DE2317385C3 - Vorrichtung zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammenstößen - Google Patents
Vorrichtung zum Vorbestimmen von FahrzeugzusammenstößenInfo
- Publication number
- DE2317385C3 DE2317385C3 DE19732317385 DE2317385A DE2317385C3 DE 2317385 C3 DE2317385 C3 DE 2317385C3 DE 19732317385 DE19732317385 DE 19732317385 DE 2317385 A DE2317385 A DE 2317385A DE 2317385 C3 DE2317385 C3 DE 2317385C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- vehicle
- determining
- distance
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 11
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 11
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 7
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 210000003414 Extremities Anatomy 0.000 description 1
- 210000001624 Hip Anatomy 0.000 description 1
- 210000002268 Wool Anatomy 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009808 lpulo Nutrition 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 239000002965 rope Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorbestimmen
von Fahrzeugzusammenstößen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere
eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen von Kraftfahrzeugen mit einem Gegenstand.
Um die Kollision eines Fahrzeugs mit einem Gegenstand oder einem anderen Fahrzeug zu bestimmen,
muß der Abstand zwischen dem Gegenstand und dem Fahrzeug gemessen werden. Die üblichen, zur
Entfernungsmessung verwendeten Einrichtungen, wie beispielsweise mit elektromagnetischen Wellen arbeitende
Radarsysteme können jedoch nicht den Abstand zwischen dem Gegenstand und dem Fahrzeug mit dem
geforderten Genauigkeitsgrad messen, insbesondere wenn sich der Gegenstand sehr nahe bei dem Fahrzeug,
beispielsweise in einer Entfernung von ein oder zwei Metern von dem Fahrzeug befindet; hierbei können die
herkömmlichen Entfernungsmeßeinrichtungen in einer Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen
nicht verwendet werden, da deren Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit sehr groß sein muß.
Damit ein Gegenstand mit einem sehr hohen Grad an Genauigkeit festgestellt werden kann, müßte bei diesen
Einrichtungen der Frequenzhub des normalen frequenz-
modulierten Radarsystems, des sogenannten FM-CW-Radarsystems, größer als 100 MHz sein, wobei
sich verschiedene technische Schwierigkeiten ergeben,
y/enn der Frequenzhub kleiner ist, wird das System im
, Ausbau «ehr kompliziert, da der feste, dem System
anhaftende Fehler auf ein Minimum herabgesetzt werden muß. Bei Impuls-Radarsystemen muß die
Anstiegszeit des Impulses kleiner svin als einige Nanosekunden, wodurch sich bei der technischen
Ausführung ebenfalls wieder verschiedene Schwierigkeiten ergeben.
Obendrein lassen sich bei Radarsystemen beispielsweise aus denselben Intensitätsverhältnissen zwei
verschiedene Abstände zu einem Gegenstand ermitteln, so daß ein Gegenstand, welcher einen hohen
Reflexionsfaktor aufweist und welcher sich in einem großen Abstand von dem Fahrzeug befindet, fälschlicherweise
für einen Gegenstand gehalten werden kann, der sich in einem verhältnismäßig geringen
Abstand von dem Fahrzeug befindet. In einem solchen Fall:kann dann aber unabsichtlich zum Schutz der
Fahrzeuginsassen eine Sicherheitseinrichtung, beispielsweise eine Einrichtung zum Aufblasen eines Gassackes,
ausgelöst und betätigt werden.
Ferner ist bei einem anderen bekannten System, mit welchem der Abstand von einem Fahrzeug zu einem
Gegenstand gemessen wird, die Messung auf Zielgegenstände unterschiedlicher Formen und Größen, wie
beispielsweise Schutzgeländer, Lichtmaste, Steilhänge und Fahrzeuge in verschiedenen Positionen, ausgerichtet,
wozu jedoch ein großer Abstrahlungswinkel erforderlich ist. Da jedoch die verwendeten Antennen in
. der Größe begrenzt sind, da sie an einem Fahrzeug angebracht werden müssen, muß die Frequenz der
ausgesendeten Welle erhöht werden; obendrein muß die Frequenz auch erhöht werden, um die Frequenzabweichung
zu vergrößern, um dadurch die Empfindlichkeit bei der Messung geringer Abstände zu verbessern.
Auf Grund der verwendeten kurzen Wellenlängen wird dann jedoch die reflektierte Welle stark gestört und
durch die Außenformen des Gegenstandes, beispielsweise durch die Vorsprünge oder Vertiefungen eines
Motorfahrzeuges, stark beeinflußt.
Da ferner der Zielgegenstand, beispielsweise ein anderes Fahrzeug, in verschiedenen Bereichen aus
unterschiedlichen Materialien hergestellt ist, beispielsweise sind die Scheiben und Scheinwerfer aus Glas, der
Motorgrill aus Kunststoff und die Karosserie sowie die Stoßdämpfer aus Metall bzw. Eisen, unterscheidet sich
die von einem Teil des Fahrzeugs reflektierte Welle sowohl in der Intensität als auch in der Phase von der
von einem anderen Teil des Fahrzeugs reflektierten Welle; diese beiden Wellen beeinflussen sich dann
gegenseitig. Aus diesen und anderen Gründen werden daher die reflektierten Wellen mehrfach und so stark
gestört, daß auch dieses bekannte System sich nicht zur genauen Bestimmung des Abstandes bzw. der Entfernung
eignet.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren bzw. einer bekannten Vorrichtung zur Verhinderung von Fahrzeugzusammenstößen
werden von einem fahrenden Fahrzeug aus mittels einer Sendeantenne Funksignale mit einer ersten Frequenz ausgestrahlt, und in dem
fahrenden Fahrzeug werden Funksignale einer zweiten Frequenz empfangen, die von einem sich in der Bahn
des fahrenden Fahrzeugs befindlichen Gegenstand reflektiert sind, wobei sich jedoch die Strahlungsdiagramme
der Sende- und Empfangsantennen nicht schneiden; schließlich werden eine erste elektrische
Größe, welche der Differenzfrequenz zwischen den ausgesendeten und der. reflektierten Funksignalen
proportional ist, und eine zweite elektrische Größe erzeugt, welche den Pegeln der reflektierten Funksignale
proportional ist. Die erhaltenen elektrischen Größen werden dann multipliziert, um ein Auslösesignal
zu erzeugen, wenn das Produkt der beiden elektrischen Größen einen vorbestimmten Wert Überschreitet; durch
ίο das Auslösesignal wird dann vor dem Zusammenstoß
des fahrenden Fahrzeugs mit einem in dessen Bahn befindlichen Gegenstand die Einrichtung zum Schutz
der Fahrzeuginsassen ausgelöst. Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird somit
der Abstand zwischen dem fahrenden Fahrzeug und einem möglichen Hindernis aus dem Pegel des
Dopplersignals und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis aus der
Frequenz des Dopplersignals erhalten (DT-OS 20 49 183).
Auch bei diesem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden jedoch die reflektierten
Wellen vielfach und so stark durch die verschiedenen Formen, Abmessungen und Materialien der Zielgegenstände
und Hindernisse beeinflußt und gestört, daß der Pegel des Dopplersignals nicht genau dem Abstand bzw.
der Entfernung zu dem Zielgegenstand oder dem Hindernis proportional ist. Folglich kann der Abstand
bzw. die Entfernung auch nicht mit der geforderten Genauigkeit bestimmt werden und es kann durchaus zu
einer unbeabsichtigten Betätigung der Schutzeinrichtung kommen. Infolge der Mehrfachreflexion und auf
Grund der Brechung der reflektierten Wellen ergeben sich bei demselben Pegel zwei oder mehrere unterschiedliche
Abstände oder Entfernungen zu dem Gegenstand bzw. dem Hindernis.
Bei einem anderen bekannten Verfahren schneiden sich die Achse eines von einer Einrichtung, beispielsweise
einem Scheinwerfer, ausgehenden Lichtbündels und die Achse einer Aufnahmeinrichtung, beispielsweise
einer Photozelle, innerhalb des vorgesehenen Alarmbereichs; allerdings werden bei diesem bekannten
Verfahren keine modulierten Mikrowellen verwendet (DT-PS 8 33 309). Bei einem weiteren bekannten
Verfahren sind zwei Detektoren mit unterschiedlichen Phasenbeziehungen vorgesehen, wobei dann die Bewegungsrichtung
des Zielgegenstandes bzw. des Hindernisses aus den Phasenbeziehungen der Dopplersignale
bestimmt wird (DT-OS 19 17 606).
Bei einer weiteren bekannten Einrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen sind Sende- und
Empfangsantennen an der Vorderseite des Fahrzeugs in einer solchen Lage und unter einem solchen Winkel
angebracht, daß ihre äußeren Ränder jeweils parallel zur Fahrzeugachse verlaufen und sich die Achsen ihrer
Strahlungsdiagramme in einem vorbestimmten Bereich schneiden. Dadurch werden von den Empfangsantennen
nur Signale von Gegenständen aufgenommen, welche sich in dem Überlappungsbereich der beiden Strah-
lungsdiagramme befinden (US-PS 33 94 242).
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung
zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammenstößen zu schaffen, welche im Vergleich zu herkömmlichen
Einrichtungen und Verfahren mit einer wesentlich
größeren Zuverlässigkeit und Genauigkeit arbeitet. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die
Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können zwei unabhängige, der Entfernung bzw. dem Abstand
entsprechende Signale von Einrichtungen zur Bestimmung des Minimalpegels bzw. des Kollisionsabstandes
beurteilt werden; ferner ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung eine falsche Bestimmung des Abstandes
bzw. der Entfernung zu dem Gegenstand infolge desselben, sich bei unterschiedlichen Entfernungen
ergebenden Intensitätsverhältnisses und infolge einer Störung und Beeinflussung der reflektierten Wellen
durcl, die verschiedenen Formen und Materialien der Gegenstände oder Hindernisse und damit eine unbeabsichtigte
Betätigung der Einrichtung zum Schutz der Fahrzeuginsassen verhindert, da ein Kollisionssignal nur
abgegeben wird, wenn der Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Hindernis unvermeidlich ist. Durch das
Kollisionssignal wird dann zu dem günstigsten Zeitpunkt eine Sicherheitseinrichtung betätigt und ausgelöst,
durch welche eine sogenannte sekundäre Kollision verhindert wird, bei welcher ein Fahrer auf Grund der
Trägheil plötzlich nach vorne gezogen wird und beispielsweise auf das vordere Armaturenbrett des
Fahrzeugs auftreffen würde. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine wesentlich größere und
höhere Zuverlässigkeit und ein höherer Grad an Genauigkeit als bei den bekannten Einrichtungen
erreicht.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Abstand zu dem
Zielgegenstand bzw. einem Hindernis insbesondere auch durch eine Berechnung des Intensitätsverhältnisses
der Dopplersignale der Einrichtung zur Bestimmung des Kollisionsabstandes festgelegt. Dieses Intensitätsverhältnis der Dopplersignale ergibt üblicherweise zwei
oder mehr unterschiedliche Abstände oder Entfernungen, welche auch die eine richtige Entfernung bzw. den
richtigen Abstand einschließen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jedoch das den richtigen
Abstand bzw. die richtige Entfernung wiedergebende Signal aus einer Vielzahl der von der Einrichtung zur
Bestimmung des Kollisionsabstandes erhaltende Signale mit Hilfe des Signals ausgewählt, welches von der den
Minimalpegcl bestimmenden Einrichtung erhalten wird und welches überschlagig und in etwa den Abstand
wiedergibt; auf diese Weise kann daher der Abstand zu einem Ziclgegenstand mit hoher Genauigkeit bestimmt
werden.
Ferner wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemtllkn Vorrichtung die Rclativgeschwindigkcit eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeugs
bestimmt, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung verhindert werden kann, wenn
das Fahrzeug beispielsweise mit einer zu niedrigen Geschwindigkeit fährt, bei welcher ein Fahrer nicht
verletzt würde, oder wenn das Fahrzeug abgestellt oder geparkt Ist. Darüber hinaus Ist mit der crflndungsgomll-(Jen Vorrichtung auch die Richtung eines Gegenstandes
bestimmbar, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung der
Sicherheitseinrichtung auch dann verhindert werden kann, wenn das Fahrzeug an dem Gegenstand
vorbeifuhrt odor der Gegenstand nur die Bahn des Fahrzeugs krouzt.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von
bevorzugten Ausführungsbclspiolen näher orläutori,
wozu auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es
zeigen
FI g, 1(A) bis HD) Blockschaltbilder von vier Ausfllhriingsformen der F.rflndung,
F i g. 2 eine schematische Seitenansicht, in der die an einem Fahrzeug angebrachten Sende- und Empfangsantennen
der Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen sowie die Keulen der Sende- und
Empfangsantennen dargestellt sind, die den Erfassungsbereich bilden,
F i g. 3 eine Kurve, in der die Beziehung zwischen der Entfernung zu einem Gegenstand in oder nahe dem
Erfassungsbereich dargestellt ist, der durch die Strahlungskeulen der Sende- und Empfangsantennen sowie
durch die Intensität der von dem Gegenstand reflektierten Welle festgelegt ist,
F i g. 4 eine Kurve, in der die Beziehung zwischen dem Abstand zu einem Gegenstand und dem lntensitätsverhältnis
zwischen Frequenzkomponenten des Ausgangssignals einer Mischstufe in der Vorrichtung gemäß der
Erfindung dargestellt sind,
F i g. 5 eine schematische Draufsicht, in welcher der durch die Strahlungskeulen der Sende- und Empfangsantennen
festgelegte Erfassungsbereich dargestellt ist,
Fig.6A bis 6E ein Blockschaltbild der vierten in
F i g. l(D) dargestellten Ausführungsform,
Fig.7 die Wellenformen der an verschiedenen
Punkten des in Fig.6 dargestellten Blockschaltbilds erhaltenen Signale und
F i g. 8 eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Abstand zu einem Gegenstand und der Intensität der
reflektierten Welle darstellt.
Um das Verständnis der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zu erleichtern, wird sie zuerst
allgemein beschrieben.
Eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung weist eine Sendeantenne
zum Aussenden einer Welle, eine Empfangsantenne zum Empfangen der mittels der Sendeantenne
ausgesendeten und von einem Gegenstand reflektierten Welle auf. Hierbei ist die Empfangsantenne so
angeordnet, daß die Achse der Strahlenkcule der Empfangsanlennc die der Sendeantenne in einem
vorbestimmten Bereich schneidet. Weiterhin weist die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine erste Schaltung
zur Erzeugung von Signalen, die auf einer aus den gesendeten und empfangenen Wellen erhaltenen Welle
beruhen, und eine zweite Schaltung auf, um ein Signal zu erhalten, wenn die Intensität des Dopplcrsignnls aus der
Welle, die durch Mischen der gesendeten Welle mit der
empfangenen Welle erhalten ist, einen vorbestimmten Minimalpegcl erreicht, um einen Gegenstand zu
bestimmen, der in einen durch die Positionen und die Winkel der Sende· und Empfangsantennen festgelegten
Bereich eindringt.
zwischen dem Fahrzeug und einem Gegenstand kleiner
ss und darüber hinaus noch eine vierte Schaltung
vorgesehen, um ein Signal nur dann zu erhalten, wenn
die zweiten und dritten Schaltungen gleichzeitig die
oder mehrere der vorerwähnten Elemente sowie
(m dlosclbon Elemente nacheinander aufweisen.)
Mit der zweiten Schaltung wird bestimmt, ob ein
Gegenstand in olnen vorbestimmten IniensIttUsberelch
eindringt oder nicht, der durch die Lage und die Winkel
der Sonde* und Empfangsantennen, d. h, der gesendoten
r.«, und empfangenen Strahlen, festgelegt Ist. Mit der
dritten Schaltung wird bestimmt, ob der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist oder nichts entsprechend
den Ausgangssignalen der zweiten und dritten Schaltung gibt die vierte Schaltung ein Ausgangssignal ab,
durch das eine Einrichtung VIII zum Betätigen einer Sicherheitseinrichtung zum optimalen Zeitpunkt betätigt
und ausgelöst wird. Mit der mit diesen Schaltungen ausgestatteten Vorrichtung kann somit die unbeabsichtigte
Betätigung der Sicherheitseinrichtung verhindert werden, wenn das Fahrzeug lediglich an dem Gegenstand
vorbeifährt u. ä.; darüber hinaus kann die Sicherheitseinrichtung in äußerst zuverlässiger Weise
zu dem optimalen Zeitpunkt betätigt werden.
Eine Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung kann weiterhin eine
fünfte Schaltung aufweisen, um die Relativgeschwindigkeit eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeuges
zu bestimmen; sie gibt dann ein Signal ab, wenn die festgestellte relative Geschwindigkeit eine vorbestimmte
Geschwindigkeit erreicht.
Weiterhin kann mit der Vorrichtung, die die fünfte Schaltung zum Bestimmen der Relativgeschwindigkeit
eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeugs aufweist, wesentlich sicherer das unbeabsichtigte Betätigen der
Sicherheitseinrichtung verhindert werden. Die Sicherheitseinrichtung wird also nur dann betätigt und
ausgelöst, wenn die Relalivgeschwindigkeit höher ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, während sie nicht
betätigt wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit einer so geringen Geschwindigkeit fährt, daß der Fahrer
nicht ernstlich ver'etzt wird, selbst wenn das Fahrzeug mit dem Gegenstand zusammenstößt, oder wenn das
Fahrzeug langsam zwischen Fahrzeugen auf einem Parkplatz oder in einer Parklücke eingeparkt wird.
Fernerhin weist die Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung eine
sechste Schaltung auf, um die Richtung der Relativbewegung eines Gegenstandes bezüglich eines Fahrzeugs
zu bestimmen. Mit der Vorrichtung mit der sechsten Schaltung, welche dazu dient festzustellen, ob
sich ein Gegenstand auf das Fahrzeug zu oder von diesem weg bewegt, kann sicher und zuverlässig die
unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung verhindert werden. Die Sicherheitsvorrichtung wird
also nicht betätigt, wenn sich der Gegenstand von dem
Fahrzeug weg bewegt, d. h. wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand zunimmt, oder
wenn der Gegenstand nur die Bahn des Fahrzeugs kreuzt.
Die Vorrichtung kann diirübcr hinaus sowohl die
fünfte als mich die sechste Schaltung aufweisen; mittels
dieser Vorrichtung knn'n dann die unbeabsichtigte
Betätigung der Sicherheitseinrichtung wirksamer verhindert werden, wenn sich das Fahrzeug mit einer so
geringen Geschwindigkeit bewegt, daß der Fahrer auch infolge der Sekundärkollision nicht ernstlich verletzt
würde, wenn das Fahrzeug steht oder geparkt ist oder jj
wenn sich der Gegenstand von dem Fahrzeug weg bewegt, das heißt, wenn der Gegenstand lediglich die
Bahn des Fahrzeugs kreuzt oder wenn das Fahrzeug an dem Gegenstand vorbeifuhrt, so daß kein Zusammenstoß stattfinden kann, Die Vorrichtung mit der fünften fto
und sechsten Schaltung Ist daher betriebssicherer und
zuverlässiger.
Die erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Vorbestimmen eines Zusammenstoßes gcmltß der
Erfindung weist Im allgemeinen zwei die Welle
verarbeitende Einrichtungen I, zwei Analogsignale verarbeitende Einrichtungen II, zwei den Kollision*·
abstand bestimmende Einheilen ill, zwei den Minimal· pegel bestimmende Einheiten IV und eine Entscheidungseinheit
VIl auf. Die rechten und linken Einheiten jeden Paares weisen denselben Aufbau und dieselbe
Funktionsweise auf, so daß der Einfachheit halber bei der in Fig. l(A) dargestellten Ausführungsform sowie
in den folgenden in den F i g. l(B) bis l(D) dargestellten Ausführungsformen nur jeweils eine der rechten und
linken Einheiten beschrieben wird.
Die Wellen verarbeitende Einheit 1 weist eine Sendeantenne zum Aussenden einer Welle und eine
Empfangsantenne zum Empfangen der Welle auf. Die Analogsignale verarbeitende Einrichtung 11 entspricht
der ersten Schaltung zum Erzeugen von Signalen, die auf einer aus den gesendeten und empfangenen Wellen
erhaltenen Welle beruhen. Die den Kollisionsabstand bestimmende Einheit III entspricht der dritten Schaltung,
mit der ein Signal erhalten wird, um den Abstand zwischen einem Fahrzeug und einem Gegenstand zu
bestimmen.
Die den Minimalpegel bestimmende Einheit IV entspricht der zweiten Schaltung, mit der ein Signal
erhalten wird, wenn die Intensität des Dopplersignals aus der Welle, die durch Mischen der gesendeten und
empfangenen Welle erhalten wird, einen vorbestimmten Minimalpegel erreicht, um einen Gegenstand zu
bestimmen und festzustellen, der in einen vorbestimmten durch die Positionen und Winkel der Sende- und
Empfangsantennen festgelegten Bereich eindringt. Die Entscheidungseinheit VII entspricht der vierten Schaltung,
um nur dann ein Signal zu erhalten, wenn die den Kollisionsabstand bestimmende Einheit III und die den
Minimalpegel feststellende Einheit IV gleichzeitig Signale abgeben.
Insbesondere der Ausgang der die Welle verarbeitenden
Einheit 1 wird an den Eingang der Analogsignale verarbeitenden Einheit 11 angelegt, deren Ausgang
sowohl an die den Kollisionsabsland bestimmende Einheil 111 und die den Minimalpcgel bestimmende
Einheit IV angelegt wird. Die Ausgänge der Einheilen III und IV werden an den Eingang der Entscheidungseinheit VIl angelegt.
Die Sendeantenne 9 strahlt die Mikrowclle mit einer Trägerfrequenz von 10,525GHz in einem vorbestimmten
Strahlungsdiagramm ab, und die Empfangsunlcnnc 10 empfängt die von einem Gegenstand reflektierte
Welle. Die Sende- und Etnpfangsantennc 9 (9K, 9L) und
10(1OW, 10/^sind an einem Fahrzeug Mangebracht, wie
in F i g. 2 und 5 dargestellt ist.
In Fig.2 ist eine schemaiischc Seitenansicht eines
Fuhrzeugs M, an dem die rechten und linken
Sendeantennen (9/?, 9L) und die Empfangsantenncn
(10/?, iOL) angebracht sind, zusammen mit den
Strahlungskculcn der rechten Sendeantenne 9R und der rechten Empfangsantennc 10/? dargestellt. Das vertikale Strahlungsdiagramm der Sendeantenne 9/? auf Grund
der vertikalen Richtwirkung ist mit 5 bezeichnet, während das vertikale Strahlungsdiagramm der Empfangsantcnnc 10/? auf Grund deren vertikalen Richtwirkung mit G bezeichnet Ist. Wie bei dem bistatlschon
Radarsystem bekannt Ist, nimmt die Intensität der reflektierten Welle beträchtlich zu, wenn sich der
Gegenstand in dem Erfassungsbereleh Av, (der schraffierte Bereich In FIg,2, der Im Folgenden als »der
Bestimmung«· bzw. Erfassungsbereich« bezeichnet wird), wo die Strahlungsdlngrummc G und 5 einander
überschneiden, befindet.
In Fig.S ist eine schcmatlsehc Druufslcht auf das
Fahrzeug M dargestellt, an dem die Sendeantennen (9ft,
700 Θ30/239
9L die nicht dargestellt sind) und die Empfangsantennen
(iOR, tOL) so angebracht sind, daß ihre Strahlungsdiagramme
einander überlappen und den Erfassungsbereich bilden.
Die Intensität / der reflektierten Welle ist in F i g. 3 dargestellt. Der Abstand von dem Punkt 0 der Sendeoder
Empfangsantenne 9R (9L) oder 10Λ (iOL) ist auf
der Abszisse aufgetragen, während die Intensität der Welle, die von dem Gegenstand min einer Entfernung R
von dem Punkt 0 reflektiert und mittels der Empfangsantenne 10/? (tOL) empfangen ist, auf der Ordinate
aufgetragen ist. Wenn sich der Gegenstand m in einer größeren Entfernung als einer Entfernung R2 befindet,
ist die Intensität / der empfangenen Welle in dem entferntesten Punkt des Erfassungsbereichs des Fahrzeugs
beinahe gleich Null. Wenn sich der Gegenstand m in den Erfassungsbereich hinein und auf das Fahrzeug M
zu bewegt, nimmt die Intensität /plötzlich zu und wenn er sich dem Entfernungsbereich AM nähert, wo sich die
Achsen der Strahlungsdiagramme der Sende- und Empfangsantennen schneiden, wird die Intensität / ein
Maximum. Dann nimmt die Intensität wieder ab, und. wenn der Gegenstand m in dem Abstand R\ in den
Erfassungsbereich kommt, nimmt in dem dem Fahrzeug am nächsten liegenden Punkt die Intensität plötzlich ab.
In F i g. 3 stellt die gestrichelte Linie die Intensität dar,
wenn der Reflexionsfaktor des Gegenstandes m verhältnismäßig klein ist. Unabhängig von den
Reflexionsfaktoren der Gegenstände sind die Kurvenverläufe der Kennlinien, insbesondere im Abstand R2 in
dem Erfassungsbereich ähnlich. Der Gegenstand /77 kann daher im Abstand /?2 mit einem erträglichen Grad
an Genauigkeit aus der Intensität / bestimmt werden.
Die Arbeitsweise der den Minimumpegel bestimmenden Einheit IV beruht auf diesem Prinzip; sie ist so
angeordnet, daß sie ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Intensität der empfangenen Welle einen vorbestimmten
Minimalpegel erreicht, d. h. wenn der Abstand zu dem Gegenstand kleiner als R2 ist.
Die Analogsignale verarbeitende Einrichtung 11 verarbeitet den Ausgang der die WeUe verarbeitenden
Einrichtung I1 wobei das zugrunde liegende Prinzip im einzelnen später noch beschrieben wird, und gibt ein
Signal an die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung III und die den Minimalpegel bestimmende
Einrichtung IV ab.
Im folgenden wird das Prinzip zur Bestimmung des Abstands zu dem Gegenstand m beschrieben, das in den
Ausführungsbeispielen der Erfindung in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II verwendet ist.
Die Welle, die mit der sinusförmigen Welle frequenzmoduliert wird, wird auf den Gegenstand m zu
ausgesendet, und ein Teil der ausgesendeten Welle und die von dem Gegenstand reflektierte und mittels der
Empfangsantenne 10 empfangene Welle werden gemischt, um die niederfrequente Welle zu erhalten, die
durch die Gleichung gegeben ist:
e = r cos I (U,..Ii + 2Hij-sin cos (mmt H- —
= r cos <->c ,It j J0 (mr) + 2 2 (- O" cos 2π (c.jb H- '-^-A ■ J2n(mr)
-r sin ,,,, ,It [2 Σο (- D" · cos j(2η + 1) · („,mf + ^^ j J2n+1 (nJr)J,
(D
wobei
wobei
r = ein Koeffizient ist, der von dem Reflexionsfaktor eines Gegenstandes, den Kenndaten
der Mischsture u. U. abhängt;
(D1. = die Kreisfrequenz einer Trägerwelle ist;
T = gleich das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt, zu dem eine Welle ausgesendet
wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die reflektierte Welle empfangen wird;
»I/ - dor Frequenzmodulationsindex;
(i)m - die Kreisfrequenz der modulierten Welle;
J2n - die Bessel-Funktion zweiter Ordnung erster
Art ist;
mf m 2nAf/mm
nir«" 2 »ι/ sin -JL-,
(2)
■"-Ψ
ist, wobei R der Abstund zu einem Objekt, C die
Ausbrcitiingsgeschwindigkcit der Welle und af der
so Frequenzhub ist.
Eine durch die GK(I) gegebene Signalwechsel· spannung e 1st die Summe der Frequenzkomponenten,
wie beispielsweise einer Dopplersignal-Komponento,
einer Grundwellen'Komponentc und harmonischer
js Oberwellen· Komponenten, die folgende Form aufweisen:
rJ0(mf) cos ω, At,
-2 rJi(mf) cos (u>mt -I- '^^j sin mf At,
-2,rJ3 (mr)cos(2 mm t + wm A ή cos u>e I /,
Wenn sich ein Gegenstand mit einer konstanten
Relativgeschwindigkeit ν bezüglich eines Fahrzeugs
bewegt, werden die ersten beiden Glieder
rJ0 (mr) cos (Dc I ί
und
und
— 2 (J1 (mr) cos ( O)n, t + -^—J sin (/ic I ί
rJ0 (wir) cos
2 (-J1 (mr) cos
wobei
wobei
sin u>dt,
2v
15
ojd die Dopplerkreisfrequenz ist; —— n>c (4)
C
Das erste Glied stellt die Doppler-Komponente und
das zweite Glied ebenfalls die Doppler-Signalkomponente —2rJ\(rnr) sin ω^ί dar, wenn sie demoduliert ist.
Das Intensitätsverhältnis der Maximalwerte der ersten und zweiten Glieder ist gegeben durch Jofmr)/2J\(mr),
das eine Funktion von /nr ist, d. h. des Abstandes zu dem
Gegenstand, wie in F i g. 4 dargestellt.
Bei demselben Intensitätsverhältnis kann mr zwei
Werte haben. Wenn beispielsweise das Intensitätsverhältnis ν ist. hat njrzwei Werte, nämlich K und L, wie in
F ί g. 4 dargestellt. Dies kann zu einer unbeabsichtigten Betätigung führen. Das heißt, der Gegenstand in einem
Abstand K kann auf Grund von mr so angenommen
werden, als befände er sich auf Grund von mr in einem
Abstand L, und umgekehrt. Gemäß der Erfindung sind aber die Sende- und Empfangsantennen an dem
Fahrzeug so angebracht, daß der Gegenstand m in der Entfernung R1 genau an Hand der Intensität der
reflektierten Welle bestimmt werden kann. Der Frequenzhub Af\s\ daher so festgelegt, daß der Abstand
zu einem Gegenstand eindeutig aus dem IntcnsitiUsvcrhltltnis
bestimmt werden kann. Der Abstand zu einem Gegenstand kann daher genau aus dem
Intensitätsverhältnis zwischen dem ersten und zweiten Glied bestimmt werden.
Entsprechend dem Ausgang der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung Il wird mit der den
Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung 111 bestimmt, ob der Abstand /wischen einem Gegenstand
und dom Fahrzeug kleiner ist als ein vorbestimmter
Wert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand nicht immer berechnet, sondern es wird nur
Festgestellt, ob der Kollisionsabstand kleiner als ein
vorbestimmter Wert ist oder nicht.
Im folgenden wird allgemein die Betriebsweise der
ersten Ausführungsform beschrieben. DIo Wolle von dor Sendeantenne 9 wird an die die Welle verarbeitende
Einrichtung I übertrogen, wenn sich das Fahrzeug M
bewegt, und dlo von dem Oogenstßnd refloktlorto Welle
wird mittels der Errtpfnngsantenntli IO empfangen und Ao
mittels der Analogsignale vorarbeitenden Einrichtung Il
nach dem vorbeSchrlebenon Prinzip vorarbeitet, wobei
Ihr Ausgang den den Kolllslotisabstnnd und den
Minimalpegel bestimmenden Einrichtungen III und IV
zugeführt'- wird. Wenn auf Gegenstnrjd Jti>thVdert «5"
vorerwtthttienErfossungsbörolch eindringt, gibt die den '
Mlnlmalpogel bestlmmondo Einrichtung IV das Signal
ab. Die den KolllslontobstnndbestMmoniio Einrichtung
III gibt das Signal, wenn der Abstand zwischen dem
Gegenstand und dem Fahrzeug kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, entsprechend dem Signal von der
Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II ab. Wenn die Ausgangssignale der Einheiten IH und IV gleichzeitig
an die Entscheidungseinrichtung VlI angelegt werden, gibt letztere das Signal ab, so daß die
Einrichtung VIII zum Betätigen einer Sicherheitsvorrichtung ausgelöst wird, wodurch der Fahrer und die
Fahrgäste im Falle eines Zusammenstoßes geschützt sind.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung sind die rechten und linken Sende- und Empfangsantennen 9 und
10 so an dem Fahrzeug M angebracht, daß die Strahlungsdiagramme der Sende- und Empfangsantennen
9 und 10 den Erfasssungs- oder Bestimmungsbereich festlegen können, wie in F i g. 2 und 5 dargestellt
ist. Infolgedessen ist die Welle, die von einem sich außerhalb der Bahn des Fahrzeugs befindenden
Gegenstand reflektiert und von nur einer der Empfangsantennen 10 empfangen wird, verhältnismäßig gering,
so daß die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung
IV kein Signal abgibt, wenn sich ein Gegenstand lediglich aus der Bahn des Fahrzeugs entfernt.
Hierdurch kann dann die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitsvorrichtung wirksam verhindert werden.
Die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV bestimmt, ob die Intensität der von einem Gegenstand
reflektierten Welle in der Entfernung R2 in dem
Erfassungsbereich, und zwar an dem am weitesten von dem Fahrzeug entfernten Punkt, unabhängig von den
\bmessungen und dem Reflexionsfaktor eines Gegenstandes über einem vorbestimmten Pegel liegt oder
nicht, so daß keine Gefahr besteht, daß die Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit von den Abmessungen und
dem Reflexionsfaktor des Gegenstandes betätigt wird oder nicht. Sobald also ein Gegenstand in den
Erfassungsbereich eintritt, gibt die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV unabhängig von den
Abmessungen und dem Reflexionsfaktor eines Gegenstandes das Ausgangssignal ab.
Bei dem in der Ausführungsform verwendeten Radarsystem gibt dasselbe Intensitätsverhältnis zwei
unterschiedliche Entfernungen zu einem Gegenstand ab, wie im einzelnen an Hand der F i g. 4 beschrieben ist,
so daß der Gegenstand mit einem großen Reflexionsfaktor, der sich in einer großen Entfernung von dem
Fahrzeug befindet, fälschlicherweise für einen gehalten werden kann, der sich in verhältnismäßig geringem
Abstand von dem Fahrzeug befindet. Wogen der vorerwähnten Anordnung der Sende· und Empfangsan·
Ordnung und wegen der Arbeitsweise der den Minimnlpegel bestimmenden Einrichtung IV Ist aber bei
der Erfindung das unbeabsichtigte Auslösen der Sicherheitseinrichtung verhindert. Dasselbe gilt auch,
wenn die Entfernung bei einem änderen Radarsystem, wie beispielsweise dem AM· oder mit zwei Frequenzen
arbeitenden Radarsystem u. ti. verwendet wird.
Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform
der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand nicht berechnet, sondern es wird nur
festgestellt, ob der Abstand kleiner als ein vorbestlinm· tec Well, lit oder nicht, so daß der Oegenstand
festgestellt werden kann, bevor der Abstand kleiner als ein Meter und die Sicherheitseinrichtung zum optimalen
Zeltpunkt betätigt 'worden kann ι wenn der Abstand
größer aii-'l'rn'lit;%lfd die Sicherheitsvorrichtung
nlomnlü betätigt, Die erste Ausführungsform arbeite
somit einfacher als das bekannte System, bei dem der Abstand zu einem Gegenstand immer gemessen wird;
die erste Ausführungtform weist aber auch eine
einfachere elektronische Schaltung auf, arbeitet zuverlässiger und betriebssicherer und ist darüber hinaus
preiswerter herzustellen.
Die in F i g. l(B) dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung ist der ersten Ausführungsform ähnlich,
außer daß eine die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung V zwischen die Analogsignale bestim- ι ο
mende Einrichtung II und die Entscheidungseinrichtung
VII und parallel zu der den Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung III und der den Minimalpegel
bestimmenden Einrichtung IV geschaltet ist.
In der die Relativgeschwindigkeit bestimmenden Einrichtung V wird die Doppler-Kreisfrequenz ω^ die
proportional der Relativgeschwindigkeit ν ist, wie unter Bezugnahme auf die Gl. (4) beschrieben ist, unmittelbar
analog in eine Spannung umgesetzt und wird in einem Vergleicher mit einer Bezugsspannung verglichen, so
daß die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung das Ausgangssignal nur dann abgibt, wenn
die Relativgeschwindigkeit über 30 km/h liegt Nur wenn die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung
IH, die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV und die die Relativgeschwindigkeit bestimmende
Einrichtung V gleichzeitig die Signale an die Entscheidungseinrichtung VII abgeben, gibt bei der
zweiten Ausführungsform die Entscheidungseinrichtung
VII das Signal zum Auslösen der Betätigungseinrichtung
VIII ab.
Zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform das
wichtige Merkmal auf, daß sie kein Kollisionssignal abgibt, wenn die Relativgeschwindigkeit kleiner als eine
vorbestimmte niedrige Geschwindigkeit, beispielsweise 30 km/h ist, oder wenn das Fahrzeug steht oder geparkt
ist, so daß der Fahrer nicht ernstlich verletzt werden kann, selbst wenn das Fahrzeug mit dem Gegenstand
zusammenstößt. Da bei der zweiten Ausführungsform kein Kollisionssignal abgegeben wird, wenn die
Relativgeschwindigkeit kleiner als 30 km/h ist, kann das Frequenzband des Signals, das in der die Relativgeschwindigkeit
bestimmenden Einrichtung V verarbeitet wird, schmal sein. Die elektronische Schaltung ist
daher im Aufbau einfacher, arbeitet betriebssicherer und zuverlässiger und kann preiswerter hergestellt
werden.
Die dritte in F i g. 1(C) dargestellte Ausführungsform
der Erfindung ist im wesentlichen der ersten Ausführungsform ähnlich, außer daß eine die Richtung
bestimmende Einrichtung Vl zusätzlich zwischen die Analogsignale verarbeitende Einrichtung II und die
Entscheidungseinrichtung VII geschaltet ist.
Bei der die Richtung bestimmenden Einrichtung VI sind die Dopplersignale, die in den ersten und zweiten
Gliedern der Gleichung (1) enthalten sind, in der Phase um 90° in den positiven und negativen Richtungen
verschieden, und das Signal des ersten Gliedes eilt dem Dopplersignal des zweiten Gliedes um 90° vor bzw. um
90° nach, was davon abhängt, ob sich ein Gegenstand dem Fahrzeug nähert oder von diesem entfernt. In der
vorliegenden Ausführungsform gibt die die Richtung bestimmende Einrichtung Vl nur ein Signal ab, wenn
sich ein Gegenstand auf ein Fahrzeug zu bewegt.
Zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform weist die dritte Ausführungsform das
wichtige Merkmal auf, daß eine unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung vermieden ist,
wenn sich ein Gegenstand entfernt. Wenn ein Gegenstand die Bahn des Fahrzeugs mit einer
Relalivgeschwindigkeit v, beispielsweise in der in F i g 5
angegebenen Richtung kreuzt, dann stellt die rechte Vorrichtung einen sich mit einer Relativgeschwindigkeit
vr nähernden Gegenstand fest, während die linke
Vorrichtung einen sich mit einer Relativgeschwindigkeit Vl entfernenden Gegenstand feststellt, bzw. umgekehrt
in der entgegengesetzten Richtung. Der Vergleicher entweder in der rechten oder in der linken Einrichtung
erzeugt daher kein Signal, so daß die unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung vermieden werden
kann. Wenn aber das Fahrzeug an einem Gegenstand vorbeifährt, gibt weder die rechte noch die
linke Einrichtung ein Signal ab, so daß eine unbeabsichtigte Betätigung ebenfalls verhindert werden kann. Mit
der dritten Ausführungsform kann daher die unbeabsichtigte Betätigung noch sicherer vermieden werden
als mit der ersten Ausführungsform.
Die vierte, in den Fig. l(D) und 2 bis 8 dargestellte
Ausführungsfr rm weist die die Welle verarbeitende Einrichtung I1 die Analogsignale verarbeitende Einrichtung
II, die den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung IH, die den Minimalpegel bestimmende
Einrichtung IV, die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung V, die die Richtung bestimmende
Einrichtung VI und die Entscheidungseinrichtung VIl auf. Da die vierte Ausführungsform alle Einrichtungen I
bis VH der Erfindung umfaßt, wird jede Einrichtung nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Die in Fig.6A bis. 6E dargestellte, Wellen verarbeitende
Einrichtung I weist die Sende- und Empfangsantenne 9 und 10, eine Koppeleinrichtung 11, einen
Mikrowellenmodulator 12, einen Mikrowellenoszillator 13, eine erste Mischstufe 14 und einen Sinuswellengenerator
15 auf.
Die Anordnung und Funktionsweise der Sende- und Empfangsantennen 9 und 10 sind oben bereits
beschrieben und werden hier nicht mehr wiederholt. Die Ausgangsanschlüsse des Sinuswellengenerators 15, der
die Modulationsfrequenz der Mikrowelle bestimmt, sind mit den Eingangsanschlüssen des Mikrowellengenerators
12 und einer zweiten Mischstufe 18 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II verbunden,
die im folgenden noch beschrieben wird. Der Ausgangsanschluß des Mikrowellenmodulators 12, der
die Mikrowelle mit einem Frequenzhub Δί frequenzmoduliert,
ist mit dem Eingangsanschluß des Oszillators 13 zum Abstrahlen der Mikrowelle mit einem
ausreichenden Ausgangspegel verbunden; der Ausgangsanschluß des Oszillators 13 ist mit einem der
Eingangsanschlüsse der Koppeleinrichtung 11 verbunden.
Der andere Eingangsanschluß der Koppeleinrichtung 11 ist mit der Empfangsantenne 10 verbunden, während
ihre Ausgangsanschlüsse mit der Sendeantenne 9 bzw. der ersten Mischstufe 14 verbunden sind. Mittels der
Koppeleinrichtung 11 wird die Mikrowelle an die Sendeantenne 9 und ein Teil der ausgesendeten Welle
an die erste Mischstufe 14 übertragen, sowie die Kopplung zwischen den Sende- und Empfangsantennen
9 und 10 getrennt, so daß die empfangene Welle von der Empfangsantenne 10 an die erste Mischstufe 14
übertragen wird. In der ersten Mischstufe 14 wird die empfangene Welle mit einem Teil der ausgesendeten
Welle gemischt, woraus sich die niederfrequente Welle oder das Differenzfrcquenz-Signal ergibt.
Die in den F i g. 6A bis 6E dargestellte Analogsignale
verarbeitende Einrichtung Il weist einen Breitbandverstärker 16, ein Bandpaßfilter 17, eine zweite Mischstufe
18 ein Bandpaßfilter 19, Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 20 und 21 und Wellenformerschaltungen 22 und
Der Eingangsanschluß des Breitbandverstärkers 16 ist mit dem Ausgangsanschluß der ersten Mischstufe in
der Wellen verarbeitenden Einrichtung 1 und dessen Ausgangsanschluß mit den Eingangsanschlüssen des
Bandpaßfilters 17 und der zweiten Mischstufe 18 verbunden. Mittels des Breitbandverstärkers 16 wird
das Ausgangssignal der ersten Mischstufe 14 ohne Verzerrung verstärkt. Der Ausgangsanschluß des
Bandpaßfilters 17 ist mit den Eingangsanschlüssen des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 20 und der
Wellenformerschaltung 22 verbunden. Das Bandpaßfilter 17 läßt nur die Dopplerkomponente durch. Der
Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 20 setzt das von dem Bandpaßfilter 17 durchgeiassene Dopplersigna! in
ein Gleichspannungssignal um. Die Wellenformerschaltung 22 formt das Signal in eine Rechteckwellenform
mit einer Periodendauer um, die gleich der der von dem Bandpaßfilter 17 erhaltenen Dopplersignal-Komponente
ist.
Die Eingangsanschlüsse der zweiten Mischstufe 18 sind mit den Ausgangsanschlüssen des Sinuswellengenerators
15 und des Breitbandverstärkers 16 verbunden. Der Ausgangsanschluß der Mischstufe 18 ist mit dem
Eingangsanschluß des Bandpaßfilters 19 verbunden; in ihr wird das Ausgangssignal des Breitbandverstärkers
mit dem Frequenzmodulationssignal aus dem Sinuswellengenerator 15 gemischt, was das Signal ergibt, in
dem die Dopplersignal-Komponente der Welle überlagert wird, deren Frequenz größer ist als die Modulationsfrequenz.
Das Bandpaßfilter 19, der Wechsel-Gleichspannungsumsetzer 21 und die Wellenformerschaltung
23 sind in Aufbau und Wirkungsweise dem vorerwähnten Bandpaßfilter 17, dem Wechsel-Gleichspannungsumsetzer
20 bzw. der Wellenformerschaltung 22 ähnlich. Das Bandpaßfilter 19 läßt nur die Döpplersignal-Komponente durch, und der Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer
21 setzt das von dem Bandpaßfilter 19 erhaltene Dopplersignal in das Gleichspannungssignal um. Die Wellenformerschaltung
22 setzt das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 19 in die Rechteckwellenform um, deren Periode gleich der der
von dem Bandpaßfilter 19 erhaltenen Dopplersignal-Komponente ist.
In der den Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung
III ist ein Vergleicher 35 vorgesehen, dessen Eingangsanschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen der
Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 20 und 21 in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II verbunden
ist. Der Vergleicher 35 vergleicht das Ausgangssignal des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 20 mit dem
des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 21, so daß, wenn das erStere größer als das letztere ist, der
Vergleicher ein Signal abgibt. Mit anderen Worten, wenn der Abstand zu einem Gegenstand kleiner als 1 rn
ist, gibt der Vergleicher 35 das Signal ab.
Die den Minimalpegel bestimmende Einrichtung IV weist einen Vergleicher 37 und eine Bezugsspannungsquelle
38 auf.
Von der Bezugsspannungsquelle 38 wird eine
Bezugsspannung an einen der Eingangsatischlüsse des Vergleichers 37 angelegt, während das Ausgangssignal
des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 21 in der
Analogsignale verarbeitenden Einrichtung 11 dem anderen Eingangsanschluß zugeführt wird. Der Vergleicher
37 vergleicht die Ausgangssignalspannung des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 21 mit der Bezugsspannung,
sg daß nur dann, wenn die Signalspannung größer ist als die Vergleichsspannung, der
Vergleicher ein Ausgangssignal abgibt.
Die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung V weist einen Zähler 24, ein ÄS-Flip-Flop 25, einen
ίο Taktimpulsgenerator 26, ein UND-Glied 27, einen
Zähler 28, ein Register 29, ein ODER-Glied 30, Verzögerungsschaltungen 31 und 32. einen Digital-Analog-Umsetzer
33, eine Bezugsspannungsquelle 47 und einen Vergleicher 34 auf.
Einer der Eingangsanschlüsse des Zählers 24 ist mit dem Ausgangsanschluß der Wellenformerschaltung 23
in der Analogsignale verarbeitenden Einrichtung H verbunden; der eine der Ausgangsanschlüsse ist mit
einem der Eingangsanschlüsse des ODER-Glieds 30 und der andere Ausgangsanschluß ist mit einem der
Eingangsanschlüsse des ÄS-Flip-Flops 25 verbunden.
Der Zähler 24 zählt die Impulse von der Wellenformerschaltung 23. Der andere Eingangsanschluß des
ODER-Glieds 30 ist mit einem der Ausgangsanschlüsse des Zählers 28 verbunden, während der andere
Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß der Verzögerungsschaltung 31 und dem anderen Eingangsanschluß des ÄS-Flip-Flops 25 verbunden ist. An dem
ODER-Glied 30 wird die logische Summe aus dem von dem Zähler 24 erzeugten Ausgangssignal, wenn dieser
15 Impulse zählt, und aus dem von dem Zähler 28 erzeugten Ausgangssignal, wenn dieser 14 Impulse
zählt, gebildet.
Der Ausgangsanschluß der Verzögerungsschaltung 31 ist mit dem Eingangsanschluß der Verzögerungsschaltung 32 verbunden, deren Ausgangsanschluß mit
dem anderen Eingangsanschluß des Zählers 24 und einem der Eingangsanschlüsse des Zählers 28 verbunden
ist. Der Ausgangsanschluß der Verzögerungsschaltung 31 ist weiterhin mit einem der Eingangsanschlüsse
des Registers 29 und mit einem der Eingangsanschlüsse eines noch zu beschreibenden Integrators 41 verbunden.
Mittels der Verzögerungsschaltung 31 wird das Ausgangssignal des ODER-Glieds 30 verzögert, während
mittels der Verzögerungsschaltung 32 das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 31 verzögert
wird.
Der Ausgangsanschluß des KS-Flip-Flops 25 ist mit
einem der Eingangsanschlüsse des UND-Glieds verbunden und. wird eingestellt, wenn der Zähler
einen Impuls zählt, und weiterhin ein Signal abgibt, bis das Rückstellsignal angelegt wird. Der Taktimpulsgenerator
26 ist mit dem anderen Eingangsanschluß dei UND-Schaltung 27 verbunden und erzeugt ein Recht
55 ecksignal oder einen Impuls von 500 Hz. Der Ausgangs
anschluß des UND-Glieds 27 ist mit dem anderer Eingangsanschluß des Zählers 28 verbunden; an den
UND-Glied wird das logische Produkt der Ausgangs signale des RS-Flip-Flops 25 und des Taktimpulsgene
60 rators 26 gebildet. Der Ausgangsanschluß des Zähler
28 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Register
29 verbunden, und der Zähler zählt die von der UND-Glied 27 zugeführten Impulse.
Der Ausgangsanschluß des Registers 29 ist mit der <>5 Eingangsanschluß des Digital-Analog-Umsetzers
verbunden-, das Register 29 hält das Ausgangssignal de Zählers 28, bis das Schiebesignal angelegt wird. De
Ausgangsanschluß des Digital-Analog-Umsetzers 33 i:
mit einem der Eingangsanschlüsse des Vergleichers 34
verbunden; der Umsetzer 33 setzt das von dem Register 29 zugeführte digitale Signal in ein Analogsignal um, Die
Bezugsspannungsquelle 47 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Vergleichers 34 verbunden, so
daß an diesem eine Bezugsspannung anliegt. Der Vergleicher 34 vergleicht die Ausgangsspannung des
Digital-Analog-Umsetzers 33 mit der Bezugsspannung von der Bezugsspannungsquelle 47, so daß nur dann,
wenn die Spannung des Umsetzers größer ist als die der Spannungsquelle, der Vergleicher 34 ein Signal an die
Entscheidungseinrichtung VII abgibt.
Die die Richtung bestimmende Einrichtung VI weist ein D-Flip-Flop 39, einen monostabilen Multivibrator
40, einen Integrator 41, eine Bezugsspannungsquelle 43 und einen Vergleicher 42 auf. Der Takt- und
D-Eingangsanschluß des D-Flip-Flop 39 ist mit den Ausgangsanschlüssen der Wellenformerschaltung 22
bzw. 23 verbunden, und dessen Ausgangsanschluß ist mit dem Eingangsanschluß des monostabilen Multivibrators
40 verbunden. Der Monostabile Multivibrator 40, dessen Ausgangsanschluß mit dem anderen Eingangsanschluß
des Integrators 41 verbunden ist, wird entsprechend dem Ausgangsimpuls von dem D-Flip-Flop
39 angesteuert, um Impulse mit einer vorbestimmten Impulsbreite zu erzeugen.
Der Integrator 41, dessen Ausgangsanschluß mit einem der Eingangsanschlüsse des Vergleichers 42
verbunden ist, integriert das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 40 und hält das integrierte
Signal bis das Rückstellsignal angelegt wird. Die
Bezugsspannungsquelle 43 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des Vergleichers 42 verbunden. Der
Vergleicher 42 vergleicht die Ausgangssignalspannung des Integrators 41 mit der von der Bezugsspannungsquelle
43 angelegten Bezugsspannung, so daß nur dann, wenn die Spannung des Integrators größer ist als die der
Bezugsspannungsquelle, der Vergleicher 42 das Signal an die Entscheidungseinrichtung VII abgibt.
Die Entscheidungseinrichtung VII weist rechts und links UND-Glieder 44 und ein UND-Glied 45 auf; vier
Eingangsanschlüsse der UND-Glieder 44 sind mit den Ausgangsanschlüssen der Vergleicher 36,37,34 und 42
in der den Kollisionsabstand bestimmenden Einrichtung
III, der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung
IV, der die Relativgeschwindigkeit bestimmenden Einrichtung V bzw. der die Richtung bestimmenden
Einrichtung IV verbunden, so daß nur dann, wenn die Ausgangssignale dieser Vergleicher gleichzeitig an die
UND-Schaltungen 44 angelegt sind, die UND-Schaltung 45 das Kollisionssignal zum Betätigen und
Auslösen der Einrichtung 46 gibt.
An Hand der F i g. 6A bis 6E und 7 wird im folgenden die Arbeitsweise der vierten Ausführungsform beschrieben;
hierbei sind in F i g. 7 die Wellenformen der Signale an verschiedenen Punkten des in Fig.6A bis 6E
dargestellten Schaltungsdiagramms wiedergegeben.
In der die Welle verarbeitenden Einrichtung I wird die Welle, die mittels des Modulators 12 frequenzmoduliert
ist, über die Sendeantenne 9 in Richtung auf einen Gegenstand abgestrahlt; die von einem Gegenstand
reflektierte Welle wird von der Empfangsantenne 10 empfangen und der ersten Mischstufe 14 zugeführt. In
dieser Mischstufe wird die empfangene Welle mit einem Teil der gesendeten Welle gemischt, und das Ausgangssignal
wird an den Breitbandverstärker 16 in deir Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II abgegeben.
In der die Analogsignale verarbeitenden Einrichtung II wird das Signal der ersten Mischstufe 14 mittels des
Breitbandverstärkers 16 verstärkt. Das Ausgangssignal des Breitbandverstärkers 16 ist das durch die Gl. (1)
wiedergegebene Signal, in dem die Dopplersignal-Komponente die Grundwellen-Komponente und
die harmonischen Oberwellen-Komponenten einander überlagert sind. Das Bandpaßfilter 17 läßt nur die in
F i g. 7 dargestellte Dopplersignal-Komponente βο
durch. In der zweiten Mischstufe 18 wird das Ausgangssignal des Breitbandverstärkers 16 mit dem
Ausgangssignal des Sinuswellengenerators 15 in der eine Welle verarbeitenden Einrichtung I gemischt,
wobei sich ein Ausgangssignal ergibt, in dem die in dem zweiten Glied der Gleichung (1) enthaltene Dopplersignal-Komponente,
die Grundwellen-Komponente und die harmonischen Oberwellen-Komponenten einander überlagert sind. Das Bandpaßfilter 19 läßt nur die in
Fig. 7 dargestellte Dopplersignal-Kompönente et
durch. Die Maxima der Ausgangssignale der Bandpaßfilter 17 und 19 sind proportional zu r/ofmr) und 2 rj\(m),
wie eindeutig aus Gl. (1) zu entnehmen ist.
Die Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzer 20 und 21 setzen die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 17 und 19
in die entsprechenden Gleichspannungssignale um. Die Wellen.fornwschaltungen 22 und 23 formen die
Rechtecksignale oder -Impulse um, deren Periodendauer gleich denen der Ausgangssignale der Bandpaßfilter
17 und 19 sind und deren Impulsbreiten und Amplituden konstant sind, wie in F i g. 6 durch die Wellenformen ei
und ej dargestellt ist.
Wenn der Zähler 24 zurückgestellt wird, stellt er das ÄS-Flip-Flop 25 ein, wenn er einen Impuls von der
Wellenformerschaltung 23 zählt, und gibt ein Signal ab, wenn er 15 Impulse gezählt hat Das Ausgangssignal
wird dem ODER-Glied 30 zugeführt, durch Verzögerungsschaltungen
31 und 32 zeitlich verzögert und an den Rückstellanschluß des Zählers 24 angelegt, so daß
der Zähler zurückgestellt wird. Das Rückstellsignal wird auch dann angelegt, wenn der Zähler 28 14 Impulse
zählt, so daß der Zähler 24 zurückgestellt wird. Der vorbeschriebene Vorgang wiederholt sich zyklisch. Die
vorbeschriebenen Schaltungsbauteile steilen die sogenannte »die Entscheidungszeit bestimmende Schaltung«
dar, die bei jeweils 15 Perioden des Dopplersignals zurückgestellt wird.
Die Taktimpulse von dem Taktimpulsgeneratcr 26 werden dem Zähler 28 über das UND-Glied 27 nur dann
zugeführt, wenn das ÄS-Flip-Flop 25 eingestellt wird.
Wenn der Zähler 28 14 Impulse zählt, gibt er ein Signal an das ODER-Glied 30 ab. Das Ausgangssignal wird
dann dem Rückstelleingang des Zählers 28 zugeführt, nachdem es zeitlich mittels der Verzögerungsschaltung
31 und 32 verzögert ist, so daß der Zähler 28 zurückgestellt wird. Der Zähler 28 wird aber auch
zurückgestellt, wenn der Zähler 24 15 Impulse zählt.
Wenn das Ausgangs- oder Verschiebungssignal an das Register 29 von der Verzögerungsschaltung 31 angelegt
ist, liest und hält das Register 29 das Ausgangssignal des Zählers 28 und überträgt es dann an den Digital-Analog-Umsetzer
33.
Das Ausgangssignal oder der Impuls des Taktimpulsgenerators 26 ist in F i g. 7 als Kurvenform e4 dargestellt,
während das an den Zahler 28 anzulegende Signal als Kurvenform es in Fig.7 dargestellt ist. Das Intervall
zwischen den Rückstellimpulsen e$ wird kleiner, je
höher die Relativgeschwindigkeit ist, und umgekehrt. Wenn die Relativgeschwindigkeit niedrig ist, ist das
rvall zwischen den Rückstelümpulsen gleich den 14
r5k impulsen. Die Anzahl der Ausgangsimpulse des
KSs 29 ist gleich der Anzahl der Taktimpulse, die
ehrend des Intervalls zwischen den Rückstelümpulsen ShIt sind, so daß sie größer werden kann, wunn die
Stlvgeschwindigkeit niedrig 1st und umgekehrt
rw Gleichspannungsumsetzer 33 gibt ein Gleichcnarlungsausgangssignal
ab, das umgekehrt propor-S
zu der Anzahl der Ausgangsimpulse des Registers So ut Die von der Bezugsspannungsquelle 47 angelegte
SzÜBSspannung ist die Ausgangsgleichspannung die
H ^latjvgeschwindigkeit von 30 km/h entspricht, so
Sfn nur dann, wenn die Rolativgeschwindigkeit über
8kin/h Hegt, der Vergleicher 34 das Signal an das
UND-Glied 44 in der Entscheidungseinrichtung VlI abS'den Kollisionsabstand bestimmende Einrichtung
il/tat in den Fi'g.6A bis 6E, 7 und 8 dargestellt. Die
■AäsMBgssignalspannungen. die von den
«Sel-Gleichspannungs-Umsetzern 20 und 21 in der
Sogsignale verarbeitenden Einrichtung II dem
virgleicher 35 zugeführt werden, werden in der - iität verändert, wie in F1 g. 8 durch die Kurven fur
Ί h dargestellt ist. Der Vergleicher 35 gibt das
1 ab wenn der Abstand zwischen einem Gegenctand
und einem Fahrzeug kleiner als ein Meter ist. nsbesondere wird das Intensitätsverhältn.s zwischen
den Ausgangssignalen der Wechsel-G e.chspar, nungs-Umsetzer 20 und 21 in der Analogsignale
Seilenden Einrichtung II in Abhängigkeit von dem 'Sand zwischen einem Gegenstand und einem
Fah zeug verändert, wie in Fig.4 dargestellt ist; die
Wechsel Gleichspannungs-Umsetzer 20 und 21 in der
vorliegenden Ausführungsform haben eine Inten-Sts-Entfernungs-Kennlinie,
wie in Fig.8 dargestellt
IStV Fig 8 ist die Entfernung auf der Abszisse und die
relative Intensität auf der Ordinate aufgetragen. Der
Auseang des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers J? mit h und der des Wechsel-Gleichspannungs-Umetzers
21 mit /, bezeichnet. Die relativen Intensitäten J0
und h sind in einem Abstand von einem Meter konstant
Se aus den Kurven zu ersehen ist. Der Vergleichet^35
ribt dann ein Signal ab, wenn der Abstand zwischen e nem Gegenstand und einem Fahrzeug kleiner als ein
lider den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung
IV vergleicht der Vergleicher 37 die Signalspannung des Wechsel-Gleichspannungs-Umsetzers 21 in der Analogsignale
verarbeitenden Einrichtung II mit der von der Bezugsspannungsquelle 38 zugeführten Bezugsspannung
so daß nur dann, wenn die Spannung des Umsetzers größer als die der Bezugsspannungsquelle
Ut der VergTeicher 37 ein Signal an das UND-Glied
abgibt Die Bezugsspannung ist auf die Spannung eingestellt, wenn der Abstand zwischen einem Gegen-
and und einem Fahrzeug zwei Meter beträgt so daß der Vergleicher 37 das Signal abgibt, wenn der Abstand
kleiner als etwa zwei Meter ist.
Die in Fig.7 dargestellten Ausgangss.gnal-Wellenformen
ft und ft der Wellenformerschaltungen 22 und 23 sind die Wellenformen, die anliegen, wenn sich ein
Gegenstand in Richtung auf ein Fahrzeug bewegt, d. h. wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem
Gegenstand abnimmt. Wenn sich e·" Gegenstand von
dem Fahrzeug wegbewegt, ist die Wellenform ft de. wSlenformerichal.ung 23 ^^^,^Ση
cianalo Her Wellenformerschaltungen 22 und 23 sind an
die Takteingangsanschlüsse des D-Flip-Flops 39 angelegt, so daß das D-Flip-Flop 39 ein Signal mit der
Wellenform e6 abgibt (Fig. 7).
Dieses Ausgangssignal wird an den monostabilen Multivibrator 40 angelegt, so daß die Anstiegszeit der
Ausgangsimpulse des monostabilen Multivibrators 40 mit der der Anstiegsimpulse e6 des D-Flip-Flops 39
übereinstimmt, wie durch die Kurvenform ei in F i g. 7
dargestellt ist. Die Ausgangsimpulse e? mit einer konstanten Impulsbreite werden an den Integrator 41
angelegt. Die an den Vergleicher 42 angelegte Ausgangssignalspannung des Integrators 41 ist proportional
der Anzahl Ausgangsimpulse des monostabilen Multivibrators 40, wie durch e* in F i g. 8 dargestellt. (In
der Praxis ist die Ausgangswellenform ea stufenförmig;
der Einfachheit halber ist die Wellenform eg aber durch
eine gerade Linie in F i g. 7 dargestellt.)
Entsprechend dem Rückstellsignal wird der Integrator
41 gelöscht oder zurückgestellt, und der vorbeschriebene Vorgang wird in derselben Weise zyklisch
wiederholt. Die von der Bezugsspannungsquelle 43 angelegte Bezugsspannung wird auf die Ausgangsspannung
eingestellt, wenn 12 Eingangsimpulse von dem Integrator 41 integriert sind, so daß der Vergleicher 42
ein Signal an das UND-Glied abgibt, wenn mehr als 12
Impulse an den Integrator zugeführt werden.
Wenn sich ein Gegenstand von dem Fahrzeug wegbewegt, ist die Ausgangssignalspannung des D-Flip-Flops
39 Null, so daß der Vergleicher 42 kein Ausgangssignal an das UND-Glied abgibt.
Die die Richtung bestimmende Einrichtung gemäß der Erfindung gibt also nur dann ein Signal ab, wenn sich
ein Gegenstand in Richtung auf das Fahrzeug bewegt; sie gibt kein Signal ab, wenn sich ein Gegenstand von
dem Fahrzeug entfernt. Die Einrichtung Vl bestimmt eine Richtung einer Relativbewegung des Gegenstandes
bezüglich des Fahrzeuges.
In der Entscheidungseinrichtung VlI gibt das UND-Glied 44 ein Signal nur dann ab, wenn die
Ausgangssignale der Vergleicher 34, 36, 37 und 42 der Einrichtungen V, III, IV und VI zum Bestimmen der
Relativgeschwindigkeit, des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels bzw. der Richtung gleichzeitig an das
UND-Glied 44 angelegt sind. Das UND-Glied 45 gibt ein Signal nur dann ab, wenn sowohl die rechten als auch
die linken UND-Glieder 44 Signale abgeben, so daß die mit der Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen
gemäß der Erfindung gekoppelte Sicherheitsvorrichtung unter vorbestimmten Bedingungen zur
optimalen Zeit betätigt werden kann.
Wenn die rechten und linken Einrichtungen 111, IV, V,
, Vl und VIl zum Bestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels, der Relativgeschwindigkeit, sowie der
Richtung gleichzeitig Signale an die Entscheidungseinrichtung VlI abgeben, dann gibt diese dar. Kollisionssignal ab, wodurch die Sicherheitseinrichtung betätig'
und ausgelöst wird. Die unbeabsichtigte Betätigung dei Sicherheitseinrichtung infolge von Änderungen dei
Reflexionsfaktoren und der Formen der Gegenstände wenii ein Gegenstand nur die Bahn eines Fahrzeug
kreuzt, oder wenn das Fahrzeug an einem Gegenstam vorbeifährt, so daß kein Zusammenstoß stattfinde
kann, oder wenn sich ein Fahrzeug mit einer niedrige Geschwindigkeit bewegt oder steht, so daß der Fahre
selbst bei einem Zusammenstoß nicht erstlich verlcti wird, ist hierdurch verhindert.
Weiterhin kann mit dem Verfahren gemäß d< Erfindung zur Messung des Abstandes zu cinei
23 17
Gegenstand ein Gegenstand auch in sehr geringer Entfernung, beispielsweise in einer Entfernung von
einem oder zwei Metern von einem Fahrzeug mit einer außerordentlich großen Genauigkeit bestimmt werden,
so daß selbst, wenn ein Fahrzeug mit einem anderen Fahrzeug bei sehr hoher Geschwindigkeit kollidiert, die
Sicherheitseinrichtung zu dem optimalen Zeitpunkt betätigt werden kann. Bei dem in der Erfindung
verwendeten Radarsystem ergibt sich dasselbe Intensitätsverhältnis bei zwei unterschiedlichen Entfernungen
zu einem Gegenstand; diese Schwierigkeit kann aber durch die Anordnung der Sende- und Empfangsantennen
9 und tO und mittels der den Minimalpegel bestimmenden Einrichtung Vl gemäß der Erfindung
vermieden werden.
Bei der vierten Ausführungsform wird der Abstand eines Fahrzeugs zu einem Gegenstand nicht immer
gemessen, sondern es wird ein System verwendet, mit dem bestimmt wird, ob ein Gegenstand innerhalb einer
vorbestimmten Entfernung vorhanden ist oder nicht. Die Ergebnisse bei der Vorrichtung zum Vorbestimmen
von Zusammenstößen gemäß der Erfindung sind im wesentlichen denen der bekannten Einrichtungen
ähnlich, bei denen immer der Abstand zu einem Gegenstand gemessen wird. Darüber hinaus ist der
elektronische Schaltungsaufbau einfacher; die Vorrichtung arbeitet zuverlässiger und betriebssicherer und ist
noch dazu preiswerter herzustellen.
Weiterhin ist die Relativgeschwindigkeit V so ausgelegt, daß kein Signal abgegeben wird, wenn die
festgestellte Relativgeschwindigkeit kleiner als 30 km/h ist. Mit anderen Worten, die die Relativgeschwindigkeit
bestimmende Einrichtung V gibt ein Signal nur dann ab, wenn die Sicherheitseinrichtung unbedingt betätigt
werden muß, d. h. wenn die Relativgeschwindigkeit in einem Bereich zwischen 30 km/h und 100 km/h liegt, so
daß das Frequenzband der von der Einrichtung V zu verarbeitenden Signale schmal sein kann. Hierdurch
wird der elektrische Schaltungsaufbau erheblich einfacher und demgemäß auch zuverlässiger und betriebssicherer;
auch ist die Vorrichtung preiswerter herzustellen. Die die Entscheidungszeit festlegende Schaltung mit
dem Zähler 24 und dem KS-Flip-Flop 25 gibt als eine
Zeiteinheit (20 cm in Entfernungsangaben ausgedrückt) 15 Perioden des Dopplcrsignals ab, so daß nur dann,
wenn einige der 15 Wellen durch Rauschen verzerrt sind, auf Grund der Wirkung der Integration die
unbeabsichtigte Betätigung der Sicherheitseinrichtung
verhindert werden kann. Wenn, wie in der vorliegenden Ausführungsform, Mikrowellen von 10 GMz verwendet
werden, kann die Intensität der Welle, die von einem Gegenstand mit komplizierteren Formen, wie beispielsweise einem Fahrzeug, reflektiert wird, beträchtlich bis
auf ein Minimum von jeweils 50 cm unterdrückt werden; die Unterdrückung entspricht ober nur einigen der 15
Perioden des Dopplcrsignals, so daß die unbeabsichtigte
Betätigung der Sicherheitsvorrichtung ebenfalls verhindert werden kann.
Zusätzlich zu den beschriebenen Merkmalen und Vorteilen weist die Erfindung noch die folgenden
Merkmale gegenüber einem System auf, bei dem die
Zelt gemessen wird, die verstreicht, bevor der
Zusammenstoß stattfindet!
I. Die Sicherheitseinrichtung wird bctlltlgt, wenn
unabhängig von der Relatlvgeschwlndigkelt der Abstand zu einem Gegenstand kleiner ab ein vorbestlmm·
(cr Absland Ist, so diiß die die Relatlvgesehwindlgkclt
bestimmenden und berechnenden Schaltungen nicht benötigt werden. Dadurch wird der elektronische
Schaltungsaufbau der Erfindung einfach und diese dadurch insgesamt wirtschaftlich. Darüber hinaus ist die
Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung insbesondere für ein Fahrzeug
geeignet, das nicht mit hoher Geschwindigkeit fährt.
2. Bei der Vorrichtung zum Vorbestimmen des Zusammenstoßes, bei der die Zeit gemessen wird, bevor
ein Fahrzeug mit einem Gegenstand zusammenstößt, ist
ίο eine Kompensationseinrichtung erforderlich, um das
richtige Auslösen und Betätigen in dem gesamten erfaßten Bereich unabhängig von der Lage und dem
Winkel des Gegenstandes sicherzustellen, der in den erfaßten Bereich eindringt. Eine solche Kompensationsschaltung
ist bei der Vorrichtung zum Vorbestimmen von Zusammenstößen gemäß der Erfindung nicht
erforderlich.
In den vorbeschriebenen Ausführungsformen ist ein ganz bestimmtes Radarsystem verwendet, mit dem der
Abstand zu einem Gegenstand auch in geringer Entfernung mit hoher Genauigkeit bestimmt und zwei
unterschiedliche Abstände zu einem Gegenstand aus demselben Intensitätsverhältnis erhalten werden; hierauf
ist die vorliegende Erfindung aber selbstverständlich nicht beschränkt. Genauso gut kann irgend ein anderes
entsprechendes Radarsystem, das den Abstand aus einer Phasendifferenz bestimmt, wie beispeilsweise ein
AM-Radarsystem oder ein mit zwei Frequenzen arbeitendes Radarsystem bei der vorliegenden ErHndung
zu der Bestimmung verwendet werden, ob der Abstand von einem Fahrzeug zu einem Gegenstand
kleiner ist als ein vorbestimmter Abstand oder nicht, um dadurch eine Sicherheitsvorrichtung zu einem optimalen
Zeitpunkt zum Schutz eines Fahrers im Falle eines Zusammenstoßes zu betätigen.
Darüber hinaus kann der vorbestimmte Abstand, bei dem die Sicherheitseinrichtung betätigt wird, entsprechend
eingestellt werden. In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind bistatische Radarsysteme
mit zwei Sende- und zwei Empfangsantennen beschrieben worden; bei der Erfindung kann ober auch irgendein
bistatisches Radarsyslem mit einer oder mehr Sende- und Empfangsantennen verwendet werden.
Liste der übersetzten, den entsprechenden Bezugszeichen
zugeordneten, in den Zeichnungen in englischer Sprache enthaltenen Begriffe;
I Die Welle verarbeitende Einrichtung
H Analogsignale verarbeitende einrichtung
so Ul Kolllsipnsabstand bestimmende Einrichtung IV Mlrilmalpegcl bestimmende Einrichtung V Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung
so Ul Kolllsipnsabstand bestimmende Einrichtung IV Mlrilmalpegcl bestimmende Einrichtung V Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung
Vl Rlchtungbestlmmcndo Einrichtung
VII Entscheidungseinrichtung
VIII Betätigungseinrichtung
9/iO Antenne
II Koppcleinricluung
12 Modulator
13 Mlkrowellcnoszlllator
14 erste Mlschstufc
15 Slnuswollengcnorator
16 Breitbandverstärker
17 Bnndpnßfllter
6s 18 zweite Mlschsttife
19 Bandpaöfllter
20/21 Wechscl-OlelchspannungS'Umsei/.er
22/23 Wellcnformerschallung
23
24 Zähler
25 ÄS-Flip-Hop
26 Taklimpulsgcncrator
27 UND-Glied
28 Zähler
29 Register
30 ODER-Glied
31/32 Vcrzögcrungsschaltung 33 Digital-Analog-Umsetzer
24
34/35/37 Vergleichen
38 Bezugsspannungsquellc
39 D-Hip-Flop
40 Monostabilcr Multivibrator
41 Integrator
42 Vcrglciehcr
43 Bczugsspannungsqucllc
44/45 UND-Glied 46 Betätigungseinrichtung
Hierzu H) Blatt Zeichnungen
Claims (8)
- Patentansprüche:!. Vorrichtung zum Vorbestimmen vor Fahrzeugzusammenstößen mit einer Einrichtung zum Aussenden einer Welle in Richtung auf einen Gegenstand mittels einer Sendeantenne, zum Empfangen einer von dem Gegenstand reflektierten Welle mittels einer Empfangsantenne und zum Erzeugen einer niederfrequenten Welle durch Mischen der ausge- ι ο sendeten und empfangenen Wellen, wobei die Sendeantenne so an einem Fahrzeug angebracht ist, daß die Achse des Strahlungsdiagramms der Empfangsantenne sich mit dem der Sendeantenne in einem vorbestimmten Bereich schneidet, mit einer Analogsignale verarbeitenden Einrichtung zum Verarbeiten der niederfrequenten Welle und des aus der niederfrequenten Welle erhaltenen Dopplersignals, und mit einer Einrichtung zum Bestimmen der Intensität des aus der niederfrequenten Welle erhaltenen Dopplersignals, dadurch ge ken η z e i c h η e t, daß die Vorrichtung eine Einrichtung (IV) zum Erzeugen eines Signals aufweist, wenn die Intensität des Dopplersignals einen vorbestimmten Minimalpegel erreicht, um auf diese Weise festzustellen, ob der Gegenstand (m) in einen durch die Lage und die Winkel der Sende- und Empfangsantennen (9, 10) festgelegten, vorbestimmten Empfangsbereich eindringt, daß die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (IH) aufweist, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug (M) und dem Gegenstand (m) mit Hilfe der Signale von der Anologsignale verarbeitenden Einrichtung (II) zu bestimmen, welche unabhängig von der Intensität des Dopplersignals sind, und um ein Signal zu erzeugen, wenn der Gegenstand (m) in einen vorbestimmten Entfernungsbereich eindringt, und daß die Vorrichtung schließlich noch eine Entscheidungseinrichtung (VH) zum Erzeugen eines Signals aufweist, wenn die Einrichtungen (III, IV) zum Bestimmen des Abstandes und des Minimalpegels gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben, woraus dann ein Zusammenstoß des Fahrzeugs (M) mit dem Gegenstand (m) bestimmt wird.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (V) zum Bestimmen der Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) und zum Erzeugen eines Signals, wenn die Relativgeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht; und eine Entscheidungseinrichtung (VII) zum Erzeugen eines Signals, wenn die Einrichtungen (IH, IV und V) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels und der Relativgeschwindigkeit gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (Vl) zum Bestimmen der Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) und zum Erzeugen eines Signals, wenn sich der Gegenstand (m) dem Fahrzeug (M) nähert, und eine Entscheidungseinrichtung (VII) zum Erzeugen eines Signals, wenn die Einrichtungen (III, IV und VI) zum Bestimmen des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels und der Richtung gleichzeitig jeweils ein Signal abgeben.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (VI) zum Bestimmen der Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes ^bezüglich des Fahrzeugs (M), und zum Erzeuget eines Signals, wenn sich der Gegenstand (m) den Fahrzeug (M) nähert, und eine Entschfiidungsein richtung (VII) zum Erzeugen ein.es Signals, wenn die Einrichtungen (III, IV, V und VI) zum Vorbestimmer des Kollisionsabstandes, des Minimalpegels, dei Relativgeschwindigkeit und der Richtung jeweils eir Signal abgeben.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der den Kollisionsabstanc bestimmenden Einrichtung (III) das Intensitätsverhältnis der Maximalwerte von wenigstens zwei Dopplersignalen berechnet und ein Signal erzeug! wird, wenn das Intensitätsverhältnis einen vorbestimmten, dem vorbestimmten Abstand entsprechenden Werterreicht.
- 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) die Kr^isfrequenz des DopplersignaJs bestimmt, um daraus die Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes (7n,Jbezüglich des Fahrzeugs (M)zxx bestimmen.
- 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Richtung bestimmende Einrichtung (VI) die Phasenbeziehung zwischen wenigstens zwei Dopplersignalen bestimmt, um daraus die Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M)zu bestimmen.
- 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Relativgeschwindigkeit bestimmende Einrichtung (V) die Kreisfrequenz des Dopplersignals bestimmt, um daraus die Relativgeschwindigkeit des Gegenstandes (m) bezüglich des Fahrzeugs (M) zu bestimmen, und eine die Richtung bestimmende Einrichtung (VI) die Phasenbeziehung zwischen mindestens zwei Dopplersignalen bestimmt, um daraus die Richtung der Relativbewegung des Gegenstandes (m) bezüglichdes Fahrzeugs (M)zn bestimmen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP47035338A JPS5227889B2 (de) | 1972-04-08 | 1972-04-08 | |
JP3533872 | 1972-04-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2317385A1 DE2317385A1 (de) | 1973-10-18 |
DE2317385B2 DE2317385B2 (de) | 1976-12-09 |
DE2317385C3 true DE2317385C3 (de) | 1977-07-28 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2734998C2 (de) | Doppler-Radar-System für Fahrzeuge zur Verhinderung von Zusammenstößen | |
EP2698648B1 (de) | Verfahren zur Klassifizierung von fahrenden Fahrzeugen | |
DE2317384C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung eines drohenden Zusammenstoßes eines Fahrzeugs mit einem Gegenstand | |
EP2507649B1 (de) | Verfahren zum eindeutigen bestimmen einer entfernung und/oder einer relativen geschwindigkeit eines objektes, fahrerassistenzeinrichtung und kraftfahrzeug | |
DE2143406C3 (de) | Dopplerradargerät | |
EP2044459B1 (de) | Winkelauflösender radarsensor | |
DE3028076A1 (de) | Radarsystem fuer fahrzeuge | |
EP0970390A1 (de) | Verfahren zur bestimmung des senkrechten abstandes zwischen einem objekt und einer sich örtlich verändernden einrichtung | |
DE19839942C2 (de) | Einparkhilfe für ein Kraftfahrzeug | |
DE2408333A1 (de) | Einrichtung zur abstandsmessung | |
DE2265444C2 (de) | Einrichtung zur Messung des Abstandes eines Gegenstandes von einem Landfahrzeug | |
DE2553302A1 (de) | Rueckstrahlortungsgeraet, insbesondere fuer kraftfahrzeuge | |
DE2158793B2 (de) | Einrichtung zum Messen und Anzeigen des Abstandes und/oder der Abstandsänderung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Hindernis | |
DE2635952B2 (de) | WegmeBsystem für streckengebundene Fahrzeuge unter Verwendung eines Doppier-Radargerätes | |
DE2327186C2 (de) | Rückstrahl-Meßgerät | |
DE19754220B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer bevorstehenden oder möglichen Kollision | |
DE3835510C2 (de) | Nach dem Doppler-Prinzip arbeitende Vorrichtung zur Ermittlung der von einem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke | |
EP0403954B1 (de) | Einrichtung zur Gleisfreimeldung im Eisenbahnwesen | |
DE2317385C3 (de) | Vorrichtung zum Vorbestimmen von Fahrzeugzusammenstößen | |
DE1805993A1 (de) | Vorrichtung zur Entfernungsmessung | |
DE2512075A1 (de) | Anordnung zur gewinnung von informationen ueber die bewegung eines fahrzeugs | |
DE3910537A1 (de) | Verfahren zur kollisionsvermeidung in anlagen mit fahrerlos gefuehrten fahrzeugen sowie fahrzeugausruestung fuer fahrzeuge zur durchfuehrung dieses verfahrens | |
DE2317385B2 (de) | Vorrichtung zum vorbestimmen von fahrzeugzusammenstoessen | |
DE2317465C3 (de) | Vorrichtung zum Vorbestimmen von FahrzeugzusammenstöOen | |
DE2317465B2 (de) | Vorrichtung zum vorbestimmen von fahrzeugzusammenstoessen |