DE1774007A1

DE1774007A1 - Kontrollvorrichtung zum UEberwachen der Geschwindigkeit von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE1774007A1
Application number: DE19681774007
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Preti
Original assignee: Societe de Fabrication dInstruments de Mesure SFIM SA
Current assignee: Societe de Fabrication dInstruments de Mesure SFIM SA
Priority date: 1967-03-23
Filing date: 1968-03-20
Publication date: 1971-08-12
Also published as: NL6804156A; CH486032A; FR1523444A

Description

Societe de Fabrication d¹Instruments de Mesure S.F.I.M., S.A., 13 Avenue Marcel Ramalfo-Garnier, F 91 Massy (Frankreich)

Kontrollvorrichtung zum Überwachen der Geschwindigkeit von Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft elektronische Vorrichtungen zum Feststellen, ob ein Fahrzeug, und insbesondere ein Automobil, eine bestimmte Geschwindigkeit überschritten hat.

Es ist bekannt, die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges unter Verwendung von Radar zu messen, indem Hochfrequenzwellen gegen das Fahrzeug ausgestrahlt und die vom Fahrzeug reflektierten Wellen aufgefangen werden, wobei die Frequenz der reflektierten Wellen sich von der Frequenz der ausgesandten Wellen entsprechend dem Dopplereffekt in einer Weise unterscheiden, daß die reflektierten Wellen charakteristisch für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges sind.

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Auch ist es bekannt, die reflektierten Wellen derart zu behandeln, daß ein kontinuierlicher Strom erzeugt wird, der eine, der Frequenz der reflektierten ϊ/ellen und damit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges entsprechende Amplitude aufweist, und diesen Strom in ein Galvanometer einzuleiten, dessen Zeiger die Geschwindigkeit des Fahrzeuges anzeigt. In dieses Falle ist es beispielsweise bekannt, einen Anschlag in der Bewegun™sbahn des Zeigers an einer Stelle anzubringen, die einer bestimmten Geschwindigkeit entspricht, τ?ο-bei in dem Augenblick, in dem der Zeiger diesen Anschlag berührt, ein Signal ausgelöst wird, beispielsweise ein Alarmsignal.

Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht hauptsächlich darin, daß sie wegen der ¥erwendung elektromagnetischer Bauelemente sehr Kostspielig sind und daß sie eine verhältnismäßig lange Ansprechbzw. Reaktionszeit haben.

Bei den bekannten Ausführungen macht man allgemein einen Unterschied zwischen der Frequenz der ausgesandten und der Frequenz der reflexbierten Wellen, um ein Signal zu erhalten, welches der Geschwindigkeit des überwachten Fahrzeuges proportional ist. Diese Differenzfrqquenz wird dann in verschiedener Weise behandelt, um sie in

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eine Amplitude, eine Zeitdauer usw. umzuwandeln.

Die gemöS der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung überwindet diese Nachteile und ermöglicht es insbesondere, das überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit eines Fahrzeuges sofort nach Auffangen der ersten Perioden oder Schwingungen der reflektierenden Wellen eines Radarsignales festzustellen.

Ge^i^:'!i de-ü Kennzeichen der vorliegenden Erfindung wird die Periode der reflektierten Wellen einer auf dem Dooplereffekt basierenden Radarraesoun^ direkt mit einer Referenzperiode brw. einer Besugsüeriode verglichen, UEi eine Anzeige für das überschreiten einer bestimmten Mindestgesehwindi^Keit zu erhalten.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Feststellen, ob die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges einen bestimmten Wert überschritten hat, welche als Eingangssignal das von einem Radarsignal auf Grundlage des Dopplereffektes gelieferte elektrische Signal verwendet «4«&, dessen Frequenz charakteristisch für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist bzw. dieser Geschwindigkeit entspricht. Diese Vorrichtung besitzt Einrichtungen zum Umformen des Eingangssignales, Einrichtungen zum Erzeugen von Längenimpulsen aus dem rechteckig geformten Eingangssignal, die der zu

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messenden Frequenz des Eingangssignales entsprechen, Einrichtungen zum Erzeugen von Bezugslängenimpulsen, die einer "bestimmten Geschwindigkeit entsprechen, wobei der Anfang eines Bezugsimpulses genau mit dem Anfang eines zu messenden Impulses zusammenfällt, und Vergleichseinrichtungen , um die Länge der zu messenden Impulse mit der Länge der Bezugsimpulse zu vergleichen, wobei ein Ausgangssignal entsprechend dem bei dieser Vergleichsmessung erzielten Ergebnis entstehen kann oder nicht entsteht.

Zum besseren Verständnis dafür, wie die Erfindung praktisch ausgeführt werden kann, ist nachstehend ein bevorzugtes praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Funktionsschema der Meß- und Köntroll-.vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Formen der Wellen an verschiedenen Punkten des Funktionsschemas aus Fig. 1 und

Fig. 3 die Schaltung eines Komperators, der in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung verwendet wird.'

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Gemäß der Zeichnung tfird ein von einer nicht dargestellten, auf Grund des Dopplereffektes arbeitenden ßadareinrichtung erzeugtes elektrisches V7echselspannungssignal 1 mit der Frequenz F in einen Wandler 2 eingegeben. Der Wandler 2 liefert ein Signal 3 mit rechteckiger Schwingung in einen Frequenzhalbierer bzw. einen Frequenzzweiteiler 4. Das dadurch entstehende rechteckige Signal 5 ¹^i t der halben Frequenz des Signales 1 (Fig. 2) vird zu einem Teil in einen anderen Frequenzzweiteiler 6 eingeleitet, der ein Signal 7 Eiit äer Frequenz F/4 liefert.

Die Signale 5 und 7 werden In einen logischen Schwingkreis 8 eingegeben, welcher ein Signal liefert, das aus Impulsen besteht, deren Lange gleich der Periode des JSingangssignales 1 ist. Die Impulse werden in einem Phasenverschieber 10 um 130 phasenverschoben, so daß ein Signal 9 entsteht. Das Signal 3 wird in einen Soh.-ringkreis 11 eingegeben, der Imoulse 12 konstanter Lsnge liefert. Die Signale 9 und 12 v/erden gleichzeitig in die Eingänge E 1 und E 2 eines Komperators 13 eingegeben, der zwei Ausgange 3 1 und S 2 besitzt, an denen Signale 14 und 15 erscheinen. Das Signal 14 erscheint am Ausgang S 1 und wird in einem Integrierkreis 16 integriert. Das integrierte Signal wird in einen Auswertekreis 17 eingeleitet, welcher beispielsweise ein elektromagnetisches Helais 18 enthält.

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Der Wandler 2 Kann beisoielsweise eia Schmidt-Tripper sein, wehrend die Freiuenzteiler bistabile Kippkreise sind. Der Schwingkreis 11 zum Erzeugen der konstanten Längenimpulse kann ein raonostabiler Schwingkreis und der Komperator 15 kann entsprechend Fi^. 3 ausgebildet sein.

Der in Fig. 3 gezeigte Komperator besitzt zwei ΡίϊΡ-A Transistoren T 1 und T 2, deren Emitter 19 und 20 an Masse liegen, während ihre KolieKtoren 21 und 22 über jeweils einen .widerstand Rd und Rc2 an ein negatives Potential angeschlossen sind. Die Basis 23 des Transistors T 1 ist wit dem Kollektor 22 über einen Widerstand Rb1 verbunden, während die Basis 24 des Transistors T 2 mit dem Kollektor 21 des Transistors T 1 über einen Widerstand Rb2 verbunden ist. Die beiden Eingänge B 1 und E 2 des Komoerators 13 sind jeweils an eine Basis 23 bzw. 24- über einen Widerstand Re 1

^w bzw. Re 2 angeschlossen. Die Ausgange S 1 und S 2 des Komperators 13 sind an die Kollektoren 21 bzw. 22 der Transistoren T 1 bzw. T 2 angeschlossen.

' Ss ist ersichtlich, daß alle Verbindungen konstante, d. h. nicht unterbrechbare Verbindungen sind. Das Potential der Basis jedes der Transistoren ist vom am entsprechenden Eingang dieses Transistors liegenden Potential und vom Potential des Kollektors des jeweils anderen Transistors bestimmt,

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Die Funtetion der Vorrichtung -gemäß-Fig. 1 vird nachstehend mit Hilfe der Figuren 2 und 3 erläutert.

Das Radarsignal 1 ist ein Wechselspannungs-Signal mit der Frequenz F und entspricht der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, insbesondere eines Automobils, wie dies allgemein bekannt ist. Der Schmidt-Trigger 2 wandelt das Signal 1 in ein rechteckiges Signal 3 mit der Frequenz F um. Die Signale 5 und 7 sind rechteckige Signale mit der Frequenz F/2 "bzw. F/4.

Es ist leicht erkennbar, daß man - wenn man gleichzeitig die Signale 5 und 7 an die Eingänge eines logischen Schwin5kreises 8 anlegt, welcher eine ET-Torschaltung sein kann, die das Ausgangssignal dieser Schaltung um 180 phasenverschiebt - das in ausgezogener Linie gezeigte Signal 9 mit der Frequenz F/4- erhält. Die Länge der Impulse 9 ist gleich der Periode Tm des zu messenden Signales und ist dementsprechend charakteristisch für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Das vordere Ende bzw. der Beginn der Impulse 9 löst den monostabilen Multivibrator 11 aus, welcher ein Signal 12 mit derselben Frequenz (FA) wie das Signal 9 liefert, dessen Impulse eine konstante Länge besitzen, die von der Charakteristik des monostabilen Multivibrators 11 bestimmt wird. In analoger Weise zum Signal 9 kann man sagen, daß die Länge Tr der Impulse 12 einer konstanten

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■bestimmten Geschwindigkeit, nämlich, der sogenannten Bezugsgeschwindigkeit entspricht.

Der Komparator 13 ist vorgesehen, um' festzustellen, ob die Länge Tm der Impulse 9 größer oder kleiner,als die Länge Tr der Impulse 12 ist, d. h. ob die Geschwindigkeit des Fahrzeuges kleiner oder größer als die Bezugsgeschwindigkeit ist*

Bs sei unterstellt, daß die Länge Tm geringer als die Länge tr bei den in vollen Linien dargestellten Schwingungen oder Wellen 9» 14· und 15 ist.. Der Ausgangspunkt der Zeit t fällt dabei mit dem Beginn des vom Fahrzeug reflektierten Dopplersignals zusammen. Die an den Bin- , gangen E 1 und E 2 angelegten Spannungen sind beide negativ; einer der beiden Transistoren T 1 oder T 2 wirkt als Leiter. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Transistor T 2 der Leiter. Dabei liegt am Ausgang S ein Potential, welches dem Massenpotential oder negativen Potential in der Weise ähnlich ist, daß die Brückenverbindung zwischen den Widerständen Rb 1 und Ee 1 an der Basis 23 des Transistors T 1 ein negatives Potential erzeugt, welches nicht ausreicht, um den Transistor leitend zu machen. Dementsprechend ist der Transistor T 1 blockiert. Am Ausgang S 1 erscheint daher ein negatives Potential, ebenso wie am Eingang E 1, so daß der Transistor T 2 weiterhin leitend bleibt.

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Kach Ablauf der Zeit t^ sind die Potentiale an den Eingängen E 1 und E 2 auf einen '/ert nahe dem negativen Massenwert gebracht worden, //obei der Transistor T 1 blockeiert bleibt, während der Transistor T 2 blockiert wird.

Kach Ablauf der Zeit tp = t^ + Tm ist das am Eingang E 1 liejseBde Potential wiederum negativ. Da sich an der Aus^an',sKlem-üe S 2 ebenfalls ein nenatives ^ouencial befindet, ist das Potential der Basis 25 des Τ?:\η -.-le tor-ε T 1 /emi^end neviCiv, un den Tonnsistor T 1 leitend zu machen. Der Transistor T bleibt vTeiuerhin OLoafcierb, /eil das Potential S 2 in der GrnRenord^un"· des M'.iS3en.pofcenci-ils nlüibt. Deraent:rprec^l.end bleibt nnch ins Pocenti'il des Aus^än^es S 1 im Bereich des Massemotentials, wodurch, der Transistor T 2 ebenfalls biociriert bleibt.

Im Zeitpunkt t, wird das Potential am Ein-ran^ E 2 ne-■'rn.biv, ,jedoch bleibt der Tcnnsistor T 2 bLockiert, weil seine Bö.sis 24 nicht απ ν. reichend ne^ubiv ^e^enaber dem in der K-^:;he des Maß.- en;-otent;ials liegenden Potential de c 'Aus i'j-j.n ^Gklemne 3 1 oolarisierb ist»

In analoger Voi^o wird der Transistor T 1 κum Zeitpunkt b_f fcioiKiert, Wilhrnnd der Transistor T 2 weiterhin blo'ikriert bleibt.

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Daraus ist zu erkennen, da¹:, das Potential der Aus-, gangsklemme S 2 Konstant negativ bleibt, wenn die Strecke Tm kleiner als die Strecke Tr ist; deaientsprechend erscheint ein asymmetrisches Signal 14- am Ausgang S 1. Die Integration des Signals 14- im. Inbegrierkreis 16 liefert einen Stro:i, welcher zum Erzeugen einer Anzeige oder eines Alarms /er./endet werden kann. In der Zeichnung ist schematisch ein elektromagnetisches Relais 18 dargestellt, welches von einem solchen Strom betätigt werden rcann. Der von diesem Relais gesteuerte Schwingkreis Kann der auf das überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit ansprechende Anzeiger oder Alarmgeber sein. Man .Kann eventuell auch, ein "Integrator-Relais" an den Ausgang S 2 anlegen. Wenn das Relais dieser letztgenannten Anordnung keine Imoulse empfangt, kann man davon ausgehen, daß . die Vergleichs- oder Bezugsgeschwindigkeit nicht aberschritten worden ist.

'■Venn der Wert Tm jedoch großer als der Wert Tr ist, d. h. wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges über der Vergleichs- oder Bezugsgeschwindigkeit liegt, ist die Funktion der Vorrichtung analog. In diesem Falle entstehen Signale 9', 14' und 15', die in der Zeichnung in unterbrochenen Linien dargestellt sind. Das an der Ausgangsklemme S 1 erscheinende Signal 15' ist ein konstantes Signal, wobei kein Strom durch das Relais

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18 fließt, so daß die Anzeige- oder Alarmvorrichtung; nicht erregt wird. Vielmehr kann man, wenn man die Aus-^angsklemme S 2 an ein "Integrator-Relais" angeschlossen hat, dort ein Signal feststellen, welches anzeigt, daß die vorgegebene Geschwindigkeit nicht überschritten ist.

Zahlreiche Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtung sind denkbar. Insbesondere ist der Phasenverschieber 10 nicht unbedingt notwendig.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

Λ I Vorrichtung zum Kontrollieren, ob ein Fahrzeug oder dgl. eine bestimmte Geschwindigkeit überschritten hat, welche als Eingangssignal ein auf Grund des Doppler-Effestes erzeugtes elektrisches Radarsignal verwendet, dessen Periode oder Schwingzeit für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges charakteristisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß - sie Einrichtungen zum Erzeugen eines periodischen

Vergleichssignals und Einrichtungen zum direkten Vergleichen der Periode bzv. Sohwi'ngzeit des Eingangssignales und des Vergleichssignales aufweist, wobei entsprechend dem Vergleichswert ein ein mögliches überschreiten der vorgegebenen Geschwindigkeit anzeigendes Signal erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Ansoruch 1, dadurch g e fe kennzeichnet, daß sie einen Wandler

(2) zum Erzeugen einer Impulsfolge aus dem Eingangssignal (1) aufweist, wobei die Länge eines Impulses der Periode des Eingangssignales entspricht.

3t Vorrichtung tnch 'Inaoruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da'i die Ein pich bangen zum Erzeugen eines die Periode des Vergleichssignales aufweisenden Signals ein Signal erzeugen,

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das aas einer IPolge von Impulsen besteht-, wobei die. Länge der Impulse die Vergleichsperiode bestimmt und der Anfang der Impulse mit dem Anfang der umgeformten Eingangssignale (1) übereinstimmt.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e Js: e η η ζ e i c h net , daß der T/andler (2) für das Eingangssignal (1) ein Schmidt-Trigger ist.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Erzeugen von Impulsen mit einer der zu messenden Periode entsprechenden Länge durch ζ,/ei in Serie geschalte be Frequenzteiler bzw. Fre i'ienzhalbierer (4 und o) gebildet ist, tfobei dec Ausgang jedes Frequenzteilers an je-.veils einen der beiden Eingänge einer logischen ET-TorBoh'ilbun_;g (R) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dad u roh g e kennzeichnet , daß der Ausgang der ET-

Torschaltun¹: («) an einen. 1ΊΟ⁰-Phasen ve rsohieber (10) ange;;ohionsen ist.

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7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch ζ e :< e α η. ζ eichnet, daß zum Erzeugen der eine 'iec^l-ilchslänge aufweisenden Imoulse ein monost^biler äuluivibrator (11) an den Ausbau.- des Phasenschiebers (10) angeschlossen ist.

S.- Vorrichtung nach einen oder '-ebreren'de? iinsor'Johe 1 bis 7» da d u ? ο h. " e ".; e · η ζ e i c ^ν· net, α&'ί -.ie /eV^lei^hsl^n^eni^pulse un^ die zu messenden L&nsjenii.Toalse in einem Ko:a;erator (13) miteinander verglichen .^rerdei"·, ;elche? -.-.ri einem Ausgang (32) ein "^onstantes oi-^y.l oder ein '-xsymaetrisches Signal liefert, venn die Vervleicnsimoulse sehr viel langer oder ser-r 7iel kürzer als 'iie zu messenden Impulse sind.

9. Vorrichtun'; nach Ansoruoh 3, i ad u r c' h % e kennzeichnet , da'; ar den Ausgang (S1) des Komperaoors (15) der Εϊγ·;-'\γ^ eines Inte-Trutor-Kceises (1-0 M:'';e,.chlossen ist.

10. Tor rieh tun,-; nach Ana ρ euch 9» dadurch -Te k e η η ζ e i ο :·. η e t , da:;' der Inte^rc-.toricreis (K.) an eignen Aus'-verüeJ^reis oder Anzei^;>;ek:reis (1?) ar· re3Chlosi-:er> ist.

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