entspricht aber nur einigen der 15 Wellen des Dopplersignals, so daß die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung ebenfalls verhindert werden .kann.
Zusätzlich zu den beschriebenen Merkmalen und Vorteilen weist die Erfindung noch die folgenden Merkmale gegeiüber
einem System auf, bei dem die Zeit gemessen wird, die verstreicht, bevor der Zusammenstoß stattfindet:
1. Die Sicherheitseinrichtung wird betätigt, wenn unabhängig von der Relatxvgeschwindigkeit der Abstand zu
einem Gegenstand kleiner als ein vorbestimmter Abstand ist, so daß die die Relatxvgeschwindigkeit bestimmenden
und berechnenden Schaltungen nicht benötigt werden. Dadurch wird der elektronische Schaltungsaufbau der Erfindung
einfach und diese, dadurch insgesamt wirtschaftlich. Darüber hinaus ist die Vorrichtung zum Vorbestimmen
von Zusammenstößen gemäß der Erfindung insbesondere für ein Fahrzeug geeignet, das nicht mit hoher Geschwindigkeit
fährt.
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- 47 -
2. Bei der Vorrichtung zum Vorbestimmen des Zusammenstoßes, bei der die Zeit gemessen wird, bevor ein Fahrzeug
mit einem Gegenstand zusammenstößt, ist eine Kompensationseinrichtung erforderlich, um das richtige Auslösen
und Betätigen in dem gesamten erfaßten Bereich unabhängig von der Lage und dem Winkel des Gegenstandes
siehe* zustellen, der in den erfaßten Bereich eindringt.
Eine solche Kompensationsschaltung ist bei der Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung
nicht erforderlich.
In den vorbeschriebenen Ausführungsformen ist ein ganz
bestimmtes Radarsystem verwendet, mit dem der Abstand zu einem Gegenstand auch in geringer Entfernung mit hoher
Genauigkeit bestimmt und zwei unterschiedliche Abstände zu einem Gegenstand aus demselben Intensitätsverhältnis
erhalten werden; hierauf ist die vorliegende Erfindung aber selbstverständlich nicht beschränkt. Genauso gut
kann irgend ein anderes entsprechendes Radarsystem, das den Abstand aus einer Phasendifferenz bestimmt, wie beispielswdse
ein AM-Radarsystem oder ein mit zwei Frequenzen arbeitendes Radarsystem bei der vorliegenden Erfindung
zu der Bestimmung verwendet werden, ob der Abstand von einem Fahrzeug zu einem Gegenstand kleiner ist als
ein vorbestimmter Abstand oder nicht, um dadurch eine Sicherheitsvorrichtung zu einem optimalen Zeitpunkt zum
Schutz eines Fahrers im Falle eines Zusammenstoßes zu be-
309842/0515
tätigen.
Darüber hinaus kann der vorbestimmte Abstand, bei dem die Sicherheitseinrichtung betätigt wird, entsprechend
eingestellt"werden. In den vorbeschriebenen Ausführung^·
beispielsen sind bistatische Radarsysteme mit zwei Sende- und zwei Empfangsantennen beschrieben worden; bei
der Erfindung kann aber auch irgendein bistatisches Radarsystem mit einer oder mehr Sende- und Empfangsantennen
verwendet werden.
Im Rahmen der Erfindung können natürlich auch verschiedene
Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden.
309842/0515 - ±9
Claims (1)
- PatentansprücheI.i Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstoßen, gekennzeichnet durch eine die Welle verarbeitende Einrichtung (I) zum Aussenden einer Welle über eine an einer vorbestimmten Stelle und unter einem vorbestimmten Winkel an einem Fahrzeug (M) angebrachten Sendeantenne (9)> zum Empfangen einer von einem Gegenstand (m) reflektierten Welle mittels einer in einer vorbestimmten Lage und unter einem vorbestimmten Winkel an dem Fahrzeug (M) angebrachten Empfangsantenne (10), und zum Erzeugen einer niederfrequenten Welle durch Mischen der ausgesendeten und empfangenen Wellen, wobei die Empfangsantenne (10) so angebracht ist, daß die Achse ihres Strahlung diagramms sich mit dem der Sendeantenne (9) in einem vorbestimmten Bereich schneidet;eine Analogsignale verarbeitende Einrichtung (il) zum Verarbeiten des niederfrequenten Signals und mindestens eines aus der niederfrequenten Welle erhaltenen Dopplersignals und zum Erzeugen von Signalen;eine Einrichtung (III) zum Bestimmen eines Kollisionsabstandes zwischen dem Fahrzeug (M) und einem Gegenstand (m) und zum Erzeugen eines Signals, wenn der Gegenstand (m) in einen vorbestimmten Entfernungsbereich eindringt; eine den Minimalpegel bestimmtende Einrichtung (IV) zum309842/0515- 50 -Bestimmen der Intensität eines aus der niederfrequenten Welle erhaltenen Dopplersignals, und zum Erzeugen eines Signals, wenn die Intensität eines Dopplersignals einen vorbestimmten Minimalpeg.el ei^eicht, um so zu bestimmen, ob der Gegenstand (m) in eiien durch, die Lage und. Winkel der Sende- und Empfangsantennen (9) festgelegten vorbestimmten Erfassungsbereich eindringt; und eine Entscheidungseinrichtung (VII) zum Erzeugen eines Signals, wenn die Einrichtungen (III, IV) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes und des Minimalpegels gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben, woraus ein Zusammenstoß des Gegenstandes (m) mit dem Fahrzeug (M) vorbestimmt wird.2. Vorrichtung nach Anspruch.1, gekennzeichnet durcheine Einrichtung (V) zum Bestimmen einer Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) und zum Erzeugen eines Signals, wenn die Relativgeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht; und eine Entscheidungseinrichtung (VII) zum Erzeugen eines Signals, wenn die Einrichtungen (III, IV und V) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels und der Relativgeschwindigkeit gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben.3. Vorrichtung naoh Anspruch 1, g. e k e ji η ζ e i c h -309842/0515 _net durcheine Einrichtung (Vl) zum Bestimmen der Richtung einer Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeuges (M) und zum Erzeugen eines Signals, wenn sich der Gegenstand (m) dem Fahrzeug (M) nähert, und eine Entscheidungseinrichtung (VIl) zum Erzeugen eines Signals, wenn die Einrichtungen (ill, IV und VI) zum Bestimmen des Kollisionsabstsmdes, Ues Minimalpegels und der Richtung gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben.k. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durcheine Einrichtung (VI) zum Bestimmen einer Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M), und zum Erzeugen eines Signals, wenn sich der Gegenstand (m) dem Fahrzeug (M) nähert, und eine Entscheidungseinrichtung (VII) zum Erzeugen eines Signals, wenn die Einrichtungen (III, IV, V und VI) zum Vorbestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels, der Relativgeschwindigkeit und der Richtung jeweils ein Signal abgeben.5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der den Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung (III) ein Intensitätsverhältnis zwischen zwei Maximalwerten von wenigstens zwei Dopplersignalen berechnet und ein Signal erzeugt wird, wenn das309842/0515- 52 -Intensitätsverhältnis einen vorbestimmten, dem vorbestimmten Abstand entsprechenden Wert erreicht.6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) eine Kreisfrequenz des Dopplersignals bestimmt, um daraas die Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) zu bestimmen.7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5» dadurch ge ■*■ kennzeichnet, daß die die Richtung bestimmende Einrichtung (VI) eine Phasenbeziehung zwischen wenigstens zwei Dopplersignalen bestimmt, um daraus die Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) zu bestimmen.8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch g ekennz ei chn et, daßdie die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) eine Kreisfrequenz des Dopplersignals bestimmt, um daraus die- Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) zu bestimmen, und eine die Richtung bestimmende Einrichtung (VI) eine Phasenbeziehung zwischen mindestens zwei Dopplersignalen bestimmt, um daraus die Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) zu bestimmen.-■53"-309842/05159. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daßin jeder die Welle verarbeitenden Einrichtung (I) zwei die Welle verarbeitende Einheiten vorgesehen sind, wobei jede dieser Einheiten eine Sendeantenne (9)» eine Empfangsantenne (10), eine Koppeleinrichtung (11), einen Mikrowellenmodulator (12), einenMikrowellenoszillators(13)ι eine erste Mischstufe (1^) und einen Sinuswellengenerator (15) aufweist, wobei die linken und rechten Sende- und Empfangsantennen (9) 10) so an dem fahrzeug (M) angebracht sind, daß ihre Strahlungsdiagramme sich in vorbestimmten Erfassungsbereichen schneiden;die die Analogsignale verarbeitendeEinrichtung (II) zwei entsprechende Einheiten aufweist;die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung (III) zwei derartige Einheiten zum Erzeugen eines Signals aufweist, wenn das Intensitätsverhältnis einen vorbestimmten Wert erreicht, der demAbstand von einem Meter ναι dem Fahrzeug (M) entspricht,die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung (IV) zwei entsprechende Einheiten aufweist; und die Entscheidungseinrichtung (VII) eine Entscheidungseinheit zum Erzeugen eines Signals aufweist, wenn die Einrichtungen (III, IV) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes und des Minimalpegels gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben.- 54 -309842/051510. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch g ekennzeich.net, daßdie die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) zwei entsprechende Einheiten aufweist, in denen die Relativgeschwindigkeit a&f 30 km/h vorbestimmt ist, und die Entscheidung einrichtung.(VII) ehe Entscheidungseinheit zum Erzeugen eines Signals aufweist, wenn die Einrichtungen (III, IV, V) zum Vorbestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegel.s und der Relativgeschwindigkeit jeweils gleichzeitig ein Signal abgeben.11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 9i dadurch g ekennzeichnet, daß die Entscheidungseinrichtung (VII) eine Entscheidungseinheit aufweist, um ein Signal zu erzBugen, wenn die Einrichtungen (III, IV und VI) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels und der Richtung gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben,12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daßdie die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichiuag (V) zwei entsprechende Einheiten aufweist, in welchen die Relativgeschwindigkeit auf 30 km/h vor^estiramt ist, und die Entscheidungseinrichtung (VII) eine Entscheidungseinheit aufweist, um ein Signal abzugeben, wenn die Einrichtungen (III, IV, V und VI) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels, der Relativgeschwindigkeit- 55 -30384270515 -und der Richtung jeweils gleichzeitig ein Signal abgeben.13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daßdie die Welle verarbeitende Einrichtung eine Sendeantenne (9), eine Empfangsantenne (10), eine Koppeleinrichtung (ll), einen Mikrowellenmodulator (12), einen Mikrowellenoszillator (13)) eine erste Mischstufe (l4) und einen Sinuswellengenerator (15) aufweist; die die Analogsignale verarbeitende Einrichtung (II) einen Breitbandverstärker (l6), zwei Bandpaßfilter (I7i 19)* eine zweite Mischstufe (l8), zwei Wechsel-Gleichspannungsumsetzer (20, 21) und zwei Wellenformerschaltungen (22, 23) aufweist, die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung einen Vergleicher (35) atf weist, die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung (IV), einen Vergleicher (37) und eine Bezugsspannungsquelle (38) aufweist,die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) zwei Zähler (2k, 28), ein RS-Flip-Flop (25), einen Taktimpulsgenerator (26), ein UND-Glied (27), ein Register (29)1 ein ODER-Glied (30), zwei Verzögerungsschaltungen (31,32), einen Wechsel-Gleichspannungsumsetzer (33)5 eine BezugsSpannungsquelle (47) und einen Vergleicher (3^) aufweist;die die Richtung bestimmende Einrichtung (VI) ein D-Flip-- 56 -309842/0515Flop (22), einen moriostabilen Multivibrator UO), einen Integrator (^tI), eine Bezugsspannungsquelle (A3) und einen Vergleicher (Λ2) aufweist; und die Entscheidungseinrichtung (VII) drei UND-Glieder (Jik) aufweist.309842/051.5
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP47035338A JPS5227889B2 (de) | 1972-04-08 | 1972-04-08 | |
JP3533872 | 1972-04-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2317385A1 true DE2317385A1 (de) | 1973-10-18 |
DE2317385B2 DE2317385B2 (de) | 1976-12-09 |
DE2317385C3 DE2317385C3 (de) | 1977-07-28 |
Family
ID=
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0024430A1 (de) * | 1979-02-26 | 1981-03-11 | Collision Avoidance Systems | Antikollisions-system für fahrzeug. |
US6031484A (en) * | 1996-11-19 | 2000-02-29 | Daimlerchrysler Ag | Release device for passenger restraint systems in a motor vehicle |
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Also Published As
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JPS5227889B2 (de) | 1977-07-22 |
AU5421473A (en) | 1974-10-10 |
DE2317385B2 (de) | 1976-12-09 |
US3860923A (en) | 1975-01-14 |
AU458470B2 (en) | 1975-02-27 |
JPS48100822A (de) | 1973-12-19 |
CA1007733A (en) | 1977-03-29 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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8328 | Change in the person/name/address of the agent |
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