DE2317385B2 - Vorrichtung zum vorbestimmen von fahrzeugzusammenstoessen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammenstößen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen von Kraftfahrzeugen mit einem Gegenstand.

Um die Kollision eines 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 arbeitende 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 Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit sehr groß sein muß.

Damit ein Gegenstand mit einem sehr hohen Grad an Genauigkeit festgestellt werden kann, müßte bei diesen Einrichtungen der Frequenzhub des normalen freauenz-

modulierten Radarsystems, des sogenannten FM-CW-Radarsystems, größer als 100 MHz sein, wobei sich verschiedene technische Schwierigkeiten ergeben. Wenn der Frequenzhub kleiner ist, wird das System im Aufbau sehr kompliziert, da dei- feste, dem System anhaftende Fehler auf ein Minimum herabgesetzt werden muß. Bei Impuls-Radarsystemen muß die Anstiegszeit des Impulses kleiner sein als einige Nanosekunden, wodurch sich bei der technischen AusfühRrtig ebenfalls wieder verschiedene Schwierigkeiten ergeben.

Obendrein lassen sich bei Radarsystemen beispielsweise aus denselben Intensitätsverhältnissen zwei verschiedene Abstände zu einem Gegenstand ermitteln, so daß ein Gegenstand, welcher einen hohen Reflexionsfaktor aufweist und welcher sich in einem großen Abstand von dem Fahrzeug befindet, fälschlicherweise für einen Gegenstand gehalten werden kann, der sich in einem verhältnismäßig geringen Abstand von dem Fahrzeug befindet. In einem solchen Fall kenn dann aber unabsichtlich zum Schutz der Fahrzeuginsassen eine Sicherheitseinrichtung, beispielsweise eine Einrichtung zum Aufblasen eines Gassackes, ausgelöst und betätigt werden.

Ferner ist bei einem anderen bekannten System, mit welchem der Abstand von einem Fahrzeug zu einem Gegenstand gemessen wird, die Messung auf Zielgegenstände unterschiedlicher Formen und Größen, wie beispielsweise Schutzgeländer, Lichtmaste, Steilhänge und Fahrzeuge in verschiedenen Positionen, ausgerichtet, wozu jedoch ein großer Abstrahlungswinkel erforderlich ist. Da jedoch die verwendeten Antennen in der Größe begrenzt sind, da sie an einem Fahrzeug angebracht werden müssen, muß die Frequenz der ausgesendeten Welle erhöht werden; obendrein muß die Frequenz auch erhöht werden, um die Frequenzabweichung zu vergrößern, um dadurch die Empfindlichkeit bei der Messung geringer Abstände zu verbessern. Auf Grund der verwendeten kurzen Wellenlängen wird dann jedoch die reflektierte Welle stark gestört und durch die Außenformen des Gegenstandes, beispielsweise durch die Vorsprünge oder Vertiefungen eines Motorfahrzeuges, stark beeinflußt.

Da ferner der Zielgegenstand, beispielsweise ein anderes Fahrzeug, in verschiedenen Bereichen aus unterschiedlichen Materialien hergestellt ist, beispielsweise sind die Scheiben und Scheinwerfer aus Glas, der Motorgrill aus Kunststoff und die Karosserie sowie die Stoßdämpfer aus Metall bzw. Eisen, unterscheidet sich die von einem Teil des Fahrzeugs reflektierte Welle sowohl in der Intensität als auch in der Fhase von der von einem anderen Teil des Fahrzeugs reflektierten Welle; diese beiden Wellen beeinflussen sich dann gegenseitig. Aus diesen und anderen Gründen werden daher die reflektierten Wellen mehrfach und so stark gestört, daß auch dieses bekannte System sich nicht zur genauen Bestimmung des Abstandes bzw. der Entfernung eignet.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren bzw. einer bekannten Vorrichtung zur Verhinderung von Fahrzeugzusammenstößen werden von einem fahrenden Fahrzeug aus mittels einer Sendeantenne Funksignale mit einer ersten Frequenz ausgestrahlt, und in dem fahrenden Fahrzeug werden Funksignale einer zweiten Frequenz empfangen, die von einem sich in der Bahn des fahrenden Fahrzeugs befindlichen Gegenstand reflektiert sind, wobei sich jedoch die Strahlungsdiagramme der Sende- und Empfangsantennen nicht schneiden; schließlich werden eine erste elektrische Größe, welche der Differenzfrequenz zwischen den ausgesendeten und den reflektierten Funksignalen proportional ist, und eine zweite elektrische Größe erzeugt, welche den Pegeln der reflektierten Funksignale proportional ist. Die erhaltenen elektrischen Größen werden dann multipliziert, um ein Auslösesignal zu erzeugen, wenn das Produkt der beiden elektrischen Größen einen vorbestimmten Wert überschreitet; durch

ίο das Auslösesignal wird dann vor dem Zusammenstoß des fahrenden Fahrzeugs mit einem in dessen Bahn befindlichen Gegenstand die Einrichtung zum Schutz der Fahrzeuginsassen ausgelöst Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird somit der Abstand zwischen dem fahrenden Fahrzeug und einem möglichen Hindernis aus dem Pegel des Dopplersignals und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis aus der Frequenz des Dopplersignals erhalten (DT-OS 20 49 183).

Auch bei diesem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden jedoch die reflektierten Wellen vielfach und so stark durch die verschiedenen Formen, Abmessungen und Materialien der Zielgegenstände und Hindernisse beeinflußt und gestört, daß der Pegel des Dopplersignals nicht genau dem Abstand bzw. der Entfernung zu dem Zielgegenstand oder dem Hindernis proportional ist. Folglich kann der Abstand bzw. die Entfernung auch nicht mit der geforderten Genauigkeit bestimmt werden und es kann durchaus zu einer unbeabsichtigten Betätigung der Schutzeinrichtung kommen. Infolge der Mehrfachreflexion und auf Grund der Brechung der reflektierten Wellen ergeben sich bei demselben Pegel zwei oder mehrere unterschiedliche Abstände oder Entfernungen zu dem Gegenstand bzw. dem Hindernis.

Bei einem anderen bekannten Verfahren schneiden sich die Achse eines von einer Einrichtung, beispielsweise einem Scheinwerfer, ausgehenden Lichtbündels und die Achse einer Aufnahmeinrichtung, beispielsweise einer Photozelle, innerhalb des vorgesehenen Alarmbereichs; allerdings werden bei diesem bekannten Verfahren keine modulierten Mikrowellen verwendet (DT-PS 8 33 309). Bei einem weiteren bekannten Verfahren sind zwei Detektoren mit unterschiedlichen Phasenbeziehungen vorgesehen, wobei dann die Bewegungsrichtung des Zielgegenstandes bzw. des Hindernisses aus den Phasenbeziehungen der Dopplersignale bestimmt wird (DT-OS 19 17 606).

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen sind Sende- und Empfangsantennen an der Vorderseite des Fahrzeugs in einer solchen Lage und unter einem solchen Winkel angebracht, daß ihre äußeren Ränder jeweils parallel zur Fahrzeugachse verlaufen und sich die Achsen ihrer Strahlungsdiagramme in einem vorbestimmten Bereich schneiden. Dadurch werden von den Empfangsantennen nur Signale von Gegenständen aufgenommen, welche sich in dem Überlappungsbereich der beiden Strah-

6c lungsdiagramme befinden (US- PS 33 94 242).

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammenstößen zu schaffen, welche im Vergleich zu herkömmlichen Einrichtungen und Verfahren mit einer wesentlich größeren Zuverlässigkeit und Genauigkeit arbeitet. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können zwei unabhängige, der Entfernung bzw. dem Abstand entsprechende Signale von Einrichtungen zur Bestimmung des Minimalpegels bzw. des Kollisionsabstandes beurteilt werden; ferner ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung eine falsche Bestimmung des Abstandes bzw. der Entfernung zu dem Gegenstand infolge desselben, sich bei unterschiedlichen Entfernungen ergebenden Intensitätsverhältnisses und infolge einer Störung und Beeinflussung der reflektierten Wellen durch die verschiedenen Formen und Materialien der Gegenstände oder Hindernisse und damit eine unbeabsichtigte Betätigung der Einrichtung zum Schutz der Fahrzeuginsassen verhindert, da ein Kollisionssignal nur abgegeben wird, wenn der Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Hindernis unvermeidlich ist Durch das Kollisionssignal wird dann zu dem günstigsten Zeitpunkt eine Sicherheitseinrichtung betätigt und ausgelöst, durch welche eine sogenannte sekundäre Kollision verhindert wird, bei welcher ein Fahrer auf Grund der Trägheit plötzlich nach vorne gezogen wird und beispielsweise auf das vordere Armaturenbrett des Fahrzeugs auftreffen würde. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine wesentlich größere und höhere Zuverlässigkeit und ein höherer Grad an Genauigkeit als bei den bekannten Einrichtungen erreicht.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Abstand zu dem Zielgegenstand bzw. einem Hindernis insbesondere auch durch eine Berechnung des Intensitätsverhältnisses der Dopplersignale der Einrichtung zur Bestimmung des Kollisionsabstandes festgelegt. Dieses Intensitätsverhältnis der Dopplersignale ergibt üblicherweise zwei oder mehr unterschiedliche Abstände oder Entfernungen, welche auch die eine richtige Entfernung bzw. den richtigen Abstand einschließen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jedoch das den richtigen Abstand bzw. die richtige Entfernung wiedergebende Signal aus einer Vielzahl der von der Einrichtung zur Bestimmung des Kollisionsabstandes erhaltende Signale mit Hilfe des Signals ausgewählt, welches von der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung erhalten wird und welches überschlägig und in etwa den Abstand wiedergibt; auf diese Weise kann daher der Abstand zu einem Zielgegenstand mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Ferner wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Relativgeschwindigkeit eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeugs bestimmt, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung verhindert werden kann, wenn das Fahrzeug beispielsweise mit einer zu niedrigen Geschwindigkeit fährt, bei welcher ein Fahrer nicht verletzt würde, oder wenn das Fahrzeug abgestellt oder geparkt ist Darüber hinaus ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Richtung eines Gegenstandes bestimmbar, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung auch dann verhindert werden kann, wenn das Fahrzeug an dem Gegenstand vorbeifährt oder der Gegenstand nur die Bahn des Fahrzeugs kreuzt

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wozu auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen

Fig. 1(A) bis l(D) Blockschaltbilder von vier Ausführungsformen der Erfindung,

F i g. 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 dargestellt sind, die den Erfassungsbereich bilden,

F i g. 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,

F i g. 4 eine Kurve, in der die Beziehung zwischen dem Abstand zu einem Gegenstand und dem Intensitätsverhältnis zwischen Frequenzkomponenten des Ausgangssignals einer Mischstufe in der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt sind,

F i g. 5 eine schematische Draufsicht, in welcher der durch die Strahlungskeulen der Sende- und Empfangs-

antennen festgelegte Erfassungsbereich dargestellt ist,

Fig.6A bis 6E ein Blockschaltbild der vierten in F i g. l(D) dargestellten Ausführungsform,

F i g. 7 die Wellenformen der an verschiedenen Punkten des in Fig.6 dargestellten Blockschaltbilds erhaltenen Signale und

F i g. 8 eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Abstand zu einem Gegenstand und der Intensität der reflektierten Welle darstellt.
Um das Verständnis der bevorzugten Ausführungs-

formen 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 der Sendeantenne ausgesendeten und von einem Gegenstand reflektierten Welle auf. Hierbei 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 Dopplersignals 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 Empfangsantennen 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 zu erhalten, wenn die zweiten und dritten Schaltungen gleichzeitig die Signale abgeben. (Die vorrichtung kann jeweils eines oder mehrere der vorerwähnten Elemente sowie dieselben Elemente nacheinander aufweisea)

Mh der zweiten Schaltung wird bestimmt, ob ein Gegenstand in einen vorbestimmten Intensitätsbereich eindringt oder nicht, der durch die Lage und die Winkel der Sende- und Empfangsantennen, d. h. der gesendeten

und empfangenen Strahlen, festgelegt ist Mh der dritten Schaltung wird bestimmt, ob der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand ldeiner als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht; entsprechend

¥

Zo IY öüb

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. ä.; 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 bezüglich eines Fahrzeugs aufweist, wesentlich sicherer das unbeabsichtigte Betätigen der Sicherheitseinrichtung 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 die Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung eine sechste Schaltung auf, um die Richtung der Relativbewegung eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeugs zu bestimmen. Mit der Vorrichtung mit der sechsten Schaltung, welche dazu dient festzustellen, 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 Vorrichtung kann dann die unbeabsichtigte Betätigung 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 an dem Gegenstand vorbeifährt, so daß kein Zusammenstoß stattfinden kann. Die Vorrichtung mit der fünften und sechsten Schaltung ist daher betriebssicherer und raverlässiger.

Die erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum vOrbestimmen eines Zusammenstoßes gemäß der Erfindung weist im allgemeinen zwei die Welle /erarbeitende Einrichtungen I, zwei Analogsignale verarbeitende Einrichtungen II, zwei den Kollisionsibstand bestimmende Einheiten III, zwei den Minimalpegel bestimmende Einheiten IV und eine Entschei dungseinheit VII auf. Die rechten und linken Einheiter jeden Paares weisen denselben Aufbau und dieselbe Funktionsweise auf, so daß der Einfachheit halber be der in Fig. l(A) dargestellten Ausführungsform sowie in den folgenden in den Fig. l(B) bis l(D) dargestellter Ausführungsformen nur jeweils eine der rechten unc linken Einheiten beschrieben wird.

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 den Kollisionsabstand bestimmende Einheit III entspricht der dritten Schaltung, mit der ein Signal erhalten wird, um den Abstand zwischen einem Fahrzeug und einem Gegenstand zu bestimmen.

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 erreicht, 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 Kollisionsabsiand bestimmende Einheit III und die den Minimalpegel feststellende Einheit IV gleichzeitig Signale abgeben.

Insbesondere der Ausgang der die Welle verarbeitenden Einheit I wird an den Eingang der Analogsignale verarbeitenden Einheit II angelegt, deren Ausgang sowohl an die den Kollisionsabstand bestimmende Einheit IH und die den Minimalpegel bestimmende Einheit IV angelegt wird. Die Ausgänge der Einheiten III und IV werden an den Eingang der Entscheidungseinheit VII angelegt.

Die Sendeantenne 9 strahlt die Mikrowelle mit einer Trägerfrequenz von 10,525 GHz in einem vorbestimmten Strahlungsdiagramm ab, und die Enipfangsantenne 10 empfängt die von einem Gegenstand reflektierte Welle. Die Sende- und Empfangsantenne 9 (9Ä, 9L) und 10(10/2, lOZ^sind an einem Fahrzeug Mangebracht, wie in ¹^ ^;^2 und 5 dargestellt ist.

In Fig.2 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs M. an dem die rechten und linken Sendeantennen (9R, 9L) und die Empfangsantennen (10Ä, 10Z^ angebracht sind, zusammen mit den Strahlungskeulen der rechten Sendeantenne 9R und der rechten Empfangsantenne 1OJ? dargestellt Das vertikale Strahlungsdiagramm der Sendeantenne 9R auf Grund der vertikalen Richtwirkung ist mit S bezeichnet, während das vertikale Strahlungsdiagramm der Empfangsantenne 10Ä auf Grund 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 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 Mdargestellt, an dem die Sendeantennen (9R,

609550/236

9Ldie nicht dargestellt sind) und die Empfangsantennen (1OÄ, 1OZ^ so angebracht sind, daß ihre Strahlungsdiagramme einander überlappen und den Erfassungsbereich bilden.

Die Intensität / der reflektierten Welle ist in F i g. 3 dargestellt. Der Abstand von dem Punkt 0 der Sendeoder Empfangsantenne 9R (9L) oder iOR (iOL) 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 iOR (tOL) empfangen ist, auf der Ordinate aufgetragen ist. Wenn sich der Gegenstand m in einer größeren Entfernung als einer Entfernung Ri befindet, ist die Intensität / 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 die Intensität /plötzlich zu und wenn er sich dem Entfernungsbereich RM nähert, wo sich die Achsen der Strahlungsdiagramme der Sende- und Empfangsantennen schneiden, wird die Intensität / ein Maximum. Dann nimmt die Intensität wieder ab, und wenn der Gegenstand m in dem Abstand R\ in den Erfassungsbereich kommt, nimmt in dem dem Fahrzeug am nächsten liegenden Punkt die Intensität plötzlich ab.

In F i g. 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 Kurven-

20 verlaufe der Kennlinien, insbesondere im Abstand R₂ i dem Erfassungsbereich ähnlich. Der Gegenstand / kann daher im Abstand R₂ mit einem erträglichen Gra an Genauigkeit aus der Intensität / bestimmt werdet Die Arbeitsweise der den Minimumpegel bestimmen den Einheit IV beruht auf diesem Prinzip; sie ist si angeordnet, daß sie ein Ausgangssignal abgibt, wenn di Intensität der empfangenen Welle einen vorbestimmtei Minimalpegel erreicht, d. h. wenn der Abstand zu den Gegenstand kleiner als R₂ ist.

Die Analogsignale verarbeitende Einrichtung I verarbeitet den Ausgang der die Welle verarbeitende! Einrichtung I, wobei das zugrunde liegende Prinzip in einzelnen später noch beschrieben wird, und gibt eil Signal an die den Kollisionsabstand bestimmend! Einrichtung III und die den Minimalpegel bestimmend! Einrichtung IV ab.

Im folgenden wird das Prinzip zur Bestimmung de; Abstands zu dem Gegenstand m beschrieben, das in der Ausführungsbeispielen der Erfindung in der Analog signale verarbeitenden Einrichtung II verwendet ist.

Die Welle, die mit der sinusförmigen Wells frequenzmoduliert wird, wird auf den Gegenstand m zi ausgesendet, und ein Teil der ausgesendeten Welle unc die von dem Gegenstand reflektierte und mittels dei Empfangsantenne 10 empfangene Welle werden gemischt, um die niederfrequente Welle zu erhalten, die durch die Gleichung gegeben ist:

f „ . (O_mAt / CD_n,. IfJ

e = r cos < o>_c A t + 2m_f sin —^— cos ί w_mt + -²^—J

= r cos a,_c AC J J₀ K) + 2 £ (- 1)" cc-, 2n

-r sin w_c At [2 Σ (- 1)" · cos j(2n + 1) · (

w_mt + (D

wobei

r = ein Koeffizient ist, der von dem Reflexionsfaktor eines Gegenstandes, den Kenndaten der Mischstufe u. ä. abhängt;

m_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;

m_f = der Frequenzmodulationsindex;

U)_n, = die Kreisfrequenz der modulierten Welle;

J_2n= dieBessel-Funktion zweiter Ordnung erster Art ist;

45 At =

2R

ist, wobei R der Abstand zu einem Objekt, C die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle und Af der Frequenzhub ist.

Eine durch die Gl. (1) gegebene Signalwechselspannung e ist die Summe der Frequenzkomponenten, wie beispielsweise einer Dopplersignal-Komponente, einer Grundwellen-Komponente und harmonischer Oberwellen-Komponenten, die folgende Form aufwei

sen:

rJ₀(m_r) cos ü)_c At,

^mf = 2 π A

60

cos

(u>_mt + ^

<»_c<4t,

- 2 rJ₂ (m_r) cos (2 ω_η t + <o_m A t) cos <o_c Λ t,

m_r — 2mf sm -~—,

(2) Wenn sich ein Gegenstand mit einer konstanten

Relativgeschwindigkeit ν bezüglich eines Fahrzeugs

i ¥

<Γ

bewegt, werden die ersten beiden Glieder

rJ₀ (m_r) cos (D₀ 11
und

- 2 rJ_t (m_r) cos f «j_m t + ^—J sin W₁. I;

rJ₀ (m_r) cos »υ,, ί

2 TJ₁ (m_r) cos (to_mf + ~z—J sin o>_d l,

(Oj die Dopplerkreisfrequenz ist; -^- oi_r

(4)

Das erste Glied stellt die Doppler Komponente und das zweite Glied ebenfalls die Doppler-Signalkomponente —2rJ\(m^ sincodf dar, wenn sie demoduliert ist. Das Intensitätsverhäunis der Maximalwerte der ersten und zweiten Glieder ist gegeben durch ]o(m_r^2J\(m_r), das eine Funktion von m_r ist, d. h. des Abstandes zu dem Gegenstand, wie in F i g. 4 dargestellt.

Bei demselben Intensitätsverhältnis kann m_r zwei Werte haben. Wenn beispielsweise das Intensitätsverhältnis ν ist, hat m_r zwei Werte, nämlich K und L, wie in F i g. 4 dargestellt Dies kann zu einer unbeabsichtigten Betätigung führen. Das neißt, der Gegenstand in einem Abstand K kann auf Grund von m_r so angenommen werden, als befände er sich auf Grund von m_r in einem Abstand L, und umgekehrt. Gemäß der Erfindung sind aber die Sende- und Empfangsantennen an dem Fahrzeug so angebracht, daß der Gegenstand m in der Entfernung Ri genau an Hand der Intensität der reflektierten Welle bestimmt werden kann. Der Frequenzhub Af ist daher so festgelegt, daß der Abstand zn 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 bestimmenden 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- Kollisionsabstand und den Minimalpegel bestimmenden Einrichtungen 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 Einrichturs

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 verarbeitenden Einrichtung II ab. Wenn die Ausgangssignale der Einheiten III und IV gleichzeitig an die Enlscheidungseinrichtung VII angelegt werden, gibt letztere das Signal ab, so daß die Einrichtung VIII zum Betätigen einer Sicherheitsvorrichtung 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 Erfasssungs- oder Bestimmungsbereich festlegen können, wie in F i g. 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 Gegenstand lediglich aus der Bahn des Fahrzeugs entfernt Hierdurch kann dam: die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung wirksam verhindert werden.

Die den Minimaipegel bestimmende Einrichtung IV bestimmt, ob die Intensität der von einem Gegenstand reflektierten Welle in der Entiernung R2 in dem Erfassungsbereich, und zwar an dem am weitesten vor dem Fahrzeug entfernten Punkt, unabhängig von der Abmessungen und dem Reflexionsfaktor eines Gegenstandes über einem vorbestimmten Pegel liegt odei nicht, so daß keine Gefahr besteht, daß die Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit von den Abmessungen unc dem Reflexionsfaktor des Gegenstandes betätigt wire oder nicht. Sobald also ein Gegenstand in der Erfassungsbereich eintritt, gibt die den Minimalpege! bestimmende Einrichtung IV unabhängig von der Abmessungen und dem Reflexionsfaktor eines Gegenstandes das Ausgangssignal ab.

Bei dem in der Ausführungsform verwendeter Radarsystem gibt dasselbe Intensitätsverhältnis zwe unterschiedliche Entfernungen zu einem Gegenstanc ab, wie im einzelnen an Hand der F i g. 4 beschrieben ist so daß der Gegenstand mit einem großen Reflexions faktor, der sich in einer großen Entfernung von den-Fahrzeug befindet, fälschlicherweise für einen gehalter werden kann, der sich in verhältnismäßig geringen· Abstand von dem Fahrzeug befindet. Wegen dei vorerwähnten Anordnung der Sende- und Empfangsanordnung und wegen der Arbeitsweise der der Minimalpegel bestimmenden Einrichtung IV ist aber be der Erfindung das unbeabsichtigte Auslösen dei Sicherheitseinrichtung verhindert Dasselbe gilt auch wenn die Entfernung bei einem anderen Radarsystem wie beispielsweise dem AM- oder mit zwei Frequenz« arbeitenden Radarsystem u. ä. verwendet wird.

Femer wird bei der vorliegenden Ausfühningsfonr der Abstand zwischen dem Fahrzeug und den Gegenstand nicht berechnet sondern es wird mn festgestellt, ob der Abstand kleiner als ein vorbestimm ter Wert ist oder nicht, so daß der Gegenstanc festgestellt werden kann, bevor der Abstand kleiner al; ein Meter und die Sicherheitseinrichtung zum optimaler Zeitpunkt betätigt werden kann; wenn der Abstanc größer als 1 m ist, wird die Sicherheitsvorrichtuni niemals betätigt Die erste Ausführungsform arbeite

¥

somit einfacher als das bekannte System, bei dem der Abstand zu einem Gegenstanü 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 F i g. l(B) dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung ist der ersten Ausführungsform ähnlich, außer daß eine die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung V zwischen die Analogsignale bestimmende Einrichtung II und die Entscheidungseinrichtung VII und parallel 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 ω<* 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 nur dann abgibt, wenn die Relativgeschwindigkeit über 30 km/h liegt. Nur wenn die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung III, die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV und die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung V gleichzeitig die Signale an die Entscheidungseinrichtung VII abgeben, gibt bei der zweiten Ausführungsform die Entscheidungseinrichtung

VII das Signal zum Auslösen der Betätigungseinrichtung

VIII ab.

Zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform das wichtige Merkmal auf, daß sie kein Kollisionssignal abgibt, wenn die Relativgeschwindigkeit kleiner als eine vorbestimmte niedrige Geschwindigkeit, beispielsweise 30 km/h ist, oder wenn das Fahrzeug steht oder geparkt ist, so daß der 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 Relativgeschwindigkeit kleiner als 30 km/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 F i g. 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 Entscheidungseinrichtung VII geschaltet ist.

Bei der die Richtung bestimmenden Einrichtung VI sind die Dopplersignale, die in den ersten und zweiten Gliedern der Gleichung (1) 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 Signal ab, wenn sich ein Gegenstand auf ein Fahrzeug zu bewegt.

Zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform weist die dritte Ausführungsform das wichtige Merkmal auf, daß eine unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung vermieden ist, wenn sich ein Gegenstand entfernt Wenn ein Gegenstand die Bahn des Fahrzeugs mit einer Relativgeschwindigkeit v, beispielsweise in der in F i g. 5 angegebenen Richtung kreuzt, dann stellt die rechte Vorrichtung einen sich mit einer Relativgeschwindigkeit vr nähernden Gegenstand fest, während die linke Vorrichtung einen sich mit einer Relativgeschwindigkeit vl 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 Einrichtung 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. l(D) und 2 bis 8 dargestellte Ausführungsform weist die die Welle verarbeitende Einrichtung I,c: Analogsignale verarbeitende Einrichtung H, die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung III, die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV, die die Relativgeschwindigkeit 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 Mikrowellenmodulator 12, einen Mikrowellenoszillator 13, eine erste Mischstufe 14 und einen Sinuswellengenerator 15 auf.

Die Anordnung und Funktionsweise der Sende- und Empfangsantennen 9 und 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 18 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung Il verbunden, die im folgenden noch beschrieben wird. Der Ausgangsanschluß des Mikrowellenmodulators 12, der die Mikrowelle mit einem Frequenzhub Af frequenzmoduliert, ist 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 der Koppeleinrichtung 11 ist mit der Empfangsantenne 10 verbunden, während ihre Ausgangsanschlüsse mit der Sendeantenne 9 bzw. der ersten Mischstufe 14 verbunden sind. Mittels der Koppeleinrichtung 11 wird die Mikrowelle an die Sendeantenne 9 und ein Teil der ausgesendeten Welle an die erste Mischstufe 14 übertragen, sowie die Kopplung zwischen den Sende- und Empfangsantennen 9 und 10 getrennt, so dai3 die empfangene Welle von der Empfangsantenne 10 an die erste Mischstufe 14 übertragen wird. In der ersten Mischstufe 14 wird die empfangene Welle mit einem Teil der ausgesendeten Welle gemischt, woraus sich die niederfrequente Welle oder das Differenzfrequenz-Signal ergibt.

Die in den F i g. 6A bis 6E dargestellte Analogsignale verarbeitende Einrichtung II weist einen Breitbandverstärker 16, ein Bandpaßfilter 17, eine zweite Mischstufe 18 ein Bandpaßfilter 19, We :hsel-GIeichspannungs-Umsetzer 20 und 21 und Wellenformerschaltungen 22 und 23 auf.

Der Eingangsanschluß des Breitbandverstärkers 16 ist mit dem Ausgangsanschiuß 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 Breitbandverstärkers 16 wird das Ausgangssignal der ersten Mischstufe 14 ohne Verzerrung verstärkt Der Ausgangsanschluß des Bandpaßfilters 17 ist mit den Eingangsanschlüssen des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 20 und der Wellenformerschaltung 22 verbunden. Das Bandpaß-Filter 17 läßt nur die Dopplerkomponente durch. Der Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 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 Ausgangsanschlüssen des Sinuswellengenerators 15 und des Breitbandverstärkers 16 verbunden. Der Ausgangsanschluß der Mischstufe 18 ist mit dem Eingangsanschluß des Bandpaßfilters 19 verbunden; in ihr wird das Ausgangssignal des Breitbandverstärkers mit dem Frequenzmodulationssignal aus dem Sinuswellengenerator 15 gemischt, was das Signal ergibt, in dem die Dopplersignal-IComponente der Welle überlagert wird, deren Frequenz größer ist als die Modulationsfrequenz. Das Bandpaßfilter 19, der Wechsel-Gleichspannungsumsetzer 21 und die Wellenformerschaltung 23 sind in Aufbau und Wirkungsweise dem vorerwähnten Bandpaßfilter 17, dem Wechsel-Gleichspannungsumsetzer 20 bzw. der Wellenformerschaltung 22 ähnlich. Das Bandpaßfilter 19 läßt nur die Dopplersignal-Komponente durch, und der Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 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 Eingangsanschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen der Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 20 und 21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II verbunden ist. Der Vergleicher 35 vergleicht das Ausgangssignal des Wechsel-GIeichspannungs-Umsetzers 20 mit dem des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 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 ! m ist, gibt der Vergleicher 35 das Signal ab.

Die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV weist einen Vergleicher 37 und eine Bezugsspannungsquelle 38 auf.

Von der Bezugsspannungsquelle 38 wird eine Bezugsspannung an einen der Eingangsanschlüsse des Vergleichers 37 angelegt, während das Ausgangssignal des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung Il den anderen Eingangsanschluß zugeführt wird. Der Verglei eher 37 vergleicht die Ausgangssignalspannung de: Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 21 mit der Be zugsspannung, so daß nur dann, wenn die Signal spannung größer ist als die Vergleichsspannung, dei Vergleicher ein Ausgangssignal abgibt

Die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrich tung V weist einen Zähler 24, ein ÄS-FIip-Flop 25, einer

ίο Taktimpulsgenerator 26, ein UND-Glied 27, einer Zähler 28, ein Register 29, ein ODER-Glied 30 Verzögerungsschaltungen 31 und 32, einen Digital-Analog-Umsetzer 33, eine Bezugsspannungsquelle 47 unc einen Vergleicher 34 auf.

Einer der Eingangsanschlüsse des Zählers 24 ist mii dem Ausgangsanschluß der Wellenformerschaltung 23 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung Il verbunden; der eine der Ausgangsanschlüsse ist mil einem der Eingangsanschlüsse des ODER-Glieds 30 unc der andere Ausgangsanschluß ist mit einem dei Eingangsanschlüsse des ÄS-Flip-Flops 25 verbunden Der Zähler 24 zählt die Impulse von der Wellenformerschaltung 23. Der andere Eingangsanschluß de: ODER-Glieds 30 ist mit einem der Ausgangsanschlüsse des Zählers 28 verbunden, während der ander« Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß dei Verzögerungsschaltung 31 und dem anderen Eingangs anschluß des ÄS-Flip-Flops 25 verbunden ist. An derr ODER-Glied 30 wird die logische Summe aus dem vor dem Zähler 24 erzeugten Ausgangssignal, wenn diesei 15 Impulse zählt, und aus dem von dem Zähler 2f erzeugten Ausgangssignal, wenn dieser 14 Impulse zählt, gebildet.

Der Ausgangsanschluß der Verzögerungsschaltung 31 ist mit dem Eingangsanschluß der Verzögerungs schaltung 32 verbunden, deren Ausgangsanschluß mi dem anderen Eingangsanschluß des Zählers 24 unc einem der Eingangsanschlüsse des Zählers 28 verbun den ist. Der Ausgangsanschluß der Verzögerungsschal tung 31 ist weiterhin mit einem der Eingangsanschlüss« des Registers 29 und mit einem der Eingangsanschlüss« eines noch zu beschreibenden Integrators 41 verbunden Mittels der Verzögerungsschaltung 31 wird da: Ausgangssignal des ODER-Glieds 30 verzögert, wäh rend mittels der Verzögerungsschaltung 32 das Aus gangssignal der Verzögerungsschaltung 31 verzöger wird.

Der Ausgangsanschluß des /?S-Flip-Flops 25 ist mi einem der Eingangsanschlüsse des UND-Glieds 2Ί verbunden und wird eingestellt, wenn der Zähler 2< einen Impuls zählt, und weiterhin ein Signal abgibt, bi: das Rückstellsignal angelegt wird. Der Taktimpulsgene rator 26 ist mit dem anderen Eingangsanschluß de UND-Schaltung 27 verbunden und erzeugt ein Recht ecksignal oder einen Impuls von 500 Hz. Der Ausgangs anschluß des UND-Glieds 27 ist mit dem anderer Eingangsanschluß des Zählers 28 verbunden; an den UND-Glied wird das logische Produkt der Ausgangs signale des /?S-Flip-Flops 25 und des Taktimpulsgene rators 26 gebildet. Der Ausgangsanschluß des Zähler:

28 ist mit dem anderen Eingangsanschiuß des Register:

29 verbunden, und der Zähler zählt die von den UND-Glied 27 zugeführten Impulse.

Der Ausgangsanschluß des Registers 29 ist mit den Eingangsanschluß des Digital-Analog-Umsetzers 31 verbunden; das Register 29 hält das Ausgangssignal de:

Zählers 28, bis das Schiebesignal angelegt wird. Dei Ausgangsanschluß des Digital-Analog-Umsetzers 33 is

mit einem der Eingangsanschlüsse des Vergleichers 34 verbunden; der Umsetzer 33 setzt das von dem Register 29 Zxigeführte digitale Signal in ein Analogsignal um. Die Bezugsspannungsquelle 47 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Vergleichers 34 verbunden, so daß an diesem eine Bezugsspannung anliegt Der Vergleicher 34 vergleicht die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Umsetzers 33 mit der Bezugsspannung von der Bezugsspannungsquelle 47, so daß nur dann, wenn die Spannung des Umsetzers größer ist als die der Spannungsquelle, der Vergleicher 34 ein Signal an die Entscheidungseinrichtung VIl abgibt

Die die Richtung bestimmende Einrichtung VI weist ein D-Flip-F!op 39, einen monostabilen Multivibrator 40, einen Integrator 41, eine Bezugsspannungsquelle 43 und einen Vergleicher 42 auf. Der Takt- und D-Eingangsanschluß des D-Flip-FIop 39 ist mit den Ausgangsanschlüssen der Wellenformerschaltung 22 bzw. 23 verbunden, und dessen Ausgangsanschluß ist mit dem Eingangsanschluß des monostabilen Multivibrators 40 verbunden. Der Monostabile Multivibrator 40, dessen Ausgangsanschluß mit dem anderen Eingangsanschluß des Integrators 41 verbunden ist, wird entsprechend dem Ausgangsimpuls von dem D-Flip-Flop 39 angesteuert, um Impulse mit einer vorbestimmten Impulsbreite zu erzeugen.

Der Integrator 41, 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 Bezugsspannungsquelle 43 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Vergleichers 42 verbunden. Der Vergleicher 42 vergleicht die Ausgangssignalspannung des Integrators 41 mit der von der Bezugsspannungsquelle 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 weist 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, 37,34 und 42 in der den Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung

III, der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung

IV, der die Relativgeschwindigkeit bestimmenden 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 Einrichtung 46 gibt.

An Hand der F i g. 6A bis 6E und 7 wird im folgenden die Arbeitsweise der vierten Ausführungsform beschrieben; hierbei sind in F i g. 7 die Wellenformen der Signale an verschiedenen Punkten des in Fig.6A bis 6E dargestellten Schaltungsdiagramms wiedergegeben.

In der die Welle verarbeitenden Einrichtung I wird die Welle, die mittels des Modulators 12 frequenzmoduliert ist, über die Sendeantenne 9 in Richtung auf einen Gegenstand abgestrahlt; die von einem Gegenstand reflektierte Welle wird von der Empfangsantenne 10 empfangen und der ersten Mischstufe 14 zugeführt. In dieser Mischstufe wird die empfangene Welle mit einem Teil der gesendeten Welle gemischt, und das Ausgangssignal wird an den Breitbandverstärker 16 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung Il abgegeben.

In der die Analogsignale verarbeitenden Einnchtunj II wird das Signal der ersten Mischstufe 14 mittels de; Breitbandverstärkers 16 verstärkt. Das Ausgangssigna des Breitbandverstärkers 16 ist das durch die GI. (1 wiedergegebene Signal, in dem die Doppler signal-Komponente die Grundwellen-Komponente unc die harmonischen Oberwellen-Komponenten einandei überlagert sind. Das Bandpaßfilter 17 läßt nur die ir F ig. 7 dargestellte Dopplersignal-Komponente « durch. In der zweiten Mischstufe 18 wird da; Ausgangssignal des Breitbandverstärkers 16 mit den Ausgangssignal des Sinuswellengenerators 15 in dei eine Welle verarbeitenden Einrichtung I gemischt wobei sich ein Ausgangssignal ergibt, in dem die in derr zweiten Glied der Gleichung (1) enthaltene Dopplersignal-Komponente, die Grundwellen-Komponente unc die harmonischen Oberwellen-Komponenten einander überlagert sind. Das Bandpaßfilter 19 läßt nur die in Fig. 7 dargestellte Dopplersignal-Komponente e, durch. Die Maxima der Ausgangssignale der Bandpaßfilter 17 und 19 sind proportional zu rjofm_r) und 2 r]\(m^ wie eindeutig aus Gl. (1) zu entnehmen ist.

Die Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 20 und 21 setzen die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 17 und 19 in die entsprechenden Gleichspannungssignale um. Die Wellenformerschaltungen 22 und 23 formen die Rechtecksignale oder -Impulse urn, deren Periodendauer gleich denen der Ausgangssignale der Bandpaßfilter 17 und 19 sind und deren Impulsbreiten und Amplituden konstant sind, wie in F i g. 6 durch die Wellenformen ej und es dargestellt ist.

Wenn der Zähler 24 zurückgestellt wird, stellt er das ÄS-Flip-Flop 25 ein, wenn er einen Impuls von der Wellenformerschaltung 23 zählt, und gibt ein Signal ab, wenn er 15 Impulse gezählt hat. Das Ausgangssignal wird dem ODER-Glied 30 zugeführt, durch Verzögerungsschaltungen 31 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 14 Impulse zählt, so daß der Zähler 24 zurückgestellt wird. Devorbeschriebene Vorgang wiederholt sich zyklisch. Die vorbeschriebenen Schaltungsbauteile stellen die sogenannte »die Entscheidungszeit bestimmende Schaltung« dar, die bei jeweils 15 Perioden des Dopplersignals zurückgestellt wird.

Die Taktimpulse von dem Taktimpulsgenerator 26 werden dem Zähler 28 über das UND-Glied 27 nur dann zugeführt, wenn das ÄS-Flip-Flop 25 eingestellt wird. Wenn der Zähler 28 14 Impulse zählt, gibt er ein Signal an das ODER-Glied 30 ab. Das Ausgangssignal wird dann dem Rückstelleingang 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-Analog-Umsetzer 33.

Das Ausgangssignal oder der Impuls des Taktimpulsgenerators 26 ist in F i g. 7 als Kurvenform e₄ dargestellt, während das an den Zähler 28 anzulegende Signal als Kurvenform e₅ in Fig. 7 dargestellt ist. Das Intervall zwischen den Rückstellimpulsen e₅ 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 Anzahl der Taktimpulse, die während des Intervalls zwischen den Rückstellimpulsen gezählt sind, so daß sie größer weiden kann, wenn die Relativgeschwindigkeit niedrig iüi und umgekehrt

Der Gleichspannungsumsetzer 33 gibt ein Gleichspannungsausgangssignal ab, das umgekehrt proportional zu der Anzahl der Ausgangsimpulse dei Registers

29 ist Die von der Bezugsspannungsquelle 47 angelegte Bezu~sspannung ist die Ausgangsgleichspannung, die der Relativgeschwindigkeit von 30 km/h entspricht, so daß nur dann, wenn die Relativgeschwindigkeit über

30 km/h liegt, der Vergleicher 34 das Signal an das UND-Glied 44 in der Entscheidungseinrichtung VII abgibt.

Die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung

III ist in den Fig.6A bis 6E, 7 und 8 dargestellt. Die Ausgangssignalspannungen, die von den Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzern 20 und 21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II dem Vergleicher 35 zugeführt werden, werden in der Intensität verändert, wie in F i g. 8 durch die Kurven für Jo und /i dargestellt ist. Der Vergleicher 35 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-Gleichspannungs-Umsetzer 20 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-Gleichspannungs-Umsetzer 20 und 21 in der vorliegenden Ausführungsform haben eine Intensitäts-Entfernungs-Kennlinie, wie in Fig.8 dargestellt ist.

In F i g. 8 ist die Entfernung auf der Abszisse und die relative Intensität auf der Ordinate aufgetragen. Der Ausgang des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 20 ist mit Jo und der des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 21 mit /i bezeichnet. Die relativen Intensitäten Jo 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 Signalspannung des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 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 eingestellt, wenn der Abstand zwischen einem 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 e2 und £3 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 wegbewegt, ist die Wellenform e3 der Wellenformerschaltung 23 umgekehrt. Die Ausgangssignale der Wellenformerschaltungen 22 und 23 sind an die Takteingangsanschlüsoe des D-Flip-Flops 39 angelegt, so daß das D-Flip-Flop 39 ein Signal mit der Wellenform et abgibt (F i g. 7).
Dieses Ausgangssignal wird an den monostabilen

s Multivibrator 40 angelegt, so daß die Anstiegszeit der Ausgangsimpulse des monostabilen Multivibrators 40 mit der der Anstiegsimpulse et, des D-Flip-Flops 39 übereinstimmt, wie durch die Kurvenform ej in F i g. 7 dargestellt ist. Die Ausgangsimpulse e? mit einer

ίο konstanten Impulsbreite werden an den Integrator 41 angelegt. Die an den Vergleicher 42 angelegte Ausgangssignalspannung des Integrators 41 ist proportional der Anzahl Ausgangsimpulse des monostabilen Multivibrators 40, wie durch ee in F i g. 8 dargestellt. (In der Praxis ist die Ausgangswellenform ee stufenförmig; der Einfachheit halber ist die Wellenform Cb aber durch eine gerade Linie in F i g. 7 dargestellt)

Entsprechend dem Rückstellsignal wird der Integrator 41 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 Eingangsimpulse von dem Integrator 41 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 wegbewegt, 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.

In der Entscheidungseinrichtung VII gibt das UND-Glied 44 ein Signal nur dann ab, wenn die Ausgangssignale 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 des 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 oder steht, so daß der Fahrer selbst bei einem Zusammenstoß nicht erstlich 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 Fahrzeug 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 bei zwei unterschiedlichen Entfernun- ₎₀ gen 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 wird 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 Vorrichtung 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 30 km/h ist. Mit anderen Worten, die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung Vgibt 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 24 und dem ÄS-Flip-Flop 25 gibt als eine Zeiteinheit (20 cm in Entfernungsangaben ausgedrückt) 15 Perioden des Dopplersignals ab, so daß nur dann, wenn einige der 15 Wellen durch Rauschen verzerrt sind, auf Grund der Wirkung der Integration die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung verhindert werden kann. Wenn, wie in der vorliegenden Ausfuhrungsform, Mikrowellen von 10 GHz verwendet werden, kann die Intensität der Welle, die von einem Gegenstand mit komplizierteren Formen, wie beispielsweise einem Fahrzeug, reflektiert wird, beträchtlich bis auf ein Minimum von jeweils 50 cm unterdrückt werden; die Unterdrückung entspricht aber nur einigen der 15 Perioden 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 gegenüber einem System auf, bei dem die Zeit gemessen wird, die verstreicht, bevor der Zusammenstoß stattfindet:

1. Die Sicherheitseinrichtung wird betätigt, wenn unabhängig von der Relativgeschwindigkeit der Abstand zu einem Gegenstand kleiner als ein vorbestimmter Abstand ist, so daS die die Relativgeschwindigkeit 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.

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 sicherzustellen, 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 beispeilsweise 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 betätigen.

Darüber hinaus kann der vorbestimmte Abstand, bei dem die Sicherheitseinrichtung betätigt wird, entsprechend eingestellt werden. In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen 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.

Liste der übersetzten, den entsprechenden Bezugszeichen zugeordneten, in den Zeichnungen in englischer Sprache enthaltenen Begriffe:

I Die Welle verarbeitende Einrichtung

II Analogsignale verarbeitende Einrichtung

III Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung

IV Minimalpegel bestimmende Einrichtung

V Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung

VI Richtungbestimmende Einrichtung
VlI Entscheidungseinrichtung
VIII Betätigungseinrichtung
9/10 Antenne

II Koppeleinrichtung

12 Modulator

13 Mikrowellenoszillator

14 erste Mischstufe

15 Sinuswellengenerator

16 Breitbandverstärker

17 Bandpaßfilter

18 zweite Mischstufe

19 Bandpaßfilter

20/21 Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer
22/23 Wellenformerschaltung

¥.

23

24 Zähler

25 KS-Flip-Flop

26 Taktimpulsgenerator

27 UND-Glied

28 Zähler

29 Register

30 ODER-Glied

31/32 Verzögerungsschaltung 33 Digital-Analog-Umsetzer

24

34/35/37 Vergleicher

38 Bezugsspannungsquelle

39 D-Flip-Flop

40 Monostabiler Multivibrator

41 Integrator

42 Vergleicher

43 Bezugsspannungsquelle 44/45 UND-Glied 46 Betätigungseinrichtung

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

W.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung von Vorbestimmen vor Fahrzeugzusammenstößen mit einer Einrichtung zum Aussenden einer Welle in Richtung auf einen Gegenstand mittels einer Sendeantenne, zum Empfangen einer von dem Gegenstand reflektierten Welle mittels einer Empfangsantenne und zum Erzeugen einer niederfrequenten Welle durch Mischen der ausgesendeten und empfangenen Wellen, wobei die Sendeantenne so an einem Fahrzeug angebracht ist, daß die Achse des Strahlungsdiagramms der Empfangsantenne sich mit dem der Sendeantenne in einem vorbestimmten Bereich schneidet, mit einer Analogsignale verarbeitenden Einrichtung zum Verarbeiten der niederfrequenten Welle und des aus der niederfrequenten Welle erhaltenen Dopplersignals, und mit einer Einrichtung zum Bestimmen der Intensität des aus der niederfrequenten Welle erhaltenen Dopplersignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung (IV) zum Erzeugen eines Signals aufweist, wenn die Intensität des Dopplersignals einen vorbestimmten Minimalpegel erreicht, um auf diese Weise festzustellen, ob der Gegenstand (m) in einen durch die Lage und die Winkel der Sende- und Empfangsantennen (9, 10) festgelegten, vorbestimmten Empfangsbereich eindringt, daß die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (III) aufweist, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug (M) und dem Gegenstand (m) mit Hilfe der Signale von der Anologsignale verarbeitenden Einrichtung (II) zu bestimmen, welche unabhängig von der Intensität des Dopplersignals sind, und um ein Signal zu erzeugen, wenn der Gegenstand (m) in einen vorbestimmten Entfernungsbereich eindringt, und daß die Vorrichtung schließlich noch eine Entscheidungseinrichtung (VII) zum Erzeugen eines Signals aufweist, wenn die Einrichtungen (III, IV) zum Bestimmen des Abstandes und des Minimalpegels gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben, woraus dann ein Zusammenstoß des Fahrzeugs (M) mit dem Gegenstand fm,)bestimmt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (V) zum Bestimmen der 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 nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (VI) zum Bestimmen der 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 und VI) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels und der Richtung gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (VI) zum Bestimmen der Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (777^ 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 (HI) das Intensitätsverhältnis der Maximalwerte von wenigstens zwei Dopplersignalen berechnet und ein Signal erzeugt wird, wenn das Intensitätsverhältnis einen vorbestimmten, dem vorbestimmten Abstand entsprechenden Wert erreicht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) die Kreisfrequenz des Dopplersignals bestimmt, um daraus die Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes fm,)bezüglich des Fahrzeugs (M)zü bestimmen.

⁷. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Richtung bestimmende Einrichtung (VI) die Phasenbeziehung zwischen wenigstens zwei Doppltrsignalen 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 gekennzeichnet, daß die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) die Kreisfrequenz des Dopplersignals bestimmt, um daraus die Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) zu bestimmen, und eine die Richtung bestimmende Einrichtung (VI) die Phasenbeziehung zwischen mindestens zwei Dopplersignalen bestimmt, um daraus die Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) zu bestimmen.