DE1917606C3 - Vorrichtung zur Kollisionsverhütung bei Kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zur Kollisionsverhütung bei KraftfahrzeugenInfo
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Description
9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Steuerschaltung
(91) bei Vorliegen entsprechende; S^iv.ie die Bremse (92) des Fahrzeuges betätigbar ,si b.
gleichzeitiger Rückführung der Drosselklappe |43)
in die Schließposition.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierschaitung
(80) über zugeordnete Gatter nur dann freigegeben ist, wenn am Ausgang des Diskriminator!,
(84) ein Gleichstromsignal vorliegt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigung der Bremsen (92) dann verhinderbar ist, wenn duich
eine entsprechende Frequenzverschiebur,;; der
Dopplersignale eine Abstandsvergrößerung /\m sehen Fahrzeug und Objekt angezeigt ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung /ur Kollisionsverhütung bei Kraftfahrzeugen mit einer Mikrowellen-Sende-
und Empfangseinrichtung zur Aussendung unmodulierter Mikrowellen und zum Empfang
der von dem Objekt reflektierten Mikrowellen mit zwei Versihrkerkanälen. denen aus der Sende! mpfangscinrichtiing
stammende, in ihrer Phase um + 90" verschobene und dadurch eine Annäherung oder Entfernung
anzeigende Signale zugeführt sind, deren Frequenz der Relativgcschwindigkeit zwischen Fahl zeug
und Objekt und deren Amplitude dem Abstand /wischen beiden proportional ist mit Anordnungen /ur
Auswertung dieser Signaleigenschal'ten und mit einer
eine Anspi e, hsehwelle in Abhanpi'ken /ur absolute:,
Fahr.-OigiieschxMndigkiM! \i Mildernden Anordnung
p. solche Vorrichtung ist bekannt aus der DT-AS
17 36 030. Bei dieser bekannten Vorrichtung zur Erzeug
eines Warn- und/oder Steuersignals in einem r^hn-eue bei Überschreitung der relativen Annahe-'""sgeschwindigkeit
eines Hindernisses um emen berU
mien Wert werden einem Thyratron die sich an der
cende-Empfangs-Einrichtung ergebenden und um
90° phasenverschobenen Signale zur additiven oder
"Uiplikativen Verarbeitung zur Auslösung der ger'nschten
Steuerschritte zugeführt, wobei die Phasen- ig verschiebung dieser beiden Signale eine Annäherung
oder Entfernung angibt, die Frequenz der Signale der . . änc|ernden Relativgeschwindigkeit zwischen Fahr-Sl
ng und Hindernis proportional ist und die Amplitude Zjn Maß für den Abstand zwischen Fahrzeug und Mindornis
darstellt. Diese beiden Signale werden über getrennte Verstärkerkanäle jeweils getrennt verstärkt
«nd dann auf zwei Steuergitter des schon erwähnten Thyratrons gegeben, wobei mittels eines RC-Gliedes
■ Drehung des einen Signals um 90° vorgenommen
wird derart," daß die Vektorpfeile beider Signale in
einer Ebene liegen, und dann ein entsprechendes
purchzünden des Thyratrons bewirkt wird. Dieses verzögernde
oder schnelle Durchzünden des Thyratrons ist abhängig von der Absolutamplitude der Signale; so
ergibt sich ein Einfluß der Amplitude und damn auch des Abstandes zwischen Kraftfahrzeug und Hindernis
auf das Schaltverhalten. Der Einfluß der DoppkriYeouenz
wird bei der bekannten Vorrichtung dadurch erreicht, daß in die Verstärkerkanäle «('Glieder einge-
baut sind, die ihrer Schaltung nach die tiefer'requenter,
Schwingungen mehr oder weniger blockieren, so daß die Verstärkung für hochfrequente Schwingungen und
damit für eine bedrohlich hohe gegenseitige Relativverschiebung größer wird. Der Begi iff der Annäherung
oder Entfernung wird hierbei dadurch berücksichtigt, daß wegen der sich dann voneinander subtrahierenden
Signale an den beiden Gittern ein Durchzünden des Thyratrons bei einer Entfernung nicht möglich ist.
Nachteilig dürfte jedoch die Verwendung der langen Verstärkerkanäle für die beiden Dopplersignale und die
Vielzahl der erforderlichen Röhren und WC-Glieder sein, die jeweils selbst wieder phasendrehende Elemente
sind, so daß eine Alterung beträchtliche Einflüsse auf die jeweiligen Vektorrichtungen der Signale haben
kann. Stehen nämlich die aus den beiden Verstärkerketten schließlich gewonnenen Signale an den Thyratrongittern
nicht absolut senkrecht zueinander oder erfolgt die letzte Phasendrehung mittels eines WC-Gliedes
nicht einwandfrei, dann ergibt sich ein Winkel zwi- so
sehen den Signalen, so daß ein kürzeres Steuersignal als Wirkkomponente resultiert, was zu einem späteren
Durchschalten und zu einer späten Alarmgabe führen kann.
Der Einfluß der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit
wird bei dieser bekannten Vorrichtung dadurch vorgenommen, daß im Anodenkreis des Thyratrons der
Schleifkontakt eines Potentiometers liegt, der mechanisch beispielsweise vom Tachometer gesteuert wird.
IO daß auch noch die Anodenspannung des Thyratrons w.
beeinflußt wird was ebenfalls zu einer entsprechenden Zündbeeinflussung führt.
Des weiteren läßt sieh der Veröffentlichung IEEF Transaction:; IECI, Februar 1%4. auf den Seilen I bis b.
eine Vorrichtung zur Kollisionsverhütung bei Kraft- ■'">
fahrzeugen entnehmen, bei der ein Phasendeiekior
vorgesehen ist. der die Signale von getrennte!! Ve'V,,;i
zusammenfaßt und dann lediglich festste!!;. .>b μ Ii
das Fahrzeug einem Hindernis annähert oder nieht. d.h. ob die empfangenen Signal·;· in der einen oder in
der anderen Richtung eine Phasenverschiebung aufweise.!. Liegt eine Phasenverschiebung in der gefährlichen
Richtung vor, dann w ird eine Warnanlage betätigt.
Schließlich laut sich eine Vorrichtung-zur automatischen
Steuerung eines Kraftfahrzeugs noch der Zeitschrift »runkschau I960«, Heft 3, auf den Seiten 57 bis
59, entnehmen. Auch diese bekannte Vorrichtung gibt lediglich Hinweise auf die Möglichkeit einer Auswertung
von auftretenden Phasenverschiebungen zweier Signale, jedoch keine Anweisung, wie im einzelnen vorzugehen
ist.
Das Problem der Unfälle auf Straßen infolge Benutzung
von Kraftfahrzeugen und insbesondere hier die ■Viflahrunfalie, gewinnt eine stetig steigende Bedeutung,
insbesondere wegen der beim Autfahren auftretenden Keltenreaktion, die auf Verzögerung der geistigen
und physischen Reaktionen der Fahrer, auf eine falsche Einschätzung des Mindestabstande^ bei verschiedenen
Geschwindigkeiten, auf eine falsche Beurteilung des Straßenzustar les oder auf die sogenannte
Autobahnhypnose zurückzuführen ist, die auftritt, wenn
man aus einem länger andauernden Schnellfahrzustand abbremst und dabei das Gefühl hat, eine schon wesentlich
niedrigere Geschwindigkeit erreicht zu haben, als dies tatsächlich der FaIi ist. Für den Fuhrer eines Kraftfahrzeuges
ist es schwierig, sämtliche dieser Faktoren zu berücksichtigen und einzuschätzen, so dall es oft zu
Zusammenstößen kommt, wenn sich die Fahrer plötzlich einer Situation gegenübersehen, die schnelle Entschlüsse
erfordert. Stoppt beispielsweise ein Fahrzeug in einer Reihe hintereinanderfah ender Fahrzeuge bei
gegebener Geschwindigkeit plötzlich ab. so geschieh! es nicht selten, daß das nachfolgende F'ahrzeug auf das
anhaltende oder langsamer werdende Fahrzeug auffährt,
wobei sich dieses Auffahren fortsetzt, bis eine größere Anzahl von Fahrzeugen in einen solchen Unfall
verwickelt sind, was zu großen Sachschäden und häufig zu Körperverletzungen und Todesfällen führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kollisionsverhütung bei Kraftfahrzeugen
zu schaffen, die mit Hilfe von Mikrowellenenergie arbeitet und mit großer Zuverlässigkeit automatisch
ein Auffahren oder einen Zusammenstoß verhindert, ohne daß geistige oder physische Reaktion des
Fahrers selbst erforderlich ist und ohne daß es zu Störungen im normalen Fährbetrieb kommt.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs als bekannt vorausgesetzten Vorrichtung
und besteht erfindungsgeniäß dann, daß dem ersten
Vcrstärkerkanal ein von dem Signal in dem zweiter.
Verstärkerkanal gesteuerter Phasendetektor nachgeschaltet ist zur Unterdrückung des eine gegenseitige
Entfernung darstellenden Signals, daß ein Detektor vorgesehen ist, der abgeleitet von der Amplitude des
empfangenen Wechselstromsignals ein erstes Gleichstromsignal
liefert, dessen Größe umgekehrt proportional 'si zum Abstand Fahrzeug/Objekt, daß von der
in Abhängigkeil von der absoluten Fahrzeuggeschwmdigkeit
arbeitenden Anordnung die Verstärkung des ersten Verstärkerkanals veiändi liar ist und damit das
erste Gleichstromsignai entsprechend vergrößert wird
und daß das Doppler-Frequenzsignal nach de; Diskriminierung
im Phasendetektor einem weiteren Detektor zugeführt ist. der ein zweites, der Frequenz proportionales
Gk-ichst!-oimij.'nai erzeug! und da;' eine diese
(ileichsironiMf.nale empfangende und eine algebraische
Addition bewirkende Summierschaitung vorgesehen
Eine solche Vorrichtung spricht sofort an und kanr das Fahrzeug im Notfall unabhängig von den Reaktio
nen des Fahrers abbremsen oder anhalten. Dabei wird der Abstand zwischen dem bewegten Fahrzeug und
einem etwaigen Hindernis, auf welches das Fahrzeug eventuell auffahren kann, fortwährend überwacht, und
zwar mit Bezug auf die Augenblicksgeschwindigkeil des Kraftfahrzeugs und mit Bezug auf die Geschwindigkeit,
mit welcher der Abstand sich verringert oder vergrößert. Zeigen diese Parameter eine gefährliche
Lage an, dann wird das Fahrzeug automatisch so beeinflußt und gesteuert, daß ein Zusammenstoß zwischen
Fahrzeug und Hindernis vermieden wird; alternativ wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem
Hindernis auf einen sicheren und geeigneten Abstand zurückgeführt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.
Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßei
Vorrichtung an Hand der Figuren im einzelnen näher
erläutert. Dabei zeigen
F i g. 1 bis 3 Fahrzeuge, die mit der Vorrichtung ausgestattet sind;
Fig.4 zeigt schematisch die Mikrowellen-Einrichtung;
F i g. 5 ist eine Draufsicht auf die Mikrowellen-Einrichtung nach F i g. 4;
Fig.6 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform
in perspektivischer Ansicht;
F i g. 7 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild der Vorrichtung
zur Kollisionsverhütung;
F i g. 8 zeigt eine detaillierte Schaltung einer praktischen Ausführungsform eines Teils der in F i g. 7 in
Blockform dargestellten Schaltung;
F i g. 9 zeigt die Schaltung eines anderen Teiles des Blockschaltbildes nach F i g. 7;
F i g. 10 zeigt die Schaltung eines weiteren Teiles des
Blockschaltbildes nach F i g. 7;
F i g. 11 zeigt schematisch die Verstärkung und d>e
Teile des Blockschaltbildes nach F i g. 7. die zur Steuerung des Fahrzeuges dienen;
Fig. 12 zeigt die Schaltung der Energiezufuhr für das Blockschaltbild nach F i g. 7;
F i g. 13 bis 15 zeigen Diagramme von Wellenformen
zur Erläuterung der Erfindung.
Bei den dargestellten Ausführungsformen der Erfindung wird ein schmaler Strahl von unmodulierten Mikrowellen
direkt nach vorn auf die Bahn des bewegten Fahrzeuges geworfen, die an einem Hindernis reflektierten
Mikrowellen aufgenommen, ein Doppler-Signal mit einer Frequenz erzeugt, die der Geschwindigkeit
der Abstandsverringerung zwischen Fahrzeug und Hindernis entspricht oder die alternativ von der Geschwindigkeit
der Abstandsvergrößerung zwischen Fahrzeug und Hindernis abhängt, worauf ein Signal als Funktion
der Amplitude des reflektierten Signals erzeugt wird. das die Nähe des Hindernisses von dem Fahrzeug angibt.
Hierauf wird das Doppler-Signal durch parallele Kanäle verstärkt, die Verstärkung bzw. der Ausgang
eines Kanals entsprechend der Geschwindigkeits-Abstands-Information modifiziert, die bei der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung von der Zündfrequenz des Zündverteilers des Fahrzeuges erhalten wird, worauf
das Doppler-Signal zurückgewiesen wird, das eine Abstandsvergrößerung zwischen Fahrzeug und reflektierendem
Hindernis anzeigt und nur das Doppler-Signal verwendet wird, das eine Abstandsverringerung
anzeigt, wobei eine Diffcrcnziercinrichtung verwende!
wird, die einen monostabilen Multivibrator triggern kann, wobei ein Signal erfaßt wird, das der Geschwindigkeit
der Abstandsverringerung zwischen Fahrzeug und Hindernis proportional ist. worauf dieses Signal
mit dem Signal aufsummiert wird, das die Geschwindig·
keits-Abstands-lnformation darstellt, um über einen ίο Verstärkerkreis die einzelnen Steuerungen des Fahrzeuges
zu erregen, durch welche dessen Augenblicksgeschwindigkeit geregelt wird.
In den F i g. 1 bis 3 der Zeichnung ist die Vorrichtung
auf einem Automobil tO oder einem ähnlichen motorgetriebenen Fahrzeug montiert, und sie gibt einen
Strahl 12 einer Mikrowellenenergie in Bewegungsrichtung des Automobils ab. Der Strahl ist im wesentlichen
schmal, sowohl in senkrechter wie in waagerechter Richtung, und er besteht aus Mikrowellen im A'-Band
(etwa 10 GHz). Wenn die Wellen auf ein Hindernis auftreffen,
werden sie reflektiert und durch die nicht gezeigte Antenne, die auf dem Fahrzeug befestigt ist. aufgenommen,
und nach der Umformung durch die nachfolgend erläuterte erfindungsgemäße Schaltung wird
die Steuerung des Kraftfahrzeugs 10 betätigt, um einen
Zusammenstoß mit dem Hindernis zu verhindern. Die Verstärkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 in der Weise modifiziert, daß die reflektierten
Wellen keine Wirkung auf die Steuerungen des Kraftfahrzeugs haben, außer wenn bestimmte Bedingungen
hinsichtlich der Geschwindigkeiten des Abstandes erfüllt sind. Wenn beispielsweise, wie in den F i g. 1
und 2 gezeigt, das Fahrzeug 10 mit einer Geschwindig-■*5
keit von etwa 16 km/h fährt, haben die Wellen, die von
einem Hindernis reflektiert werden, das jenseits der Zone 14 des Strahles 12 liegt, keinen Einfluß auf die
Fahrzeugsteuerung, wobei die Zone 14 einem Abstand von etwa 15 m vor dem Fahrzeug entspricht. Wenn das
Fahrzeug jedoch mit einer Geschwindigkeit von etwa 32 km/h fährt, hat jedes Hindernis, das die Wellen reflektiert
und zwischen dem Fahrzeug und der Zone 16 liegt, die etwa 42 m entspricht, einen Einfluß auf die
Fahrzeugsteuerungen, wobei die Wirkung proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und proportional
der Geschwindigkeit der Abstandsverringerung zwischen Fahrzeug und Hindernis ist. Hindernisse, die jenseits
der Zone 16 liegen, haben, auch wenn sie die Wellen
reflektieren, keine Wirkung auf die Fahrzeugsteuerungen.
da die Verstärkung des Empfangsgerätes der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch deren Geschwindigkeits-Abstandsteil
reduziert worden ist. urr Signale zurückzuweisen, die durch solche reflektierter
Wellen entstehen. In den F i g. 1 und 2 sind ferner Zo nen 18 und 20 gezeigt, die Fahrzeuggeschwindigkeiter
von etwa 88 und 128 km/h und Entfernungen von etw;
75 und 108 m entsprechen.
F i g. 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel. Infoige ac
Schmalseite des ausgestrahlten Strahles 12 empfang die auf dem Kraftfahrzeug 10 montierte Antenne keim
Reflexionswellen, wenn das Auto auf einer Straße fähn auf deren beiden Seiten Fahrzeuge 22 geparkt sine
Wenn das Kraftfahrzeug 10 jedoch nicht mit der freiei Bahn zwischen den geparkten Fahrzeugen ausgerichtc
ist, nimmt die Antenne reflektierte Wellen auf, weni die anderen Parameter, wie Abstand und Geschwindig
keit, erfüllt sind. Das bedeutet, daß die automatisch ar beitende Vorrichtung auch in den Fällen arbeitet, wen
die Möglichkeit eines Zusammenstoßes /wischen
einem sich bewegenden Fahrzeug 10 und einem stehenden
Hindernis. wie / B einem auf einer Straße geparkten
Fahrzeug, besteht.
Das Gerat zum Aussenden und Aufnehmen von Mi- ■>
kroweilen. das in den F ι g. 4 und 5 dargestellt ist. umfaßt eine Hohlleiter-Einrichtung, die allgemein mit 23
bezeichnet ist und aus den bekannten rechteckigen, dünnwandigen Messing-Hohlleitern besteht. Das Mikrowcllcn-Gcrät
23 umfaßt einen gerade durchgehenden Hohlleiter 24. dem von einem Klystron 26 Mikrowellenenergie
zugeführt wird, das mit Hilfe eines Flansches 28 auf einem kurzen Hohlleiter 30 befestigt ist.
der mit dem Hohlleiter 24 in der Nähe von einem von dessen Enden verbunden ist. Das Ende des Hohlleiters is
24. in dessen Nähe der kurze Hohlleiter 30 angeschlossen ist. ist mit einem Flansch 34 versehen, der eine Halterung
für cmc parabolische Reflektor-Antenne 36 bildet. Die Antenne 36 ist mit einem Flansch 38 zur Verbindung
mit dem Flansch 34 z. B. durch Schrauben 40 versehen, und sie besitzt einen Parabol-Reflektor 42.
der geradlinige obere und untere Kanten 44 und 46 hat. wie in F i g. 4 gezeigt ist. Hie Kanten 44 und 46 des
Reflektors 42 ergeben einen in Vertikalrichtung im wesentlichen schmalen Strahl, so daß keine Reflexion
durch Hindernisse erfolgt, die oberhalb der Straße liegen,
wie z. P. Übergänge und Brücken. Die Antenne 36 ist ferner mit einem sich verjüngenden Ansatz 48 versehen,
wie F i g. 5 zeigt, der aus einem dünnwandigen Hohlleiter besteht, an dessen verjüngtem Ende ein kur- y>
zer zylindrischer Resonanzraum 50 angebracht ist. der
mit z.w-ei symmetrisch angeordneten öffnungen 52 und
54 verschen ist, die in der dem Reflektor 42 zugewandten Fläche ausgebildet sind. Der Ansatz 48 kann durch
einen Schutzschirm 56 umschlossen sein, der Vorzugs- 3s weise aus Kunststoff bestehen kann und gestrichelt angedeutet
ist. und der gesamte Antennenaufbau kann durch eine Abdeckung 58, die ebenfalls gestrichelt dargestellt
ist, geschützt werden.
Am anderen Ende des Hohlleiters 24 ist ein geradliniger Hohlleiter 60 befestigt, dessen Achse praktisch
rechtwinklig zur Achse des Hohlleiters 24 verläuft und der mit diesem ein magisches T bildet. Der Hohlleiter
60 hat zwei gleich lange Arme 61 und 62, die mit zwei Diodendetcktorcn 63 und 64 an ihren Enden versehen
sind.
Ein Hohlleiter 60 ist praktisch parallel zu dem Hohlleiter 24 angeordnet und mit Verbindungsstutzen 68
und 70 für den Anschluß an den.Hohlleiter 24 versehen,
und zwar in der Nähe des Endes von diesem, an dem der kurze Hohlleiter 30 angebracht ist. der als Zuführung
von dem Klystron 26 wirkt, wobei der Hohlleiter 60 im wesentlichen in dessen Mitte angeordnet ist. Der
Hohlleiter 66 bildet eine 90° -Verdrillung 72.
Ein Dämpfungsglied 74. das beispielsweise aus einem mit Gewinde versehenen Teil besteht, ist manuell verstellbar,
und zwar ins Innere des Hohlleiters 24 hinein und heraus, und es dient, wie Fig.4 zeigt, dazu, die
durch den Hohlleiter 24 durchgelassenen Mikrowellen zu modifizieren, um Verluste in den beiden Verbindungsstutzen
und der 90°-Verdrillung des parallelgeschaltetcn Hohlleiters 66 zu kompensieren. Normalerweise
ist das Dämpfungsglied 74 vorher so eingestellt worden, daß, wenn von dem Klystron 26 Energie in den
Mikrowellenabschnitt zugeführt und von der Antenne fts
36 abgestrahlt wird und wenn die Antenne keine reflektierten Wellen aufnimmt, die Detektoren 63 und 64 an
ihren Ausgängen konstante Gleichspannungen gleicher Hohe abgeben.
Vorzugsweise bestehen die Mikrowellen-Wellenleiter
aus einem rechteckigen Hohlleiter, wobei das Klystron 26 im Frequenzbereich von 10 GHz (.V-Band) betätigt
wird, mit einer Ausgangsleistung von 100 Milliwatt.
Wenn \on der Antenne 36 reflektierte Wellen aufgenommen
werden und die O'-ppler-Frequen/ zwischen
der Frequenz der abgegebenen Welle und der Frequenz der empfangenen Weile 0 ist. was dann der Fall
ist. wenn die Relativbewegung zwischen dem Fahrzeug,
.iiif dem die Antenne 36 montiert ist. und dem Hindernis
vorliegt, bleibt die Höhe der konstanten Gleichspannungen
an den Ausgängen der Detektoren 63 und 64 gleich. Wenn jedoch eine Relativbewegung zwischen
dem Fahrzeug, auf dem die Antenne 36 montiert ist. und einem Hinternis im Strahlverlauf vorhanden ist.
entsteht eine Doppler-Frequenz. die die konstanten Spannungen an den Ausgängen der Detektoren 63 und
64 verändert, die Dopplerfrequenz wird durch die Detektoren
63 und 64 in der Weise erfaßt, daß die Signale an ihren Ausgängen gleiche Amplitude haben, jedoch
um + 90c außer Phase sind, wenn die Antenne und das
Hindernis sich näherkommen, und daß die Signale gleiche Amplituden haben, jedoch um — 90' außer Phase
sind, wenn die Antenne und üas Hindernis sich relativ
voneinander entfernen. Die Frequenz der Doppler-Signale
ist proportional der Geschwindigkeit, mit der die
Antenne und das Hindernis einander näherkommen oder sich voneinander entfernen. Diese Signale «erden
in zwei parallele Kanäle eingespeist, wie nachfolgend im einzelnen erläutert wird, um die Steuerungen des
Fahrzeuges zu betätigen, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebaut ist.
Wie F i g. b zeigt, sind sämtliche zusammengehörenden
elektronischen und elektrischen Elemente und Schaltungen. Energiequellen u. dgl auf Karten 69 montiert,
die auf Trägern 71 angebracht sind, die mit Hilfe geeigneter Isolatoren und Halteeinrichtungen 73 und
75 am Mikrowellenteil 23 der Vorrichtung in irgendeiner üblichen Weise befestigt sind.
Wie im Blockschaltbild von F i g. 7 dargestellt, wird
der Mikrowellenabschnitt 23 der Vorrichtung durch das Klystron 26 mit Mikrowellenenergie versorgt, wobei
dieses seine Energie von einer Energiequelle 74 erhält. Die von den Detektoren 63 und 64 erfaßten Doppler-Frequenzsignale,
deren Amplituden gleich, deren Phasen jedoch um -f 90c oder um — 90c verschoben sind
und z.war abhängig davon, ob die Antenne 36 und da<
Hindernis einander näherkommen oder sich voneinander entfernen, werden zu parallelen Verstärkcrkanäler
76 und 77 geleitet, wobei der Detektor 63 mit dem Verstärkerkanal
76 und der Detektor 64 mit dem Ver Stärkerkanal 77 verbunden ist. Die Gesamtverstärkunj
des Verstärkers 76 wird durch ein Geschwindigkeits Abstands-Gerät 78 modifiziert, wodurch die Gesamt
verstärkung des Verstärkers proportional zur Ge schwindigkeit des Fahrzeuges erhöht wird, auf dem di<
erfindungsgemäße Vorrichtung installiert ist. Die ver stärkten Signale am Ausgang des Verstärkers 76 wer
den ?.u einer Zweigleitung geleitet, in welcher sie durcl
einen Detektor 79 erfaßt werden, der einen variablei
Gleichstrom erzeugt, dessen Stärke der Amplitude de Signals am Ausgang des Verstärkers 76 proportiona
ist, so daß man ein variables Gleichstromsignal erhäl·
das der Geschwindigkeit der Abstandsverringeruni
oder Abstandsvergrößerung zwischen Fahrzeug uni Hindernis proportional ist. wobei diese Geschwindie
keil aus der Amplitude der Doppler-hrequenzsignalc
bestimmt wird, wenn sie durch den von Geschwindigkeit
und Abstand abhängigen Eingang des Gerätes oder Abschnittes 78 modifiziert werden. Das variable
Gleichstromsignai am Ausgang des Detektors 79 wird zu einer Suminierschaltung 80 geleitet, was noch erläutert
wird.
Die Doppler- Frequenzsignale am Ausgang des Verstärkers
76 werden ebenfalls zu einer zweiten Zweigleitung geführt, in welcher die Signale in einer Quadrier
schaltung 81 quadriert bzw. rechteckig geformt werden. Die Rechleck-Signale werden ihrerseits in einem quadratischen
Verstärker 80' verstärkt und in dem Differenziernetzwerk 82 der Schaltung differenziert. Die positiven
Impulse der differenzierten Signale am Ausgang des Differenziernetzwerkes 82 werden dazu benutz',,
einen monostabilen Multivibrator 83 zu triggern, der an seinem Ausgang nadeiförmige Signale mit einer Dauer
von vorzugsweise 30 Millisekunden abgibt, bei einer Amplitude von etwa 2 Volt und einer Frequenz, die
gleich der Frequenz der quadratischen bzw. Rechteck-Signale am Eingang des Differcn/iernetzwerkes 82 ist.
Die Signale am Ausgang des monostabilen Multivibrators 83 werden zum Eingang eines Phasendetektors 84
geleitet. Die durch den Verstärker 77 verstärkten Signale, die. wie oben gesagt, gleiche Amplituden wie die
durch den Verstärker 76 verstärkten Signale haben, jedoch diesen gegenüber um ± 90' außer Phase sind,
werden durch ein Quadriernetzwerk 85 quadriert und durch einen Verstärker 85' verstärkt.
Die verstärkten Rechteck-Signale am Ausgang des
Verstärkers 85' werden zu einem Gatter 87 geleitet, das den Phasendetektor 84 steuern kann. Wenn die durch
die in der Darstellung der F i g. 7 auch als Kanäle 4 und B bezeichneten Schaltungsteile laufenden Signale
am Ausgang des Quadrierverstärkers 81' um - 40
außer Phase smd, öffnet das Gatter 87 den Phasendetcktor
84. wie nachfolgend im einzelnen erläutert wird. Wenn jedoch die durch die Kanäle A und B laufenden
Signale ursprünglich um - 90^ außer Phase sind, gehen
die vom Ausgang des monostabiien Multivibrators 82 kommenden Signale nicht durch den Phasendetektor
84 durch, da dieser durch das Tor 87 gesperrt ist. wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird. Doppler-Signale.
die einer Abstandsvergrößerung zwischen Fahrzeug und Hindernis entsprechen, werden demzufolge
zurückgewiesen, und Doppler-Signalc, die einer Abstandsverringerung zwischen Fahrzeug und Hindernis
entsprechen, können durch den Phasendetektor 84 durchgehen, um in eine Doppler-Signalfrequenz umgeformt
zu werden. Dieses Gleichstromsignal wird sowohl dem Gatter 89 wie auch der Summierschaltuns; 80
zugeführt, und zwar so. daß das Gaiter 89 die Summierschaltung
80 in die Lage versetzt, nur dann zu arbeiten wenn am Ausgang des Detektors 88 ein Gleichstromsignal
vorhanden ist. Wenn am Ausgang des Detektors 88 ein Gleichstromsignal vorhanden ist, wird dieses
Gleichstromsignal, das. wie oben gesagt wurde, der
Frequenz des Doppler-Signals proportional ist. nut dem Gleichstromsignal am Ausgang des Detektors 79
aufsummiert, das. wie oben erläutert wurde, der Gc
schwindigkcit. mit der das Fahrzeug sich bewegt, und
dem Abstand /wischen dem Fahrzeug und dem Hindernis proportional ist. Die Summicrschaltiing 80 gibt
demzufolge ein variables Gleichstromsignai ab, das eine Funktion der Geschwindigkeit der Abstandsverrmgeriing
zwischen Fahrzeug und Hindernis und eine Funktion des Abstandes zwischen Fahr/eng und Hm
35
40
45 dernis und ferner eine Funktion der Augenblicksgeschwindigkeit
des Fahl zcuges ist
Das Geschwindigkeits-Abstands-Gerat 78 arbeitet in der Weise, daß die Gesamnerstarkung des Verstärkers
76 (Kanal A) bei niedrigen Momentangeschwindigkeiten des Fahrzeuges beträchtlich reduziert wird, so dafl
bei langsamer Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder bei geringer Geschwindigkeit der Abstandsverringeiung
zwischen Fahrzeug und Hindernis am Ausgang des Verstärkers 76 keine Signale vorhander
sind, oder die Amplitude der Signale am Ausgang des Versiärkers ist zu klein, um irgendeinen Einfluß auf die
Differenzierschaltung 82 zu haben, so daß die Steuerungen
des Fahrzeuges nicht beeinflußt bzw. betätigt werden, wenn das Hindernis jenseits der Bereiche dei
Vorrichtung liegt, die in den F i g. 1 bis 3 durch die Zonen
14. 16, 18 und 20 angegeben sind. Es ist jedocfi
offensichtlich, daß die Abgabe am Ausgang des Verstärkers
76 progressiv modifiziert wird, und zwar als Funktion der Geschwindigkeits-Abstands-Information
wobei die grafische Darstellung der durch die Zonen definierten Bereiche nur zur Erläuterung dient und
nicht als Repräsentation tatsächlicher Gren/berciche
fur die Erfindungsgemäße Vorrichtung. Das variable Gleichstromsignai am Ausgang der Summierschaltung
80 wird, nach Verstärkung durch einen Gleichstromverstärker 90. dazu benutzt, mit Hilfe eines Steuerabschnittes
91 beispielsweise die Bremse 92 und die Drosselklappe
oder den Gashebel 93 des Fahrzeuges /u betätigen.
Die Steuerungen des Fahrzeuges werden somit gemäß
der Erfindung nur dann automatisch betätigt wenn die folgenden Bedingungen gegeben sind:
A) In dem Mikrowellenstrahi. der nach vorn in der Weg des Fahrzeuges abgestrahlt wird, liegt etr Hindernis.
A) In dem Mikrowellenstrahi. der nach vorn in der Weg des Fahrzeuges abgestrahlt wird, liegt etr Hindernis.
15) Das Hindernis hat einen Abstand \0111 Fahrzeug der für dieses gefährlich werden kann, wenn "-eine
Geschwindigkeit und der bei dieser Geschwindigkeil erforderliche Bremsweg berücksichtigt werden.
t) Der Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis
nimmt mit einer Geschwindigkeit .ib. die die naht
Gefahr eines Zusammenstoßes anzeigt.
Mit einer solchen Vorrichtung können somit die
Steuerungen eines motorgetriebenen Fahrzeuges automatisch betätigt werden, indem unterschiedliche quantitative
und qualitative Eingänge integriert werden, die die Existenz einer gefährlichen Situation anzeigen, wobei
das Fahrzeug in der Weise bctät.gt und gesteuert werden kann, daß zu jeder Zeit ein Sicherheitsabstanc
/wischen dem Fahrzeug und einem unmittelbar voraus
.ahrcnrk-n Fahrzeug oder zwischen Fahrzeug und Hin
dernis vorhanden ist.
In den F 1 g. 8 bis 12 sind die Einzelheiten der Schal
>ung dargestellt, die in F1 g. 7 in Form eines Block
Schaltbildes gezeig, jst. lmd 7war von einer Ausfuh
rungsform der Erfindung, wobei die Doppler-Ere
qucnzspannungen. die durch die Detektoren 63 und W
cr/<-'ugt werden, wie oben erläutert, auf die Kanäle .-'
und H gegeben werden, wie in F 1 g 8 dargestellt ist
i>"C Anordnung des Verstärkers 76. des Ouadncrnet/
Werkes 81 und des quadratischen Verstärkers 81 des
ν an a Is Λ ist dieselbe wie die Anordnung des Verklär
Kcrs /7. des Quadriernetzwerkes 8S und des quadratischen
Verstärkers 85' des Kanals H weshalb die Be
schruonnc nur an Hand der Elemente -lcs Kanals -1
erfoliM
Der mil dem Kanal Λ verbundene Diodendelektor
M ist über einen Kopplungskondensaior 94 mit der Basis
eines N PN-Transistors % und mit einem Belastungswidersland 98 gekoppeil, der /wischen der Basis
des Transistors 96 und einer gemeinsamen geerdeten Leitung 100 liegt. Spannungssignale, die den von dem
Detektor 63 erfaßten Stromsignalen entsprechen, erscheinen an dem Belastungswiderstand 98 und an
einem Belastungswidersland 102, der /wischen dem Emitter des Transistors % und der gemeinsamen Erdleitung
100 liegt. Der Kollektor des Transistors 96 ist mit der gemeinsamen /?+Leitung 104 verbunden, und
die Basis des Transistors ist mit Hilfe eines Spannungsteilers vorgespannt, d. h. mit Vorspannung verschen,
wobei der Spannungsteiler durch Widerstände 106 und 108 gleichen Widerstandswertes gebildet ist, so daß der
Transistor % als Emitterfolger arbeitet, um den Ausgang des Deiektors 63 vom Eingang der ersten Stufe
des Verstärkers zu isolieren und um eine richtige Impedanzanpassung
zu schaffen. Die an dem Widerstand 102 des Transistors 96 auftretenden Signale werden
über einen Kondensator HO auf die Basis eines NPN-Transistors 112 gegeben, der die erste Verstärkungsstufe
des Verstärkers 76 bildet. Die P.isis des Transistors
112 ist mit Hilfe eines Spannung ..cilers vorgespannt,
der aus Widerstanden 114 und 116 besteht, die zwischen
der B + Leitung 104 und der geerdeten Leitung 100 liegen, und außerdem mit Hilfe eines Widerstandes
118. der zwischen dem Emitter des Transistors und der
geerdeten Leitung lieg; und mit Hilfe eines Kondensators 120 p,i 'el geschaltet ist. Die verstärkten Signale.
die an dem ■ iderstand 122 des Transistors 112 erscheinen,
werden über einen Kopplungskondcnsator 124 auf die Basis eines NPN-Transistors 126 gegeben, der die
nächste Verstärkungsstufe bildet. Der Transistor 126 ist
mit Hilfe eines Spannungsteilers vorgespannt, der durch Widerstände 123 und 125 gebildet wird, die /wischen
seiner Basis und der B + Leitung 104 bzw. der Erdleitung 100 liegen, ferner durch einen Widerstand
127. der zwischen seinem Emitter und Erde liegt und zu
dem ein Kondensator 12S parallel geschaltet ist. Die an
dem Koilcktor-ßeUisuingsw iderstand 128 des Transistors
126 erscheinenden verstärkten Signale werden über einen Kondensator 30 auf die Basis eines NPN-Transistors
132 gegeben, der mit Hilfe eines Spannungsteilers vorgespannt ist. der aus den Widerständen
134 und 136 gleicher Widerstandswerte besteht, um den Transistor 132 zu veranlassen, als Emitterfolger zu
arbeiten. Die an dem Emitter- Bclastungswidcrsiand
138 des Transistors 132 erscheinenden Signale werden über einen Kondensator 140 auf den Eingang des Quadriernetzwerkes
81 gegeben und mit Hilfe einer Leitung 142 auf die Anode des Detektors 79 (F ι g. 10). der
aus einer Diode 144 und einem Belastungswiderstand 145 besteht, der zwischen der Kathode der Diode und
der Erdleitung 100 liegt, wobei parallel zu dem Widerstand 140 ein Kondensator 147 liegt, der die Wechsel
Mromkomponente der erfaßten Signale zur Erde leitet.
Über dem Widerstand 145 liegt demzufolge eine Gleichspannung, die der Amplitude des Doppier-Signals
proportional ist, das durch den Verstärker 76 des Kanals A verstärkt wurde, wobei diese Amplitude, wie
oben ausgcfüh.t. dem Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis umgekehrt proportional ist. Dieses Gleich
Stromsignal wird über die Leitung 150 auf den Eingang
der Summierschaitung 89 gegeben.
Die durch den Verstärker 76 abgegebenen Doppler Sicnale werden über den Kopplungskondensator 140
(E ig. 8) auf den Eingang des Quadriernetzwerkcs Sl gegeben, das einen NPN-Transistor 143 enthält, dessen
Basis mil Hilfe eines Spannungsteilers geeignet vorgespannt
ist, der aus Widerständen 146 und 148 gebildet ist. deren gemeinsame Anschlußstelle an die Basis des
Transistors angeschlossen ist, und durch einen Widerstand 150. der im Emitterkreis des Transistors liegt. Die
auf die Basis des Transistors 143 gegebenen Signale erscheinen als verstärkte Signale an dem Koilcktor-Widerstand
152, und sie werden über einen Kondensator 154 zu einer Begrenzungsschaltung geführt, die aus
einer parallelen Begrenzungsschaltung besieht, die Dioden 156 und 158 aufweist, die parallel geschaltet
und entgegengesetzt vorgespannt sind, so daß sie entsprechend als untere und als obere Sperre wirken. Die
abgekappten oder quadratischen bzw rechteckigen Signale werden dann über einen Kondensator 160 auf
den Eingang des Verstärkers 81' gegeben, der aus einem Transistor 164 besteht, der mit Hilfe eines Spannungsteilers
geeignet vorgespannt ist. der aus Widerständen !66 und 168 gebildet ist. die an seine Basis angeschlossen
sind, und durch einen Emittervorspannungswiderstand 170. der /wischen seinem Emitter und
Erde liegt. Die verstärkten Rechtecksignale erscheinen an dem Widerstand 170. der zwischen seinem Emitter
und Erde liegt. Die verstärkten Rechtecksignale, die an dem Widerstand 172 zwischen dem Kollektor des
Transistors 164 und der B+ Leitung 104 erscheinen, werden über einen Kondensator 218 auf den Eingang
der Differenzierschaltung 82 gegeben.
Der Verstärker 77. das Quadriernetzw erk 85 unj ς)εΓ
Verstärker 85' des Kanals B stimmen mit den entsprechenden Elementen des Kanals Λ überein. mit der Ausnahme,
daß keine Verzweigungsleitung. wie 142. vorhanden
ist, die am Ausgang des Verstärkers 77 7. B. an den Detektor 79 angeschlossen ist.
Ferner wird nur die Verstärkung des Verstärkers 76 des Kanals .4 an seinem Ausgang mit Hilfe der Gcschwmdigkeits-Abstands-Schaltung
78 modifiziert, wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird. Die verstärkten
Rechtecksignale, die am Ausgang des Verstärkers 85' über dem Beiasiungsw iderstand 172 im Kollekiorkreis
des Transistors 164 erscheinen, werden tiber einen Kondensator 174 (Fig. 10) auf die Basis eines
NPN-Transistors 176 gegeben, der als Emitterfolger geschaltet ist. da er zwei gleiche Widerstünde 178 unc
180 aufweisl. die einen Spannungsteiler bilden, die eine
geeignete Vorspannung für die Basis de? Transistor; schaffen, wobei der Transistor 176 außerdem einen Be
lastungswiderstand 182 aufweist, der zwischen seinen
Kollektor und der gemeinsamen Erdleitung 100 liegt Die an dem Widerstand 182 erscheinenden Rechteck
signale werden über einen Kopplungskondensator 18- und einen einstellbaren Dämpfungsw ldcrsland 186 au
den Eingang des Gatters 87 gegeben, und zwar zi einem noch zu erläuternden Zweck.
Gemäß F i g. 9 nimmt die Gcchw mdigkeits-Ab
stands-Schaltung 78 ihr Eingangssignal über einei
Kopplungskondensator 190 von dem Zündverteiler !& des Fahrzeuges ab. Da diese Signale zu große Amplitu
den besitzen, werden die Amplituden reduziert, inder
sie dureil die Dämpfungsschahung geführt werden, di
einen in Reihe liegenden Widersland 192 und eine
parallclgeschaltctcn Widerstand 193 aufweist, der /w
sehen der Verbindungsstelle des Kondensator 190 un des Reihenwiderstandcs 192 und Erde liegt, und die fei
ner einen Kondensator 194 aufweist, tier zwischjn de
Ausgangsklemme des Widerstandes 192 und Erde lieg
Die gedämpften Signale werden zur Basis eines NPN-Transistors
1% gefüha, dessen Emitter geerdet und Hpcci»n (^ /^IIpL· trvr mi* f^irt^m R^Ioc f rtnox ti,· IHp rct1 η A I QÄ
verbunden ist. Eine Zener-Diode 200 ist zwischen den Kollektor des Transistors 1% und Erde geschaltet, um
eine konstante Spannung an den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors zu legen. Die Zener-Diode arbeitet
als Klemmschaltung, wobei die Signale <in dem Widerstand 198 als eine Reihe konstanter nadeiförmiger
Impulse erscheinen, deren Frequenz der frequenz der Eingangssignale entspricht, so daß sie der Drehzahl
des Zündverteilers entspricht, die ihrerseits der Drehzahl des Fahrzeugmotors proportional ist. Die an dem
Widerstand 198 erscheinenden Nadelimpulse mit variable Frequenz und konstanter Amplitude werden
über einen Kondensator 202 zu einer Disknminierschaltung
geführt, die eine in Reihe liegende Vorwänsdiode
204 aufweist, die zwischen ihrer Anode und Frde einen Filterwiderstand 206 hat und einen Widerstand
208 zwischen ihrer Kathode und Erde, zu dem ein Kondensator 210 parallel geschalte; ist. Die durch die Diode
204 gleichgerichteten Signale werden dazu benutzt, den Kondensator 210 auf eine mittlere Spannung aufzuladen,
der die Neigung hat, sich über den Widerstand 208 zur Erde zu entladen. Die Basis eines NPN-Transistors
212, die an die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator 210 und dem Widerstand 208 angeschlossen
ist. wird demzufolge auf einer variablen Gleichspannung gehalten, die von der RC-Konstanten der
Schaltung abhängt, und die der Frequenz proportional
ist. die auf den Eingang der Schaltung gegeben wird und die demzufolge der Drehzahl des Motors des Fahrzeuges
proportional ist. Der Emitter des Transistors 212 wird über einen Widerstand 214 vorgespannt, und
der Kollektor des Transistors ist über eine Leitung 215 direkt mit der gemeinsamen B+ Leitung 104 verbunden.
Unter diesen Bedingungen hat der Emitter des Transistors 312 immer eine Spannung, die etwas unter
der Spannung seiner Basis liegt, wodurch der Transistor sich wie ein Gleichstromverstärker verhält, so daß
über eine Leitung 216 an den Kollektor des Transistors
132 (Fig. 8) eine variable Gleichspannung angelegt wird, wodurch die Verstärkung des Transistors 132 variiert
wird, um die Amplitude der Signale am Ausgang des Verstärkers 76 beträchtlich zu reduzieren, und zwar
umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
Gemäß F i g. 10 erscheinen die verstärkten quadratischen oder rechteckigen Signale aus dem Kanal A an
dem Widerstand 172 des Transistors 164 und werden zu der Differenzierschaltung 82 geführt, die den Kondensator
218 enthält, der mit dem Kollektor des Transistors 164 verbunden ist, ferner einen Widerstand 220.
der zwischen dem Ausgang des Kondensators 218 und Erde liegt. Im Hinblick auf die ftC-Schaltung. die durch
den Widerstand 220 und den Kondensator 218 gebildet wird, werden die waagerechten Teile der Rechtecksignale
eliminiert, so daß an dem Punkt 222 der Schaltung nur Nadeln oder Spitzen erscheinen, entsprechend
den Vorderflanken und den Hinterflanken des Eingangssignals, wie in Fig. 13 dargestellt ist. in der die
Wellenformen am Eingang mit den Wellenformen am Ausgang der Differenzierschaltung 82 verglichen wer
den. Diese Spitzen werden über einen Kondensator 224 auf den Eingang des monostabilen Multivibrators 83
gegeben, der '.inen NPN-Transistor 226 aufweist, des
sen Verbindungsstelle Basis—Emitter mit Hilfe eines
Widerstandes 228 in seinem Basiskreis und mit Hilfe
(κι
eines Widerstandes 230 in seinem Emitterkreis um^.,·
kehrt vorgespannt wird. Auf diese Weise wird de Transistor 226 im Ruhezustand im Hinblick a:jf d\,-_- [>._.
sis-Emitter-Vorspannung gesperrt bzw. verriegd; j·.·
halten, und jede positive Spitze, die über den Kinder.
sator 224 auf die Basis des Transistors 226 gelang; tr:.-;
gen den Transistor, um :hn leitfähig zu rechen. - , :.;.
durch seinen Koüektor-Hminer-Kreis ei;-; St rc ;,■-■■ ■/.:
Infolge dieses Stromes erschein: an ei π ■:·:■;■; BeL ■■;:;>..■
widerstand 230. der zwischen dein Koi!e:-.w.r .J·.·· Ti1-.
sistors und Erde liegt, eine Spannung. Die r__\:v. -. ·
Spitzen machen dagegen die Btsis des Transit-■.;-s 22·
weiter negativ, so daß der Traniistor wcüorh--. ·,■.--:■..
gelt gehalten wird und an seinen; Aii.-.tv.r.g k-_*:n. ::-.- .
se abgegeben werden.
Die Impulse am -\usgang des Transisi' :· 22h .,
über einen Kondensator 234 und einer. V-:!j'ν .; ;^
auf die Basis eines NPN-TranMMnrs 2',H r··. .:-■,:.· ..
mit Hilfe eines Spannungsteilers μ iT Tl -p.·-.;■· ■
aus einem Widerstand 240 besieh;. :■:■.- .■■■'. ·■■
gemeinsamen 0-;-Leitung '04 ι:;κ: der :i.:·■:■- .:·_
stors liegt, und aus Widerständen 242 .::-,-,: .IA- ..
Reihe zwischen der gemeinsamer: gee-\L :;.:. ;■ ■
100 und der Basis des Transistor·· iicg^i ;) . :;
Basis des Transistors 2J8 treger>e;i<.: >■;:■:.Λ . ,
nen an dem Kollekte r-Bei.iMur ί>ν 'Cc: ■';. ,; LMh .-werden
über einen Kopp!::ngsk.>i,de;:s„-· r LM* .· : ..
Basis eines NPN-Transis'.ors 250 gegebi :■ -.:-. m._,. i;
mit Hilfe eines Spannungsteiler1- \orgesp. :::-: ■■■
aus Widerständen 252 t\>,\s 254 gleicher W !*:.■■■·;..- .-werte
gebildet ist. die /'wischen tier j.-e:r.c:;i-..;
0+ Leitung 104 und Frde ücgen und de-en ge:r.e'-...-Enden
an die Basis des Frar.MStors ango·. rf -s··. . >■·
Die an dem Widerstand 25b im Eminerkrei·· -·\·^ i r.r
stors 250 erscheinenden Impulse werfen :;Ιχ.ι ei'-, ■
Kopplungskondensator 258 auf den Eingang ic·- !■
kriminators 84 gegeben. Der Transistor 250 v,i;k: .·,:·
Kopplungsglied für cmc richtige Inipei.anzanpass:-.:...
zwischen dem Ausgang dos monosiabilen Mii'ti\ il··,;
tors t;Pid dem Eingang des Diskriminator^ 84 i.i; ,!'
Zurückweisung von Dopplcr-Signalc; rei Λ'^-.,ίΐ-ίί
vergrößerung.
Der Diskriminator 84 umfaßt einen ersten \I'N
Transistor 260. dessen Basis mit einem Koppliingski--··;
densator 258 verbunden ist und die mit einem \c-r spanr.widerstand 262 versehen ist. während der kolk .
tor des Transistors 260 über einen Widerstand 264 .:: die gemeinsame B+ Leitung 104 angeschlossen ist I i:
zweiter NPN-Transistor 266. dessen Basis durch der Widers:and 268 vorgespannt wird, ist in der Wem an
geschlossen, daß die Koliektor-Fmittcr-kreisc beidei
Transistoren 260 und 266 in Reihe hegen, da tier Fmr,
ter des Transistors 260 mil dem Kollektor des "1 raiiM
stors 266 verbunden und der Emitier des Tranvistor1
266 geerdet ist. Die Impulse am Ausgang des monoskibilen Multivibrators 83 werden über den Koppiungs
kondensator 258 auf die Basis de·· Transistors 280 gege
ben. und die Rechtecksignale aus dem Kanal B werdet
über den verstellbaren Dämpfungswiderstand 186 aui
die Basis des Transistors 266 gegeben, der. wie bei 87 11
F i g. 7 gezeigt ist. für ilen Diskriminator 84 als (iattei
wirkt. Wenn überemsummcnde Impulse auf beule Ha
sen der Transistoren 260 und 266 gegeben werden werden beide Transistoren, die normalerweise diircl
Vorspannung verriegelt sind, nunmehr augenblkkliel
in leitfähigen Zustand vorgespannt, und es fließt eir
Strom von der gemeinsamen />-i- Leitung 104 /u der
geerdeten Leitung KM). und /war din\ h die in Reihe
/0
legenden Kollektor-Emitter-Kreise der Transistoren. An dem Widersland 264 entsteht demzufolge ein Signal.
Wenn andererseits an der Basis des Transistors
UCl Vl*O
nicht mit dem anderen zusammenfällt, also in anderer
Zeitfolge, auch wenn der Kollektor-Emitter-Kreis von einem der Transistoren leitfähig wird, weil der Kolieklor-Emitter-Kreis
des anderen Transistors verriegelt Bt, erscheint kein Signal an dem Widerstand 264, da
won der gemeinsamen B+ Leitung 104 kein Strom zu der gemeinsamen Erdleitung 100 fließen kann.
Wie aus den typischen Wellenformen nach Fig. 14
fcervorgeht, stimmen die Eingangssignale an der Basis
des Transistors 260 und an derjenigen des Transistors
am Ausgang des monostabilen Multivibrators 83 sind entsprechend der Wellenform 277a in sämtlichen Punkten
der Kurve 273a von F i g. 14 ähnlich, während die Signale am Ausgang lies Verstärkers 85 des Kanais B
der Wellenform 2766 entsprechen, die bezüglich der Wellenform 2726 der F i g. 14 um 180° außer Phase ist.
Jeder positive Impuls am Ausgang des Multivibrators
83 entspricht daher einem negativen Impuls am Ausgang
des Multivibrators 83, der einem negativen Impuls
ίο am Ausgang des Verstärkers 85' des Kanals B entspricht,
und umgekehrt, so daß an dem Diskriminator
84 kein Ausgang vorhanden ist. Bei einer Absiandsvergrößerung
zwischen Fahrzeug und Hindernis, die zu einer entsprechenden Doppler-Frequenz führt, wird
266 nur im Falle eines Doppler-Signals, das eine Ab- 15 demzufolge kein Signal auf den Eingang des Detektors
itandsverringerung anzeigt, zeitlich überein, so daß am »»----·· - - ■ -~ ·
Ausgang des Widerstandes 264 Signale erscheinen können.
ρ t g. 14 zeigt Beispiele charakteristischer Wellenforjnen
in verschiedenen Teilen der erfindungsgemäßen Schaltung, die in F i g. 7 im Blockdiagramm und in den
F i g. 8 bis 11 im Detail dargestellt ist, und zwar im Falle
einer Doppler-Frequenz, die aus einer Abstandsverringerung zwischen Fahrzeug und Hindernis resultiert,
wobei die oberen Wellenformen sich auf den Kanal A und die unteren We cnformen sich auf den Kanal B
beziehen. Ohne Doppler-Effekt, d. h„ wenn entweder
keine Reflexion durch ein Hindernis erfolgt oder wenn die Reflexion von einem Hindernis herrührt, das einen
konstanten Abstand von dem Fahrzeug hat, erscheint \o
eine Gleichspannung am Ausgang beider Detektoren 63 und 64, die durch Kurven 270a und 2706 dargestellt
ist. im Falle eines von einer Abstandsverringerung herrührenden Doppler-Effektes sind die durch die Detektoren
63 und 64 erfaßten und durch die Verstärker 76 und 77 der Kanäle A und B verstärkten Signale ent
sprechend den Kurven 271a und 2716 ähnlich, wobei die durch den Kanal A kommenden Signale dieselbe
Amplitude wie die durch den Kanal B kommenden Si-88 nach den t· i g. 7 und 10 gegeben, während bei einer
Doppler-Frequenz, die auf einer Abstandsverringerung beruht, dagegen ein Signal auf den Eingang des Detektors
88 gegeben wird.
Signale, die am Ausgang des Diskriminators 84 erscheinen, werden über einen Kopplungskondensator
278 (F i g. 10) auf den Eingang des Detektors 88 gegeben, der eine Verstärkungsstufe mit einem PNP-Transistor
umfaßt, der mit einem Basis-Vorspannur.gswiderstand 282 versehen ist, der mit der gemeinsamen
B+ Leitung 104 verbunden ist, und dessen Emitier direkt an die B+ Leitung 104 angeschlossen und dessen
Kollektor über einen Belastungswiderstand 284 geerdet ist. Signale, die an die Basis des Transistors 280
angelegt werden, erscheinen verstärkt an dem Wider stand 284 im Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors
und werden durch eine Diode 286 rleichgerichtet. Die gleichgerichteten Signale werden auf ein /?C-Netzwerk
gegeben, das einen Widerstand 288 aufweist, zu dem ein Kondensator 290 parallel geschaltet ist, wobei beide
zwischen der Kathode der Diode 286 und der gemeinsamen Erdleitung 100 liegen. Die variablen Gleichstromsignale,
die an der gemeinsamen Verbindungsstelle zwischen Widerstand 288 und Kondensator 290 lie-
80 gegeben, die einen ersten Zweig aufweist, der einen
Widerstand 292 und eine in Reihe liegende Sperrdiode 294 umfaßt, und die einen zweiten Zweig aufweist, der
gnaie haben, wobei die Phase der Signale des Kanals B 40 gen und deren Größe von der Rc -Konstanten der
derjenigen der Signale des Kanals A jedoch um 90' Schaltung abhängt, werden auf die Summicrschaltung
vorauseilt. Die Wellenformen 272a und 2726 repräsentieren die Signalformen an den Ausgängen der Verstärker
8Γ und 85', die noch um 90° außer Phase sind. Der Ausgang am Multivibrator 83 bestehf. aus abwechseln- 45 in gleicher Weise einen Widerstand 296 und eine in
den positiven und negativen Spitzen, wie durch die Reihe liegende Sperrdiode 298 umfaßt, wobei die Ka
Wellenform 273a dargestellt ist, und man kann sehen, daß jede positive Spitze der Wellenform 273a einem
positiven Rechteckimpuls der Wellenform 2726 ent spricht, während jede negative Spitze zeitlich ebenfalls so
mit ^inem negativen Rechteckimpuls der Wellenform
2726 zusammenfällt. Im Hinblick auf die zeitliche Über einstimmung zwischen den Signalen der Wellenform
273a und den Signalen der Wellenform 2726 wird demzufolge am Ausgang des Diskriminators 84 eine Reihe ss
von Signalen erzeugt, wie sie durch die Wellenform 274 dargestellt sind.
Doppler-Signale, die aus einer AbstandsvcrgroLW
Doppler-Signale, die aus einer AbstandsvcrgroLW
ppg
rung resultieren, wie in I- i g. 15 gezeigt ist, haben nacl
Verstärkung durch die Verstärker 76 und 77 der Kanäk
A und B die Wellenformen 275a und 275b. wobei die
Signale gleiche Frequenzen und gleiche Amplituden aufweisen, wobei jedoch die Phase des Signals aus dem
Kanal B relativ zu den Signalen, die einer Abs andsver
ringerung entsprechen, um 180 geschwenkt ist, wie oben erläutert wurde. Die Wellenformen am Ausgang
der Verstärker 8Γ und 85' sind daher den Wdlenior·
men 276a und 2766 entsprechend ähnlich. Die signale
thode beider Dioden an ein Ende eines Widerstandes 300 angeschlossen ist, dessen anderes Ende geerdet ist
Die Gleichstromsignale des Detektors 88 werden zunächst zum ersten Zweig der Summierschaltung gc
führt, der aus dem Widerstand 292 und der Diode gebildet wird, während die Gleichstromsignale, die vor
der Geschwindigkcits-Entfernungs-Schaltung 78 her rühren und die durch den Gleichrichter 79 gleichgcrich
tet wurden, auf den Eingang des Zweiges gegeben wer den, der aus dem Widerstand 296 und der Diode 29>
gebildet wird, wobei diese Signale über den Widerstam 300 /in Erde abfließen Ein variables Gleichvomsig
nal. das der Summe der variablen Gleichstron,signale
die durch den Widersland 300 Hießen, proportional is1
erscheint an der für die Kathoden der beiden Diode;
294 und 298 und das nicht geerdete Ende des Wider Standes 3(H) gemeinsamen Verbindungsstelle 302. un<
das resultierende variable Glcichspannunpssipnal wir
auf den Emitter eines PNP-Tn'iisistors 304 pegebei
dcsen Basis mit dem Eingang des ersten Zweiges de
Summierschaliiinir 80 verbunden ist. der aus der
Widerstand 292 \;;nl dir Piodc 294 bcsj..ht. Nur wen
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Kollisionsverhütung bei Kraftfahrzeugen mit einer Mikroweiien-Sende- und
Empfangseinrichtung zur Aussendung unmodulierter Mikrowellen und zum Empfang der von dem
Objekt reflektierten Mikrowellen mit zwei Verstärkerkanälen, denen aus der Sende-Empfangs-Einrichtung
stammende, in ihrer Phase um ± 90c ic verschobene und dadurch eine Annäherung oder
Entfernung anzeigende Signale zugeführt sind, deren Frequenz der Relativgeschwindigkeit zwischen
Fahrzeug und Objekt und deren Amplitude dem Abstand zwischen beiden proportional ist mit An-Ordnungen
zur Auswertung dieser Signaleig-;nschaften
und mit einer eine Ansprechschweüe in Abhängigkeit zur absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit
verändernden Anordnung, dadurch gekennzeichnet,
daß dem ersten Verstärkerka-Hai (76) ein von dem Signa! in dem zweiten Veritärkerkana!
(77) gesteuerter Phasendetektor (84) itachgeschaltet ist zur Unterdrückung des eine gegenseitige
Entfernung darstellenden Signals, daß ein Detektor (79) vorgesehen ist. der. abgeleitet von der
Amplitude des empfangenen Wechselstromsignals, ein erstes Gleichstromsign.il liefert, dessen Größe
umgekehrt proportional ist /um Abstand Fahrleug/Objekt,
daß von der in Abhängigkeit von der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit arbeitenden
Anordnung (78) die Verstärkung des ersten Ver- »tärkerkanals (76) veränderbar ist und damit das erste
Gleichstromsignal entsprechend vergrößert wird und daß das Doppler-Frequenzsignal nach der
Diskriminierung im Phasendelektor (84) einem weileren Detektor (88) zugeführt ist, der ein zweites,
der Frequenz proportionales Gleichstromsignal erteugt, und daß eine diese Gleichstromsignale empfangende
und eine algebraische Addition bewirkende Summierschaltung (80) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in beiden Kanälen Quadrierschaltungen (81. 85) vorgesehen sind sowie gegebenenfalls
diesen nachgeschaltete Quadrierverstärker (81', 85') rur Erzeugung verstärkter, aus den Dopplersignalen
abgeleiteter Rechtecksignale und daß in dem er- »ten Kanal eine Differenzieranordnung (82) vorgelehen
ist, deren Ausgang einen monostabilen Multivibratoi (83) triggert, dessen Impulse dein Phasendetcktor
(84) zugeleitet sind, der über ein Gatter (87) zur Eliminicrung der sich auf eine Abstandsvergrößerung
beziehenden Signale von dem anderen Dopplersignal angesteuert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Summier-
»chalking (80). gegebenenfalls über einen Leistungsverstärker (90). einer Betätigungseinrichtung (9i, 92.
93) für die Fahrzeugsteuerung zugeleitet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung eines
weiteren der Bewegungsgesehwindigkeit des Fahrzeuges
proportionalen und die Verstärkung des Verstärkers (76) in dem erst en Kanal modifizierenden
Gleichstromsignals ei ρ an ilen Verteiler des
Fahrzeuges angeschlossene! Diskriminator (78) <>5
vorgesehen ist, so daß dieses C ileichstronisignal tier
Z.ündirequen/ Uc:- Verteilers proportional 1Si.
■\ Vorrichtung nach eii'e": ;'■■. r Vispruchc ' his ^
dadurch gekennzeichnet, daß eine normalerweise
nicht in Betrieb befindliche, durch ein Signal am Ausgang des Leistungsverstärkers (90) einichaltba
re Steuerschaltung (91) vorgesehen ist, der bei ge
rinur-r werdendem Abstand zwischen Fahrzeug ur:J
Objekt "ine Signalgabe, beispielsweise Vibrationen
des Gaspedals (342) bewirkende Solenoide (320. 338) zugeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren de-Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß de:· Summierschaltung (80) Gatter (89) zugeordnet sind.
die die Summierschaltung (80) bis zum Vorliege;, des zweiten Gleichstromsignals sperren.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren aer Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichne;. d.:ij
Festkörperschaltelemente vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 7
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der
Mikrowellen ein Reflexklystron (26) vorgesehen i-;
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren Je;
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dal'· /i.r
Erzi-'-irun? eines dritten Gleichstromsignals den-; ^
sten. m seiner Amplitude dem Abstand /«iv,i:u-Objekt
und Fahrzeug umgekehrt prop;;-:; Gleichstromsignal ein weiteres, aus der Fahr/,..,·
geschwindigkeit gewonnenes Signa! hin/uadd:-;
wird, derart, daß das dritte Gleichstromsign.:! de:-
Abstand zwischen Fahrzeug und Objekt umpekehr:
und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges .!,rekl
proportional ist und dieses dann zusammen mn den; der Dopplerfrequenz proportionalen Gleichstrom
signal der Summierschaltung (80) zugeführt im.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 !-^
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691917606 DE1917606C3 (de) | 1969-04-05 | Vorrichtung zur Kollisionsverhütung bei Kraftfahrzeugen | |
AU53261/69A AU5326169A (en) | 1969-04-05 | 1969-04-10 | Vehicle anti-collision automatic control system |
GB08646/69A GB1245871A (en) | 1969-04-05 | 1969-04-11 | Vehicle anti-collision automatic control system |
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1917606A1 DE1917606A1 (de) | 1970-11-05 |
DE1917606B2 DE1917606B2 (de) | 1975-05-28 |
DE1917606C3 true DE1917606C3 (de) | 1976-01-22 |
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