DE2317385B2 - Vorrichtung zum vorbestimmen von fahrzeugzusammenstoessen - Google Patents
Vorrichtung zum vorbestimmen von fahrzeugzusammenstoessenInfo
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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-
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 „ . (OmAt / CDn,. IfJ
e = r cos < o>c A t + 2mf sin —^— cos ί wmt + -2^—J
= r cos a,c AC J J0 K) + 2 £ (- 1)" cc-, 2n
-r sin wc At [2 Σ (- 1)" · cos j(2n + 1) · (
wmt + (D
wobei
r = ein Koeffizient ist, der von dem Reflexionsfaktor eines Gegenstandes, den Kenndaten
der Mischstufe u. ä. abhängt;
mc = 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;
T = gleich das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt, zu dem eine Welle ausgesendet wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die reflektierte Welle empfangen wird;
mf = der Frequenzmodulationsindex;
U)n, = die Kreisfrequenz der modulierten Welle;
J2n= 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(mr) cos ü)c At,
mf = 2 π A
60
cos
(u>mt + ^
<»c<4t,
- 2 rJ2 (mr) cos (2 ωη t + <om A t) cos <oc Λ t,
mr — 2mf sm -~—,
(2) Wenn sich ein Gegenstand mit einer konstanten
Relativgeschwindigkeit ν bezüglich eines Fahrzeugs
i ¥
<Γ
bewegt, werden die ersten beiden Glieder
rJ0 (mr) cos (D0 11
und
und
- 2 rJt (mr) cos f «jm t + ^—J sin W1. I;
rJ0 (mr) cos »υ,, ί
2 TJ1 (mr) cos (tomf + ~z—J sin o>d l,
(Oj die Dopplerkreisfrequenz ist; -^- oir
(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(mr^2J\(mr),
das eine Funktion von mr ist, d. h. des Abstandes zu dem
Gegenstand, wie in F i g. 4 dargestellt.
Bei demselben Intensitätsverhältnis kann mr zwei
Werte haben. Wenn beispielsweise das Intensitätsverhältnis ν ist, hat mr 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 mr so angenommen
werden, als befände er sich auf Grund von mr 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 rjofmr) 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
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
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
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)
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.
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 |
---|---|
DE2317385A1 DE2317385A1 (de) | 1973-10-18 |
DE2317385B2 true DE2317385B2 (de) | 1976-12-09 |
DE2317385C3 DE2317385C3 (de) | 1977-07-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19647660A1 (de) * | 1996-11-19 | 1998-05-20 | Daimler Benz Ag | Auslösevorrichtung für Insassenrückhaltesysteme in einem Fahrzeug |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19647660A1 (de) * | 1996-11-19 | 1998-05-20 | Daimler Benz Ag | Auslösevorrichtung für Insassenrückhaltesysteme in einem Fahrzeug |
DE19647660B4 (de) * | 1996-11-19 | 2005-09-01 | Daimlerchrysler Ag | Auslösevorrichtung für Insassenrückhaltesysteme in einem Fahrzeug |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5227889B2 (de) | 1977-07-22 |
AU5421473A (en) | 1974-10-10 |
DE2317385A1 (de) | 1973-10-18 |
US3860923A (en) | 1975-01-14 |
AU458470B2 (en) | 1975-02-27 |
JPS48100822A (de) | 1973-12-19 |
CA1007733A (en) | 1977-03-29 |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
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