DE1524630B2 - Fahrzeugdetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugdetektor mit einem Schwingkreis, der eine induktive Schleife zum Anzeigen eines Fahrzeugs enthält, einem an den Schwingkreis angeschlossenen Oszillator und eine Auswertschaltung, die bei Belastung der induktiven Schleife durch ein Fahrzeug ein Signal abgibt.

Bekanntgeworden ist ein Fahrzeugdetektor, bei dem die Induktionsschleife als Teil eines abgestimmten bzw. abstimmbaren Kreises geschaltet ist, der die Frequenz eines Oszillators steuert. Die Schleife erzeugt ein Magnetfeldmuster in einem Bereich über der Schleife, und wenn eine Metallmasse in das magnetische Feld der Schleife bewegt wird, ändert sich deren induktiver Wert, wodurch die Frequenz des Oszillators entsprechend verändert wird. Die Veränderung der Oszillatorfrequenz wird abgefühlt, um ein Ausgangssignal, beispielsweise zur Betätigung eines Alarmstromkreises, zu erzeugen (US-PS 31 64 802).

Bekanntgeworden ist weiterhin ein fahrzeugdetektor mit einer Abfühlspule aus mehreren Windungen von isoliertem Draht, deren Durchmesser relativ groß ist. Die Spule ist vollkommen in die Straße eingebettet.

Wenn ein Fahrzeug über die Abfühlspule fährt, ändert sich der Scheinwiderstand der Spule, wodurch eine Phasenverschiebung zwischen den Ausgangsstromkreisen eines Oszillators erzeugt wird. Die Phasenverschiebung wird abgefühlt und zur Anzeige des Fahrzeugs ausgewertet (US-PS 29 43 306).

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten und wirtschaftlicheren Fahrzeugdetektor zu schaffen, der sich einfacher als die bekannten Detektoren und mit geringeren Kosten herstellen läßt. Alle Komponenten des neuen Fahrzeugdetektors sollten darüber hinaus nur einen geringen Raum einnehmen und ohne Schwierigkeiten erhältlich sein.

Es wurde gefunden, daß sich die Aufgabe in einfacher Weise dadurch lösen läßt, daß der Schwingkreis mit der induktiven Schleife und der Oszillator über einen Widerstand in Reihe geschaltet sind, an welchem die Auswertschaltung einen Spannungswechsel anzeigt.

Bei der Ausführung des Fahrzeugdetektors ist die induktive Schleife als Bestandteil eines Schwingungskreises vorgesehen, der an den Oszillator als Belastung angeschlossen ist. Die Anwesenheit eines Fahrzeugs wird von der induktiven Schleife dadurch abgefühlt, daß sich die Belastung des Oszillators durch Eintreten eines Fahrzeugs in das Kraftfeld der induktiven Schleife ändert. Dabei empfängt die induktive Schleife Leistung vom Oszillator und überträgt diese durch induktive Kopplung auf ein Fahrzeug, das über die Schleife fahren kann. Dieser Wechsel im Leistungspegel des Oszillators wird abgeführt und in ein Signal zur Anzeige der Gegenwart des Fahrzeugs umgeformt.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Oszillator einstellbar und seine Frequenz entspricht annähernd der Frequenz, bei der der Schwingkreis mit der induktiven Schleife in Abwesenheit eines Fahrzeugs auf Resonanzfrequenz abgestimmt ist. Hierdurch ist die Impedanz des Schwingkreises mit der induktiven Schleife auf ein Maximum

abstimmbar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen entnehmen, die sich auf die Zeichnung bezieht. Es zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild des Fahrzeugdetektors,

F i g. 2 ein vollständiges Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 3 eine abgewandelte Teilschaltung,

F i g. 4 eine weitere abgewandelte Teilschaltung, F i g. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel und

F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Kurz zusammengefaßt und mit Bezugnahme auf die F i g. 1 wird ein Signal von einem Oszillator 11 an einen Schwingkreis 12 übertragen, der eine induktive Schleife 13 enthält. Diese kann, da sie Energie vom Oszillator aufnimmt, als Primärwicklung eines Transformators angesehen werden, für den ein Fahrzeug 14, das über die induktive Schleife 13 fährt, als kurzgeschlossene Windung einer Sekundärwicklung wirkt. Das Signal, das der induktiven Schleife 13 eingeprägt wird, wird in einem Verstäiker 15 verstärkt und durch einen Stromkreis 16 gleichgerichtet, um ein Gleichspannungspotential auf einer Leitung 17 zu erhalten, welches der Amplitude des Oszillatorsignals entspricht, welches vom Schwingkreis 12 beeinflußt worden ist. Wenn der Signalpegel, der am Punkt 17 erscheint, unter einen vor- ^, her festgelegten Schwellwert absinkt, erzeugt ein Verstärker 18 ein Ausgangssignal auf einer Leitung 19. Bei gewissen Anwendungen der Erfindung kann dieses direkt einen nachgeschalteten Stromkreis, beispielsweise eine Anordnung zur Verkehrsregelung, steuern. Wenn jedoch direkte Schaltfunktionen bevorzugt werden, läßt sich eine weitere Verstärkerstufe 20 zuschalten, die ein Ausgangsrelais 21 betreibt, das Schaltungen über Ausgangsklemmen 22 auslöst.

Wie die Fig.2 erkennen läßt, kann der Stromkreis 11 ein abgestimmter Kollektor-Oszillator mit einem einzigen Transistor 23 sein. Die Basiselektrode des Transistors wird durch ein Paar Spannungsteilerwiderstände 24 und 25 vorgespannt, die zwischen einem negativen Pol —fund Masse einer Spannungsquelle angeordnet sind. Die Kollektorelektrode ist über einen Schwingkreis der eine veränderliche Induktivität 26 und ein Paar in Reihe geschalteter Kondensatoren 27_ und 28 enthält, an den negativen Pol - E einer Spannungsquelle angeschlossen..Der Halbrerungspunkt der Verbindung zwischen den Kondensatoren 27 und 28 liegt an der Emitterelektrode des Transistors 23 an, um eine positive Rückkopplung zum Aufrechterhalten der Schwingung sicherzustellen. Der Schwingkreis 26 bis 28 bildet ein die Frequenz bestimmendes Netzwerk oder einen Oszillatorschwingkreis für den Oszillator H₁ dessen Frequenz sich durch Veränderung der Induktivität des Schaltungselementes 26 einstellen läßt.

Signale vom Oszillator 11 gelangen über eine Widerstandsanordnung 30 an den ersten Schwingkreis 32, der eine induktive Schleife 13 und einen Kondensator 31 einschließt. Wenn der Oszillator 11 ungefähr auf Resonanzfrequenz des ersten Schwingkreises 12 abgestimmt ist, besteht eine maximale Impedanz zwischen einem Punkt 32 und dem Massebezugspotential. Unter diesen normalen Arbeitsbedingungen ist die Amplitude des Oszillatorsignals, das am Schwingkreis 12 erscheint, ein "Maximum.

Wenn hingegen die Metallmasse eines Motorfahrzeugs 14 od. dgl. über die Induktionsschleife 13 bewegt wird, wechselt der Stromkreis 12 seinen Resonanzscheinwiderstand und der effektive Scheinwiderstand gegenüber Masse, der sich dem Oszillatorsignal darbietet, wird kleiner.

Unter dieser Arbeitsbedingung außerhalb der Abstimmung wird der Resonanzstromkreis 12 stärkere Ströme vom Oszillator 11 abziehen, so daß sich ein wesentlicher Spannungsabfall am Kopplungswiderstand 30 ergibt, infolgedessen sich die Amplitude des Signals, welches am Punkt 32 erscheint, absenkt. Dabei gelangt die Leistung, die vom Oszillator 11 an den Schwingkreis abgeführt wird, in effektiv kurzgeschlossene Windungen, die das Fahrzeug 14 bildet. Daher veranlaßt ein Fahrzeug 14, das sich in der Nähe der induktiven Schleife 13 bewegt, ein Ansteigen der Belastung des Oszillators 11 sowohl durch Verstimmung des Resonanzstromkreises 12 als auch durch Vernichten von Leistung über die induktive Schleife.

Der Widerstand 30 und der Amplitudenabfühlstromkreis mit dem Verstärker 15 und dem Gleichrichter 16 bilden eine Schaltungsanordnung zum Abfühlen der Leistung, die vom Oszillator 11 an den Schwingkreis 12 abgegeben wird. Der Widerstand 30 und der Schwingkreis 12 können als Spannungsteilernetzwerk angesehen werden, wenn die Signalamplitude am Schwingkreis 12 am größten ist, und wenn der Resonanzscheinwiderstand des Schwingkreises 12 im wesentlichen durch die Frequenz des Oszilfators 11 angeglichen ist. In diesem Zustand stellt der Schwingkreis 12 für das Oszillatorsignal einen hohen Scheinwiderstand dar. Durch den Widerstand 30 fließt nur ein geringer Strom, der auch nur einen geringen Spannungsabfall an diesem Widerstand verursacht.

Wenn dagegen ein Fahrzeug über die Schleife 13 fährt, wird Leistung von dieser im Fahrzeug vernichtet. Der Schwingkreis 12 wird verstimmt bzw. außer Resonanz gebracht und bildet einen Strompfad mit niedrigem Scheinwiderstand zum Bezugspotential. Daher wird bei Anwesenheit eines Fahrzeugs 14 ein viel größerer Strom vom Oszillator 11 durch den Widerstand 30 fließen, so daß der Spannungsabfall an ihm ansteigt. Hierdurch sinkt die Amplitude des Signals, das am Punkt 32 erscheint, ab. Der jeweilige Spannungsabfall am Widerstand 30 und am Schwingkreis 12 ist daher ein Maß für die Leistung, die vom Oszillator 11 in den Schwingkreis 12 überführt wird. Der angeschlossene Auswertstromkreis fühlt nach Maßgabe der Signalamplitude die Leistung ab, die der Oszillator 11 abgibt.

Das Oszillatorsignal, das am Punkt.32 erscheint, gelangt über einen Kopplungskohdensator 34 und einen Widerstand 35 an den Verstärker 15. Dieser enthält einen ersten Transistor 36, dessen Basiselektrode das Oszillatorsignal empfängt und dessen Emitterelektrode durch ein Paar Spannungsteilerwiderstände 37 und 38 vorgespannt wird. Die Kollektorelektrode ist über einen Belastungswiderstand 39 an negatives Bezugspotential angeschlossen und direkt mit der Basiselektrode eines zweiten Transistors 40 verbunden, der als Emitterfolger geschaltet ist. Seine Kollektorelektrode liegt direkt am negativen Bezugspotential -ZT an, wohingegen die Emitterelektrode über Widerstände 41 und 42 mit Massebezugspotential in Verbindung steht. Ein Widerstand 43 wirkt als negative Rückkopplung zum Stabilisieren des Verstärkers 15.

Das verstärkte Signal gelangt über einen Kopplungskondensator 45 an einen Spannungsverdoppler- oder Gleichrichterstromkreis 16, der zwischen dem Kondensator 45 und Massebezugspotential eine erste Diode 46

und eine zweite Diode 47 enthält, die das gleichgerichtete Signal an einen Integrierkondensator 48 abgibt, der das gleichgerichtete Potential am Leitungspunkt 17 speichert. Ein hochohmiger Widerstand 49 liegt parallel zum Kondensator 48 und bildet einen zeitkonstanten Entladungsweg.

Der Differentialverstärker 18 enthält einen ersten Transistor 51, dessen Basiselektrode an das gleichgerichtete Potential der Leitung 17 angeschlossen ist, und dessen Kollektorelektrode direkt am negativen Bezugspotential — E anliegt. Ein einziger Belastungswiderstand 52 ist an die Emitterelektrode des ersten Transistors 51, aber auch an die Emitterelektrode eines zweiten Transistors 53 angeschlossen, dessen Basiselektrode an einem Bezugspunkt eines Spannungsteilers aus den Widerständen 54 und 55 anliegt, die zwischen dem negativen Pol — E einer Spannungsquelle und dem Massebezugspotential geschaltet sind.

Normalerweise ist der Transistor 51 leitend, so daß das Potential der Emitterelektroden im wesentlichen das Gleiche ist, wie das negative Potential am Punkt 17. Daher befindet sich der zweite Transistor 53 im nichtleitenden Zustand.

Wenn das gleichgerichtete Potential an Punkt 17 unter einen Schwellwert absinkt, wird der Transistor 51 weniger leitend, woraufhin der Transistor 53 leitend wird und ein Ausgangssignal auf der Leitung 19 erzeugt. Die Kollektorelektrode des Transistors 53- ist über einen Belastungswiderstand 57 und ein^n Fiflerkondensator 58 an das negative Bezugspotential — E angeschlossen.

Das Signal auf Leitung 19 kann, wie bereits erwähnt, direkt durch nachfolgende nicht gezeigte Stromkreise ausgewertet werden. Gleichwohl mag es erwünscht sein, an Stelle von Ausgangspotentialen Ausgangsschaltfunktionen zu verwenden. Für diesen Fall ist an die Leitung 19 die Basiselektrode eines Verstärkertransistors 59 angeschlossen, dessen Emitterelektrode direkt mit dem negativen Pol — E einer Spannungsquelle in Verbindung steht. Die Kollektorelektrode liegt über die Wicklung eines Relais 21 an Bezugspotential an. Das Relais trägt Schaltkontakte, die an die Ausgangsklemmen 22 angeschlossen sind.

Wie bereits weiter oben angedeutet worden ist, wird die Frequenz des Oszillators 11 durch Abstimmung seines Schwingkreises 26 bis 28 eingestellt. Der Schwingkreis 12 hat ebenfalls eine Resonanzfrequenz, die durch die Werte der induktiven Spule_13 und der Kapazität 31 vorgegeben ist. Wenn der Fahrzeugdetektor, ohne daß sich ein Fahrzeug in der Nähe der induktiven Spule 13 aufhält, im Abstimmungszustand ist, sind die Scheinwiderstände des Schwingkreises 26 bis 28 und des Schwingkreises 12 nahezu gleich. Die beiden Resonanzstromkreise sind nicht unabhängig voneinander und ein Wechsel in der Abstimmung des einen von beiden verursacht eine Beeinflussung der Arbeitsweise des Oszillators 11. Dieser Oszillatorstromkreis kann angesehen werden als ein abgestimmter Kollektor-Emitteroszillator, da sowohl die Emitter- als auch die Kollektorelektrode des Transistors 23 an je einem Schwingkreis angeschlossen ist.

Eine Zwischenverbindung der Schwingkreise kann weiterhin erwünscht sein, weil der Kondensator 31 und die Spule 13 an den Kondensator 27 angeschlossen sind. Der Punkt 32 stellt eine Klemme des Schwingkreises 12 dar, die über den Widerstand 30 an eine Klemme des Kondensators 27 angeschlossen ist. Die an Massepotential angeschlossene Klemme des Schwingkreises 12 ist über den Netzanschluß mit der Gegenklemme des Kondensators 27 verbunden. Daher ist der Schwingkreis 12 nicht vollständig vom Schwingkreis 26 bis 28 des Oszillators 11 isoliert. Die Zwischenkopplung zwischen den beiden Schwingkreisen hat sich nicht als schädlich für die Arbeitsweise eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdetektors erwiesen.

F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ankopplung des Schwingkreises 12 an den Oszillator 11. Zwei in Reihe geschaltete Widerstände 30a und 306 ersetzen den einzigen Widerstand 30 der F i g. 1 und 2. Diese Anordnung sieht einen Verbindungspunkt 61 vor, an den der Verstärker 15 und die daran anschließende Stromkreisanordnung nach F i g. 2 angekoppelt ist. Es wurde experimentell ermittelt, daß durch die Anwendung von Spannungsteilerwiderständen 30a und 306 eine verbesserte Empfindlichkeit entsteht, weil der Verstärker 15 an ein Oszillatorsignal mit leicht verstärkter bzw. vergrößerter Amplitude angekoppelt wird.

In F i g. 4 sind die Anordnungen des Schwingkreises 12 und des Widerstandes 30 unterschiedlich zu denen, die in den F i g. 1 und 2 gezeigt sind. Der Schwingkreis 12 kann entweder direkt oder über einen niederohmigen Widerstand 62 an den Oszillator 11 angekoppelt werden. Ein Hauptwiderstand 30c wird zwischen den Resonanzstromkreis und das Massebezugspotential geschaltet. Dadurch entsteht ein Punkt 63, an den der Auswertstromkreis 15, 16. und 18 angeschlossen wird, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. In der Anordnung nach F i g. 4 kann die Amplitude des Signals, das am Punkt 63 erscheint, gegenüber den Stromkreisen nach den F i g. 1 und 2 eine veränderte Polarität aufweisen, da die Spannungsteileranordnung zwischen dem Widerstand und dem Schwingkreis 12 abgewandelt ist.

F i g. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Fahrzeugdetektors, das gewisse Variationen des oben erläuterten Stromkreises erkennen läßt. Wie in einer Anordnung nach F i g. 3 werden Signale eines Oszillators 11 über Kopplungswiderstände 30a und 306 an einen Schwingkreis 12 abgegeben, der eine induktive Spule 13 enthält. Dieser Stromkreis unterscheidet sich etwas von den zuvor beschriebenen Resonanzstromkreisen, weil ein Hauptkondensator 65 und ein Temperaturkompensationskondensator 66 vorgesehen sind, die beide parallel zur induktiven Schleife 13 liegen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist der Hauptkondensator 65 mit Polystyrol-Elektrolyt hergestellt, das eine negative Temperatur-Charakteristik aufweist. Der Kondensator 65 hatte einen Wert von 0,12 mfd. Der-Kondensator 66 ist wesentlich kleiner und hat eine Kapazität von 0,018 mfd. Er ist mit Mylar-Elektrolyt hergestellt. Der Polystyrol-Kondensator 65 weist eine annähernd konstante Kapazität in einem'Temperaturbereich von —8 bis 138°C auf. Andererseits besitzt der Mylar-Kondensator einen derartigen Temperaturkoeffizienten, daß sich seine Kapazität vergrößert, wenn die Temperatur ansteigt. Es wurde experimentell gefunden, daß ein Mylar-Kondensator, der nach F i g. 5 geschaltet ist, den Oszillator 11 und den Stromkreis mit der induktiven Schleife 13 für den vollen Temperaturbereich stabilisiert, auf denen die Anordnung abgestimmt werden kann.

Es soll erwähnt werden, daß der erfindungsgemäße Fahrzeugdetektor auch in Verbindung mit anderen Verkehrssteuervorrichtungen Verwendung finden kann, die das Schalten von Verkehrsampeln auf Hauptstraßenabschnitten steuern. Der Fahrzeugdetektor wird in einem Steuergehäuse an einem Straßenab-

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schnitt installiert und elektrisch mit einer induktiven Schleife verbunden, die im Asphalt oder Zement eingebettet ist, der dem Straßenbelag als Unterlage dient.

Fahrzeugdetektoren sind einem weiten Bereich von Temperaturen unterworfen. Zum Beispiel ist ein Fahrzeugdetektor, der in einer nördlich gelegenen Stadt mit kaltem Klima installiert werden soll an Wintertemperaturen bis zu -28⁰C angepaßt. Ein kleines Heizelement kann die Anordnung auf -8⁰C aufheizen. Andererseits lassen sich andere Detektoranordnungen in wärmeren Gegenden installieren, in denen die Sommertemperaturen bekanntlich bis zu 78° C ansteigen können.

Es muß auch die Tatsache in Rechnung gestellt werden, daß die Detektoren in einem metallenen Steuergehäuse installiert werden, auf das die Sonnenstrahlen direkt einwirken, wodurch die Temperaturen in dem Gehäuse nur infolge der Sonnen- und Sommertemperaturen auf 133° C ansteigen können. Da der Detektor und andere Steuereinrichtungen im Gehäuse Leistung verbrauchen, können die Temperaturen innerhalb des Steuergehäuses und innerhalb des Gehäuses für den Detektor noch zusätzlich ansteigen.

Bei extremen Verhältnissen können im Gehäuse ein Gebläse oder ein Kühllüfter verwendet werden. Es muß jedoch sichergestellt sein, daß die Detektoreinheit ständig über den gesamten Temperaturbereich zwischen — 8° und +138⁰C mit einem Minimum an Abweichung und Instabilität arbeitet. Die Verwendung des_ Mylar-Kondensators 66 in Kombination mit dem. Poly*— styrol-Kondensator 65 ergibt die verbesserte Temperaturstabilität, die von einem Fahrzeugdetektor verlangt wird.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 enthält einen abgewandelten Verstärker 15', in welchem die Verstärkung durch einen ersten Transistor 36 bewirkt wird, an den ein Emitterfolgetransistor 40 angeschlossen ist. Die Basiselektrode des Transistors 36 liegt über einen Widerstand 67 am negativen Bezugspotential - E an, und die Emitterelektrode ist über einen Widerstand 68 mit dem Massepotential verbunden. Wie im Verstärker 15, (F i g. 2) ist auch im Verstärker 15' ein Widerstand 43 vorgesehen, der zur Stabilisierung eine negative Rückkopplung erzeugt.

In der Anordnung nach F i g. 5 ist der Diodengleichrichter durch einen abgewandelten Verstärker 18' ersetzt worden, der einen ersten Transistor 5Γ und einen zweiten Transistor 53 enthält. Der Transistor 5Γ nimmt das verstärkte Oszillatorsignal über einen Kopplungskondensator 45 auf. Der Transistor" 51' wirkt auf die Wechselstromwelle als Gleichrichter oder Spitzendetektor. Ein Kondensator 70 ist vorgesehen, um das gleichgerichtete Signal als Gleichspannungswert zu speichern.

Die Emitterelektroden der Transistoren 51' und 53 sind über einen einzigen Emitterwiderstand 52' an Massebezugspotential angeschlossen. Die Leitung des Transistors 53 wird daher durch eine korrespondierende Leitung des Transistors 51' gesteuert, da beide Transistoren den einzigen Emitterwiderstand 52' gemeinsam verwenden.

Der Transistor 5Γ ist während eines Teiles jeder Schwingungsperiode des Wechselstromsignals leitend, um seinen Spitzenwert an den Speicherkondensator 70 durchzulassen; der Transistor 52' ist für einen Teil derselben Schwingungsperiode nichtleitend. Sowohl der Kondensator 70 als auch der Kondensator 58 dienen dazu, das Hochfrequenzsignal des Oszillators 11 auszufiltern, so daß auf der Leitung 19 ein GleichspannungsODU

pegel als Ausgangssignal erscheint.

Zwei weitere Transistoren 72 und 73 sind als Darlington-Verstärker angeschlossen und betreiben ein Relais 21, ohne daß dadurch der Verstärker 18' unzulässig belastet wird. Der erste Transistor 72 des Darlington-Verstärkers hat eine Basiselektrode, die direkt an die Leitung 19 angeschlossen ist und eine Kollektorelektrode, die über einen Widerstand 74 an Massebezugspotential anliegt. Die Basiselektrode des zweiten Transistors 73 ist direkt an die Emitterelektrode des ersten Transistors 72 angeschlossen, um eine Leistungsverstärkung für das Relais 21 hervorzurufen.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 6 zeigt eine sehr vereinfachte Ausführung des beschriebenen Fahrzeugdetektors. Selbst wenn die Anordnung nach F i g. 6 nicht die Stabilität haben kann wie eine Anordnung nach den F i g. 2 und 5, lassen sich doch zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten finden, in denen der vereinfachte Fahrzeugdetektor nach F i g. 6 mit großem Vorteil eingesetzt werden kann.

In der Anordnung nach Fig.6 ist der Oszillator 11, ähnlich wie in den Anordnungen nach den F i g. 3 und 5 an den Schwingkreis 12 mit der induktiven Schleife 13 angekoppelt. Der Schwingkreis 12 kann mit einem Haupt-Polystyrol-Kondensator 65 und einem Temperaturkompensations-Mylar-Kondensator 66 ausgerüstet sein. Im Stromkreis nach der F i g. 6 fallen die Verstärker 15, 15' fort und der Gleichrichterverstärker 18' ist über den Kondensator 34 an den Oszillator 11 und den Schwingkreis 12 angeschlossen. Die Basiselektrode des ersten Transistors 51' wird durch einen Spannungsteiler mit den Widerständen 76 und 77 an Vorspannung gelegt. Wie in der Anordnung nach F i g. 5 ist der Differentialgleichrichterverstärker 18' mit einem ersten Transistor 51 versehen, der als Spitzendetektor geschaltet und an einen zweiten Transistor 53 angeschlossen ist, der den Gleichstrompegel verstärkt. Ein Ausgangssignal erscheint auf der Leitung 19, die an die Basiselektrode eines Relais-Treibertransistors 59 angeschlossen ist. .

In jeder Ausführungsform der Erfindung ist der Schwingkreis 12 mit entsprechenden Widerständen oder Scheinwiderstandselementen gekoppelt, um den Oszillator 11 zu belasten. Die Widerstände bilden zusammen mit dem daran angeschlossenen Signalverstärker- und Auswertstromkreis eine Schaltanordnung zum Abfühlen der Leistung, die vom Oszillator an den Stromkreis mit der induktiven Spule 13 abgegeben wird. In jedem Fall wird ein Wechsel im Leistungsübergang zum Stromkreis mit der .induktiven Schleife verwendet, um die Gegenwart eines Fahrzeugs 14 anzuzeigen.

Der Fahrzeugdetektor nach der Erfindung kommt beim Service mit einem Minimum an Abstimmung aus, wobei Eichungen nicht erforderlich sind. Zu Beginn wird die Einheit mit der Schleife und dem Netzteil verbunden, wobei das veränderliche Induktanzglied 26 auf einen maximalen Wert eingestellt wird. Der Detektor wird dadurch in einem Zustand erregt, der stark verstimmt ist; das Ausgangsrelais 21 schaltet in eine Lage, die normalerweise nur durch die Anwesenheit eines Fahrzeugs hervorgerufen wird. Eine sichtbare Anzeige dieses Zustandes kann durch eine nicht dargestellte Anzeigelampe erfolgen, die über die Kontakte des Relais 21 an einen Netzteil angeschlossen wird.

Um die Anordnung abzustimmen, wird der Induktor 26 graduell verstellt, wodurch die Induktanz herabgesetzt und die Frequenz der erzeugten Schwingung so

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lange erhöht wird, bis das Ausgangsrelais 21 in seine normale Schaltstellung zurückkehrt, wobei sich kein Fahrzeug in der Nähe der induktiven Spule 13 befindet, das die daran gekoppelte Indikatorlampe zum Verlöschen bringt.

Die Empfindlichkeit der Stromkreisanordnung wird bestimmt durch die Nähe, mit der der Induktor 26 an den Arbeitsschwellwert des Relais 21 angepaßt wird. Wenn die Anordnung nahe am Schwellwert abgestimmt wird, erreicht sie ein Maximum an Empfindlichkeit. Wenn der Induktor 26 hingegen auf einen Punkt eingestellt wird, der etwas vom Schwellwert des Relais entfernt liegt, erhält die Anordnung eine geringere Empfindlichkeit und eine größere Stabilität.

Diese Abstimmung des Detektors ist wesentlich einfacher als die Abstimmung anderer Detektoren mit induktiver Schleife. Der erfindungsgemäße Detektor kann durch einen einzigen, an den veränderlichen Induktor 26 angeschlossenen Steuerknopf abgestimmt werden. Der Grad der Empfindlichkeit wird nur durch Einstellung des Induktors 26 bestimmt, die (in Abwesenheit eines Fahrzeugs) mit dem Schwellwert des Relais 21 abgeglichen wird. Wird eine hohe Empfindlichkeit gewünscht, um sicherzustellen, daß das Relais schaltet, wenn geringe Fahrzeugmassen, wie beispielsweise Motorräder, über die Schleife fahren, kann die Induktivität 26 nahe an den Schwellwert eingestellt werden. Wenn im Gegensatz dazu in einem großen Bereich Systemstabilität gewünscht wird, muß die In^ukti-"*" vität 26 etwas vom Schwellwert entfernt eingeregelt werden.

Der Fahrzeugdetektor nach der Erfindung besitzt dadurch, daß er ausfallsicher ist, einen weiteren großen Vorteil. Eine Beschädigung der Schleife oder der Verbindung zu ihr verursacht ein Ausschalten des Relais 21. Wird der Schleifenstromkreis unterbrochen oder fällt die Verbindung zu ihm aus, setzt die Schwingung aus, oder der Oszillator schwingt mit einer Frequenz, die sich von der normalen Frequenz unterscheidet. In jedem Fall wird das Signal vom Schwingkreis 12 und vom Kondensator 31 eine wesentlich reduzierte Amplitude aufweisen, oder vollständig vernichtet sein. Der verbleibende Teil der Stromkreisanordnung wird den Abfall der Signalamplitude abfühlen und das Ausgangsrelais 21 schalten.

Wenn der Fahrzeugdetektor an eine Verkehrssteueranlage angeschlossen ist, wird ein Dauerruf an die Steueranordnung angelegt werden, so daß ein Teilstraßenabschnitt oder eine Phase des Verkehrs selbst dann grünes Licht erhalten, wenn keine Fahrzeuge in dem Verkehrsabschnitt oder der Verkehrsphase anwesend sind. Daher wird ein Fahrzeugdetektor mit einer fehlerhaften Schleife jedem Beobachter auffallen, der bemerkt, daß ein Teil eines Verkehrsabschnittes grünes Licht empfängt, obwohl kein Verkehr in ihm vorhanden ist. Diese Arbeitsweise ist zweifellos besser als jene ohne Ausfallsicherheit, wobei eine Fehlfunktion einen Streckenabschnitt daran hindert, überhaupt grünes Licht zu empfangen. Die Arbeitsweise ohne Ausfallsicherung ist gewagt, da ein Verkehrsteilnehmer nach einer unverhältnismäßig langen Wartezeit gewöhnlich versucht, einen Streckenabschnitt frei zu bekommen, auch, wenn die Verkehrsampeln in einem Zustand verbleiben, der gegen ihn gerichtet ist. Daher weisen die Fahrzeugdetektoren nach der vorliegenden Erfindung den Vorteil der Ausfallsicherheit auf, und sind daher besser als solche Anordnungen ohne Ausfallsicherung.

Ein weiterer Vorteil der Fahrzeugdetektoren nach der vorliegenden Erfindung liegt in den geringen Kosten und der einfachen Herstellung. Die Stromkreise sind einfacher als diejenigen der zur Zeit erhältlichen Detektoranordnungen. Alle Schaltelemente der erfindungsgemäßen Stromkreise haben nur geringe Größenabmessungen und sind leicht erhältlich. Daher ist die Herstellung der Detektoren nach der Erfindung äußerst wirtschaftlich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Fahrzeugdetektor mit einem Schwingkreis, der eine induktive Schleife zum Anzeigen eines Fahrzeugs enthält, einen an den Schwingkreis angeschlossenen Oszillator und eine Auswertschaltung, die bei Belastung der induktiven Schleife durch ein Fahrzeug ein Signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis (12) mit der induktiven Schleife (13) und der Oszillator (11) über einen Widerstand (30) in Reihe geschaltet sind, an welchem die Auswertschaltung (15 bis 19) einen Spannungswechsel anzeigt.

2. Fahrzeugdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (11) einstellbar ist und daß seine Frequenz annähernd der Frequenz entspricht, bei der der Schwingkreis (12) mit der induktiven Schleife (13) in Abwesenheit eines Fahrzeugs (14) auf Resonanzfrequenz abgestimmt ist.

3. Fahrzeugdetektor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (30) aus zwei in Reihe geschalteten Widerstandselementen (30a, 30/>; 62,30c) besteht.

4. Fahrzeugdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Widerstandselement (62) zwischen dem Oszillator (11) und dem Schwingkreis (12) mit der induktiven Schleife (13) und ein zweites Widerstandselement (30c) zwieehen* dem Schwingkreis (12) mit der induktiven Schleife (13) und Bezugspotential liegt.

5. Fahrzeugdetektor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (15 bis 19) an die Verbindung zwischen den in Reihe geschalteten Widerstandselementen (30a, 306) angeschlossen ist.

6. Fahrzeugdetektor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (15 bis 19) an den Verbindungspunkt (63) zwischen dem Schwingkreis (12) mit der induktiven Schleife (13) und dem zweiten Widerstandselement (30c) angeschlossen ist.

7. Fahrzeugdetektor nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (15 bis 19) einen ersten Verstärker (15), eine an diesen angeschlossene Gleichrichterschaltung (16) und eine an diese angekoppelte Stromkreisamo'rdnung (18) enthält, die das Amplitudensignal mit einem Bezugspotential vergleicht und ein Steuersignal erzeugt, wenn ein Fahrzeug über die induktive Schleife (13) fährt.

8. Fahrzeugdetektor nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung einen ersten Verstärkerstromkreis (15') enthält, an den ein Gleichrichter-Transistor (5Γ) angeschlossen ist, der seinerseits mit einem Verstärkertransistor (53) in Verbindung steht, der das gleichgerichtete Signal verstärkt und ein Ausgangssignal erzeugt.

9. Fahrzeugdetektor nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung einen an den Widerstand (30) zwischen dem Oszillator (11) und dem Schwingkreis (12) mit der induktiven Schleife (13) angeschlossenen Gleichrichter-Transistor (5Γ) und einen Verstärkertransistor (53) enthält, der das gleichgerichtete Signal verstärkt und ein Ausgangspotential erzeugt.

10. Fahrzeugdetektor nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (15 bis 19) einen zweiten Verstärker (20) und ein Schaltelement (21) enthält, durch das Schaltvorgänge auslösbar sind.