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Brems- und Gaspedalanordnung mit Beeinflussung durch eine außerhalb
eines Fahrzeuges gelegene Fernmeldeanlage Die Erfindung betrifft allgemein Brems-
und Gaspedalanordnungen für Fahrzeuge, die von einer außerhalb der Fahrzeuge angeordneten
Fernmeldeanlage gesteuert oder beeinflusst werden.
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Die Fernmeldeanlage sendet verschlüsselte Signale aus, die die Geschwindigkeitsgrenze
anzeigen, und die von einem fahrenden Fahrzeug empfangen und sichtbar angezeigt
werden, während die Fahrgeschwindigkeit selbsttätig begrenzt wird.
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Bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug kann der Fahrer ohne Beachtung
der Geschwindigkeitsbegrenzung fahren, sofern er dies nicht tun will. Bekanntlich
ist ein hoher Prozentsatz von Unfällen auf die Uberschreitung von Geschwindigkeitsbegrenzungen
zurückzuführen, und eine große Anzahl von Unfällen könnte vermieden werden, wenn
das Fahrzeug von außen her kontrolliert werden
könnte, um eine Uberschreitung
der vorgeschriebenen Fahrgeschwindigkeit zu verhindern. Die Erfindung sieht vor,
eine Umgehung der gesetzlichen Vorschriften durch den Fahrer einzuschränken, obwohl
der Fahrer das Fahrzeug bis zur vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit fahren kann.
Die Geschwindigkeit stellt den kontrollierbaren Faktor dar, der von der erforderlichen
Leistung unabhängig ist, beispielsweise bei der Beförderung eines schweren Last
bergauf und bergab.
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Obwohl für die Steuerung eines Kraftfahrzeuges normalerweise Pedale
vorgesehen sind, die vom Fahrer betätigt werden, so sind Jedoch einige Fahrzeuge
mit Steuerungsmitteln versehen, die von Hand betätigt werden. Die Erfindung betrifft
beide Betätigungsarten, so dass der Ausdruck "von Hand oder manuelle' sich auch
auf eine Fußbetätigung beziehen soll.
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Die Erfindung sieht die Begrenzung der aeschwindigkeit eines Fahrzeuges
durch ein verschlüsseltes Signal vor, das von einer außerhalb des Fahrzeuges gelegenen
und von einem Fahrer nicht beeinflussbaren Quelle ausgesendet wird. Obwohl verschiedene
Arten von Signalen, Detektoren und Steuermittel verwendet werden können, so wird
bei der nachstehend beschriebenen Busführungsform der Erfindung ein tonfrequenzmoduliertes
L.agnetfeld verwendet, das von einer Einrichtung am Fahrzeug empfangen und entschlüsselt
wird, und das die Geschwindigkeitsgrenze anzeigt.
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Diese Geschwindigkeitsgrenze wird mit der tatsächlichen Geschwindigkeit
verglichen, und bei Unterschreiten der Geschwindigkeitsgrenze erfolgt keine Beeinflussung
des Fahrzeuges.
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Überschreitet jedoch die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit die Geschwindigkeitsgrenze,
so wird die Verbindung zwischen dem Pedal oder der Handsteuerung mit dem Antrieb
des Fahrzeuges unterbrochen, und die Steuerung der Kraftanlage bewegt sich in die
Leerlaufstellung. Solange die tatsächliche Geschwindigkeit die Geschwindigkeitsgrenze
überschreitet, solange bleibt die genannte Verbindung unterbrochen und kann erst
wieder hergestellt werden, bis die Fahrgeschwindigkeit auf die zulässige Fahrgeschwindigkeit
abgesunken ist oder diese unterschreitet.
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Ein besonderer Zeiger am Tachometer zeigt Jederzeit die
Geschwindigkeitsgrenze
an. Wenn gewünscht kann bei liberschrei ten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit
ein Blinklicht aufleuchten, und ferner kann eine Betätigung der Bremsen erfolgen,
um die Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit zu ünterstützen.
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Lit dem äußeren kodierten Signal können mehrere Geschwindigkeiten
unter Einschluss von "Halt" vorgeschrieben werden, und bei dem noch zu beschreibenden
Ausführungsbeispiel wird die &eschwindigkeitsgrenze von der Tonfrequenz angezeigt,
die zum Modulieren des agnetfeldes benutzt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird eine einfache Speichereinrichtung
benutzt, in der die letzte übermittelte Höchstgeschwindigkeitsgrenze gespeichert
wird. Die Geschwindigkeitsbegrenzung bleibt wirksam, bis sie durch eine neue Geschwindigkeitsbegrenzung
ersetzt wird, die gespeichert wird.
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Infolgedessen bleiben Fahrzeuge, die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
ausgestattet sind, Jederzeit unter Geschwindigkeitskontrolle.
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Wird die anlage durch einen beweglichen Sender, z.B. in einem Polizeifahrzeug,
erweitert, so kann durch Aussenden eines besonderen Signals ein anderes Fahrzeug
veranlasst werden, zu halten oder den Anweisungen der Polizei zu folgen.
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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beliegenden
Zeichnungen ist die Fig.1 eine Ubersicht über eine zur Zeit bevorzugte busführungsform
einer Gaspedalsteuerung, die von einer äußeren Fernmeldeanlage nach der Erfindung
beeinflusst werden kann, wobei die Tabelle 1 Durchschnittswerte für die in der Fig.1
angegebenen Signale anzeigt, Fig.2 eine schaubildliche Darstellung einer Verriegelungsmechanik,
die insbesondere für ein herkömmliches Gaspedal eingerichtet ist, und die Fig.3
eine schaubildliche Darstellung einer anderen Ausführung einer Verriegelungsmechanik
für ein Gaspedal.
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Die gesamte Anlage enthält als Grundelemente eine Verriegelungs-
oder Sperrmechanik der genannten Art, einen Sender, einen im Fahrzeug angebrachten
8mpfänger, der die vom Sender ausgesendeten Signale empfängt, eine Instrumentenanoidnung
und eine ßteueranordnung im Fahrzeug, die mit dem empfänger in Verbindung steht
sowie mit der Instrumentenanordnung und der Verriegelungsmechanik.
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Der Sender wird normalerweise an einer Straße angeordnet und kann
beispielsweise aus einem Tonfrequenzgenerator mit einstellbarer Frequenz, aus einem
Kraftverstärker und aus mitteln bestehen, die das Tonsignal zu einem fahrenden Fahrzeug
ausstrahlen. Der Oszillator kann auf eine Frequenz von 500 bis 11000 Hz voreingestellt
werden, so dass ein Bereich erfasst wird, in dem beispielsweise acht Töne enthalten
sind, die für die Dekoderschaltungen im Kraftfahrzeug benötigt werden. Das Oszillatorsignal
mit einer Leistung von 10 - 25 Watt wird einer induktiven Schleife zugeführt, die
in das Straßenbett eingebettet, auf der Straßenoberfläche befestigt oder in der
Nähe der Straße angeordnet werden kann, so dass das Signal von dem Empfänger im
oder am Fahrzeug ohne Schwierigkeiten empfangen werden kann.
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Die am Fahrzeug angebrachten Steuer- oder Kontrollmittel bestehen
aus drei gesonderten Anordnungen und zwar aus einem Empfänger, aus der Kontrollanordnung
und aus der Instrumentenanordnung. Der Empfänger besteht natürlich aus einer für
den Empfang der in Betracht kommenden Stranlungsenergie besonders eingerichteten
Ausführung. Es kann daher beispielsweise eine lichtempfindliche Photozelle, ein
Radioempfänger oder ein magnetischer Sensor, z.B. ein Ferritstab, für den Empfang
der magnetischen Energie benutzt werden. Bei Verwendung eines Ferritstabes kann
dieser mit einer kleinen Wicklung versehen und an der Außenseite des Fahrzeuges
so angebracht werden, dass er auf die induktive Senderschleife ausgerichtet ist,
wobei sich im bertragungspfad keine Metallhindernisse befinden. Die Empfangsvorrichtung
kann daher am Boden des Fahrzeuges so angebracht werden, dass die Vorrichtung auf
die Straßendecke unter dem Fahrzeug ausgerichtet ist, wenn die induktive Schleife
in die Straßendecke eingelassen oder an dieser befestigt ist. Andererseits
kann
die Vorrichtung auch an einem oberen Teil des Fahrzeuges waagerecht angebracht werden,
wenn am Hand der Straße senkrechte Schleifen angeordnet sind. Es können auch mehrere
Schleifen verwendet werden, wenn mehr als eine Ausführung des Senders erwünscht
ist. Zu empfehlen ist die Verwendung einer einzelnen Schleife auf der Straßendecke
zum Überwachen eines auf der Straße fahrenden Fahrzeuges. Für den besten Empfang
des Signals ist die Anbringung der Vorrichtung nahe an der Straßenoberfläche erwünscht
mit einem ausreichenden Abstand nach allen Richtungen.
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Bei der bevorzugten Ausfahrungsform der erfindungsgemäßen Anlage
ist ein abgeänderter Tachometer vorgesehen, der an der Instrumentenplatte angebracht
und mit dem Tachometerkabel verbunden ist. Diese Anordnung ist mit Mittelnversehen,
die die gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit als auch die tatsächliche Geschwindigkeit
des Fahrzeuges anzeigen. Eine besondere Einrichtung verstärkt und entschlüsselt
das empfangene Signal und bestimmt die Höchstgeschwindigkeit, die e vom Sender an
der Straße ausgesendet wird. Das entschlüsselte Tonsignal bewirkt, dass ein Schalter
sich in eine Einstellung bewegt, der der von dem Ton dargestellten Weschwindigkeit
entspricht. Beispielsweise könnten acht mögliche Geschwindigkeiten und acht Schaltereinstellungen
von acht Frequenzen oder Tonsignalen dargestellt werden.
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Bei der Bewegung des Schalters in die entsprechende Einstellung leuchtet
eine von acht Lampen auf, die an der Skalenscheibe des Tachometers angeordnet sind,
so dass die vorgeschriebene Höchstgeschwindigkeit sichtbar angezeigt wird. Die eigentliche
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges wird in der herkömmlichen Weise von einem Zeiger
auf der Skala angezeigt. Die Rückseite des Zeigers kannreflektierend ausgebeildet
sind, so dass unsichtbare Infrarot signale , die von der Skalenscheibe des Tachometers
ausgesendet werden, zu photoelektrischen Sensoren reflektiert werden, die an der
Skalenscheibe an acht verschiedenen Stellen angeordnet sind. Je nach der Einstellung
des Zeigers auf der Skalenscheibe erzeugen diese Sensoren ein Signal, das der tat
sächlichen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges entspricht.
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Die Steuer- oder Kontrolleinrichtung enthält logische Schaltungen,
die die Fahrgeschwindigkeit nach der Einstellung des Zeigers
in
bezug auf das die Geschwindigkeitsgrenzen anzeigende entschlüsselte Signal bestimmen.
übersteigt die Fahrgeschwindigkeit die vorgeschriebene Höchstgeschwindigkeit, so
erzeugen die logischen Schaltungen ein Signal, das elektrische kittel in Betrieb
setzt, die Verbindung zwischen der Drosselklappe und dem Gaspedal unterbrechen.
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Nlit dem Ausgang aus der logischen Schaltung kann auch eine selbsttätige
Blinkanlage betätigt werden, die äußere Signallampen und die erforderlichen Warnlampen
in Betrieb setzt.
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Die in der Fig.1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgoiäßen
Anlage umfasst vier Anordnungen und zwar einen tragbaren Straßensender 10, eine
Ferritstabanordnung 12, eine Steuer- oder Kontrollvorrichtung 14 und eine Instrumentenanordnung
16. Diese Anordnungen enthalten elektronische Schaltungselemente, wie sie zurzeit
verwendet werden. Lit 18 und 20 sind mechanische Kupplungen bezeichnet und mit 22
ein induktives Ubertragungsglied.
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Die bevorzugte Ausführung des als Ganzes mit 10 bezeichneten Straßensenders
weist auf einen Tongenerator 24, einen Kra£tverstärker 26, eine induktive Ubertragungsschleife
28 und eine Stromquelle 30. Der Tongenerator 24 besteht aus einem Oszillator, mit
dem ein Sinuswellenausgang erzeugt werden kann, dessen wählbare Frequenz von der
am Standort erwünschten Höchstgeschwindigkeit abhängt. Die Wahl der Frequenz und
der gewünschten Geschwindiekeitsgrenze kann mittels eines an der Frontplatte angeordneten
Schalters 32 des Senders 10 ausgeführt werden. kit diesem Schalter wird der erforderliche
Ton gewählt, der im Labor vor dem Aufstellen des Gerätes an der Straße geeicht worden
ist.
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Der Ausgang des Tongenerators ist verhältnismäßig schwach und beträgt
in der Spitze 6 Volt, welche Spannung jedoch für den Betrieb des Kraftverstärkers
26 ausreicht, wie später noch beschrieben wird. Der Tonfrequenzgenerator umfasst
den Frequenzbereich von 500 - 11000 Hz und wird von Hand auf die Frequenzen und
damit auf die Höchstgeschwindigkeiten voreingestellt, die in der Tabelle 1 angeführt
und mit A - H an der Instrumentenanordnung 16 bezeichnet sind.
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Der Kraftverstärker 26 ist an eine geeignete Stromquelle angeschlossen
und verstärkt das gewählte rionsignal auf einen Pegel, der bestimmt wird von der
Anzahl der angeschlossenen induktiven Übertragungsschleifen. Beispielsweise kann
ein 25-Watt-Verstärker zugleich zwei induktive Ubertragungsschleifen mit einer Leistung
von mehr als 10 Watt und damit zwei Schleigen mit den Abmessungen 2,4 x 3,0 m betreiben,
die zwei Fahrbahnen überspannen, oder es kann auch eine größere einzelne Schleife
mit einer gleichwertigen Leistung betrieben werden.
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Es können viele verschiedene Kombinationen von induktiven übertragungsschleifen
und Verstärkerausführungen benutzt werden, u.a. auch Kraftverstärker mit höheren
Leistungen für den Betrieb größerer Schleifen, oder es können mehrere kleinere Schleifen
für mehrere Fahrbahnen verwendet werden sowie überzählige Reserveschleifen in derselben
Fahrbahn bei außerordentlich großer Unfallgefahr. In demselben Gehäuse können mehrere
Kraftverstärker angeordnet werden, so dass Geschwindigkeitsregulierungen in mehr
als einer Richtung bewirkt werden können.
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Die induktive Ubertragungsschleife 28 besteht aus ungefähr 10 Windungen
aus einem Draht Nr, 18, der zu einer Schleife mit den Abmessungen von ungefähr 2,4
x 3,0 s gewickelt ist und an der Straßenoberfläche angebracht der in die Straßendecke
eingebettet wird. Es können auch größere Schleifen verwendet werden.
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Bei Verwendung einer Schleife mit einer Lange von 3,0 m in der Fahrrichtung
ermöglicht eine Verschlüsselungszeit von 56 híllisekunden bis 0,7 Sekunden, wenn
das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 16 - 190 km/h über die Schleife fährt.
Selbst bei Geschwindigkeiten von mehr als 320 k/h ist mindestens ein Verschlüsselungsintervall
von 6 Millisekunden erforderlich für eine ausreichende Verschlüsselungszeit.
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Die induktive tbertragungsschleife 28 für eine bewegliche Anlage
besteht aus einer biegsamen Spulenanordnung mit einem Umfang von ungefähr 12 m in
einem Gummischlauch wie bei den herkömmlichen, vom Verkehr betätigten Fahrzeugzählern.
Diese Spulenanordnung kanEnder Straßendecke unter Verwendung von Kabeln, Bändern
oder anderen mitteln angebracht und mit dem
Kraftverstärker verbunden
werden. Diese Anordnung ist nur für bewegliche Anlagen empfehlenswert, da die Gefahr
einer Beschädigung durch den Straßenverkehr besteht. Es sind daher ortsfeste Anlagen
mit in die Straßendecke eingebeteten Schleifen vorzuziehen.
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Die gesamte Schleife weist einen Leistungsverbrauch von 10 bis 25
Watt auf. Da die Leistung in Form eines elektromagnetischen Feldes besteht und keine
bewegbaren Teile vorhanden sind, so ist am Orts des Senders kein Ton zu hören. Die
gesamte, zur Verfügung stehende Leistung wird an der gesamten Schleifenfläche verbraucht,
und die Temperatur an dieser Fläche wird nicht merklich erhöht.
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Die Stromquelle 34 versorgt den Tonfrequenzgenerator 24 und der Kraftverstärker
26 mit dem erforderlichen Strom und besteht aus einer Netzleitung (117 Volt Wechselstrom)
oder aus einer Batterie 30. Die Stromquelle 34 enthält ferner geeignete Mittel zum
Stabilisieren der Tonfrequenz bei veränderlichen Eingangsspannungen. Dies ist besonders
erforderlich bei höheren Yonfrequenzen, bei denen die Tontoleranz ungefähr 1 beträgt.
Der als Ganzes mit 12 bezeichnete Empfänger besteht im vorliegenden Falle aus einem
kleinen Ferritstab innerhalb einer Spule mit mehreren hundert Windungen eines dünnen
Drahtes. Der Empfänger ist in einem Gehäuse angeordnet und steht über ein abgeschirmtes
Kabel mit der Steuer- oder Kontrolleinrichtung in Verbindung. Vorzugsweise werden
Einstellmittel vorgesehen, mit denen die Lage des Empfängers in bezug auf die Lage
der Übertragungsschleife entwederauf der Straße oder bei senkrechter Anordnung der
Schleife am Straßenrand eingestellt werden kann. Im Normalfalle wird diese Einheit
an der Unterseite eines Fahrzeuges angebracht, so dass die elektromagnetische Strahlung
von der Straßenfläche aus aufgenommen werden kann. Um den besten Wirkungsgrad zu
erzielen, sollen sich zwischen dem Empfänger und der abstrahlenden Schleife keine
Metallgegenstände befinden.
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Je nach der Signalstärke der Straßensender, der zur Verfügung stehenden
Anbringungsmëglichkeiten usw. bestehen für die Ausgestaltung des Empfängers viele
andere liöglichkeiten. Der Empfänger
kann beispielsweise als eine
kleine Einschraubvorrichtung ausgestaltet und am Radgehäuse, am Fahrzeugrahmen,
am Stoßdämpfer oder an einem anderen Teil des Fahrzeuges angebracht werden.
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Es könnten auch mehrere solcher Sinrichtungen benutzt werden die verschiedenen
Richtungen zugewandt sind, und ferner könnten auch komplizierte Detektoren verwendet
werden, die auf Infrarot-oder Laserstrahlen ansprechen und einen verschlüsselten
Ton erzeugen, der für weitere Sicherheits- und Kontrollfunktionen erforderlich sein
kann.
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Die als Ganzes mit 14 bezeichnete Steuer- oder Kontrollanordnung
übt die folgenden Funktionen aus. Das empfangene Signal wird verstärkt. Die oafrequenx
wird in eines von acht Ausgangssignalen entschlüsselt, die entschlüsselts Geschwindigkeitsanforderung
wird in einem Speicher gespeichert, es wird ein Ausgang erzeugt, der die gewählte
Geschwindiskeitsgrenze anzeigt, die mit der tatsächlichen Geschwindigkeit verglichen
wird unter Verwendung logischer Schaltungen und Eingänge aus der Instrumentenanordnung,
es werden elektrische Mittel in Betrieb gesetzt, die die Verbindung zwischen Drosselklappe
und dem Gaspedal unterbrechen, wenn die Fahrgeschwindigkeit die verschlüsselte Geschwindigkeitsgrenze
überschreitet, und ferner ist vorgesehen, die Blinkanlage des Fahrzeuges in Betrieb
zusetzen, wenn das Gaspedal aus den genannten Gründen freigesetzt werden muss.
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Um die obengenannten Funktionen ausüben zu können werden bei der
Steuer- und Kontrolleinrichtung 14 vorzugsweise Festzustandsbauteile in allen Fällen
verwendet, mit Ausnahme des Permanentspeichers. Ein Achtstufenschalter stellt einen
Speicher für die letzte entschlüsselte Geschwindigkeitsgrenze dar, wenn das Fahrzeug
geparkt wird und die Zündung abgestellt ist. Unter Hinweis auf die Fig.1 wird nunmehr
jede einzelne Funktion der Schaltungselemente einer bevorzugten Ausfiihrungsform
beschrieben.
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Ein aus einer integrierten Schaltung bestehender Verstärker 36 verstärkt
das Signal aus dem Empfänger 12 auf einen zum Entschlüsseln geeigneten Pegel. Der
hohe Verstärkungsgrad des Verstärkers ermöglicht die Umwandlung eines schwachen
Singangssignals in ein Digitalsignal durch Sättigen des Verstärkers 36
zahl
von der Frequenz des verschlüsselten Tones abhängt. Die ankommenden Impulse werden
von einen zweistufigen Flipflopzähler gezählt, wobei am Eingang vier Impulse vorliegen
müssen, damit am Ausgang ein Impuls erzeu0t. Hierdurch können die in der Tabelle
1 angeführten Abstände und Toleranzen vorgesehen werden.
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Die Ausgangsimpulse aus dem Zähler wandern durch ein Schieberegister
in Form eines Ringzählers, wobei für je vier Singangsimpulse eine Verschiebung um
eine Stelle im Schieberegister erfolgt. Wenn der Impuls durch das Register wandert,
so aktiviert er eine von den acht Ausgangsleitern, die vom Dekoder abgehen.
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Die acht Ausgangsleiter werden zum Voreinstellen des als Speicher
dienenden Schrittschalters 48 benutzt, wie von der Zeitgebungsschaltung programmiert,
wie später noch beschrieben wird.
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£)ie bohrittschalterantriebsschaltung 50 und der Schrittschalter
48 stellen in der Auswirkung eine Speichereinrichtung dar, in der die letzte entschlüsselte
Geschwindigkeitsgrenze gespeichert wird, welche Speicherung während der Fahrt, nach
einem Parken des Fahrzeuges und nach Abschalten der Zündungerhalten bleibt. Die
Schaltung bewirkt die Einstellung des Schrittschalters auf eine der acht Einstellungen
in Abhängigkeit von dem den acht Dekoderausgangsleitungen zugeführten Signal und
von einem Signal aus der Zeitgebungd- und Programmschaltung 44.
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Der Schrittschalter weist auf einen Drehmagneten, eine Sperrzahnradanordnung
52, zwei Schaltkreise und eine Reihe von Unterbrecherkontakten. Die den Schrittschalter
betreibende Schaltung 50 besteht aus einer Festzustandstreiberstufe, die zwei zugleich
auftretende Eingangssignale benötigt, um die Schrittschalterspule über die Unterbrecherkontakte
mit Strom versorgen zu können. Der eine Eingang für die Treiberstufe 50 wird aus
der Zeitgebungsschaltung und der Programmeinrichtung 44 nach beendeter Entschlüsselung
empfangen und wird zum Eintragen eines neuen Grenzwertes in den Speicher benötigt,
während das andere erforderliche Eingangssignal über eine Anordnung von Ausschnitten
am Schrittschalter 48 empfangen wird. Dieses Signal liegt vor, wenn einer der acht
Leiter aus dem Tondekoder Strom erhält, und wenn der Schrittschalter nicht in der
entsprechenden Einstellung steht, bei der der Ausschnitt den Stromkreis unterbricht.
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bei den positiven Spitzen eines Wechselstromeingangssignals.
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Der Verstärker 36 wird aus der elektrischen Anlage 12 des Fahrzeuges
mit Strom versorgt, wobei die Spannung auf ungefähr 8 Volt herabgesetzt wird, um
Störgeräusche auszuschalten. Dies wird von einer Regelschaltung 38 durchgeführt,
in der Kombinationen aus Widerständen, Kondensatoren und Dioden verwendet werden.
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Diese Schaltung erzeugt ferner eine geregelte Gleichspannung von 5
Volt zum Versorgen einer weiteren integrierten logischen Schaltung innerhalb der
Steuer- und Kontrollanordnung, wobei die gleichen Filter- und Regelbauelemente verwendet
werden.
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Das begrenzte Tonsignal aus dem Tonverstärker 36 wird zugleich einem
Gattergenerator 40 und einer Gatterschaltung 42 zugeführt. Der Gattergenerator 40
überwacht die Amplitude und die Dauer des ankommenden Signals, damit zum ordnungsgemäßen
Antschlüsseln stets ein ausreichender Signalpegel zur Verfügung steht, so dass das
Signal einen Ton und nicht ein Störgeräusch darstellt. Dies kann mittels einer Integrationsschaltung
durchgeführt werden. Nach der Feststellung, dass ein Tonsignal vorliegt, erzeugt
der Gattergenerator 40 ein genaues Digitalgattersignal mit einer Dauer von 6 Millisekunden.
Dieses Signal wird zur Gatterschaltung 42 und zur Zeitgebungsschaltung 44 geleitet.
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Die Gatterschaltung 42 öffnet ein elektronisches Gatter für die Dauer
von 6 msec., so dass die Tonimpulse zum Qondekoder geleitet werden können. Die Anzahl
der Impulse, während dieser 6 msec durch das Gatter gelangen können, hängt von der
verschlüsselten Tonfrequenz nach der Tabelle 1 ab. Die Gatterschaltung 42 besteht
aus einer herköinnlichen integrierten Schaltung, die als Digitalschaltkreis arbeitet.
Das 6 msec dauernde Gattersignal setzt die Zeitgebungsstartschaltung in Betrieb,
die die Steuer-und Kontrollanordnung programmiert, wie später noch beschrieben wird.
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Der Tondekoder 46 besteht aus einem liingzäiller oder einem Schieberegister
in Form einer integraerten Schaltung Die Zeitgebungsschaltung 44 bewirkt eine Voreinstellung
der Schaltung auf den Wert Null. Bei Empfang eines Tonsignals und bei dem Öffnen
der Gatterschaltung für 6 msec werden von der Tonentschliiiselungsschaltung 46 mehrere
Singangsimpuls empfangen, zieren knn-
Im Betrieb versorgt die Treiberstufe
50 die Schrittschalterspule 52 mit Strom über den Unterbrecher, solange ein Eingang
zugleich aus dem Tondekoder und aus der Zeitgebungs- und Programmierungsschaltung
44 empfangen wird. Der Dekoder ermöglicht die Speicherung der gewünschten einstellung
durch den Schrittschalter 48.
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Im geeigneten Zeitpunkt des EntschlüsselungsprogrRmms versorgt die
Zeitgebungsschaltung 44 die Treiberschaltung 50 für den Schrittschalter mit Strom,
wobei in der Folge die Schrittschalterwicklung 50 über die Unterbrecherkontakte
Strom erhält. Wenn die Spule die Unterbrecherkontakte schließt und öffnet, so rückt
der Schrittschalter 48 schrittweise vor, bis die betreffende Einstellung erreicht
ist. Hiernach wird der Schrittschalter 48 außer Betrieb gesetzt und speichertmechanisch
die entschlüsselte Geschwindigkeitsgrenze. Ein am Schrittschalter 48 vorgesehener
Schaltkreis setzt Schauzeichen an der als Ganzes mit 16 bezeichneten Instrumentenanordnung
in Betrieb, wobei ein logisches Signal zum Kontrolieren des Fahrzeuges erzeugt wird,
wie später noch beschrieben wird.
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Die Zeitgebungs- und Programmierschaltung 44 bewirkt die erforderlichen
Verzögerungen, so dass die Weiterleitung, das Entschlüsseln und die Speicherung
in der ordnungsgemäßen Reihenfolge ausgeführt werden. Der Zeitgeber wird von dem
6 msec dauernden Gattersignal in Betrieb gesetzt und übt die folgenden Funktionen
aus. Bei Empfang eines Gattersignals wird das Löschsignal für den Tondekoder 46
entfernt, so dass dieser die über die Gatterschaltung 42 arikommenden Impulse zählen
und die Schrittschaltertreiberstufe 56 für 200 msec nach dem Öffnen der Gatterschaltung
42 mit Strom versorgen kann. Der Schrittschalter 48 kann daher den gewählten Dekoderausgang
heraussuchen.
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Ferner wird der Ausgang er Integrationsschaltung im Gatter generator
4G überwacht um derauszufinden, ob ein Tonsignal nicht vorliegt, wobei nur eine
Dekodersequenz pro ermitteltem Schleifensignal zugelassen wird, um ein fehlerfreies
arbeiten zu ermögliche, wenn das Fahrzeug sich von der Schleife entfernt.
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Ferner wird die '; ondekoderschaltung46 für das nächste verschlüsselte
Signal vorbereitet, und der Gattergenerator 40 wird für das nächste verschlüsselte
Signal vorbereitet.
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Die Zeitgebungsschaltung 44 übt die oben beschriebene Funktion aus
unter Verwendung einer Reihe von Differenzierschaltungen und integrierten Schaltungskreisen,
die als monostabile Lultivobratoren zusammengeschaltet sind und die notwendigen
Steuersignale erzeugen. Zum Ausüben dieser Zeitgebungsfunktionen stehen logische
Schaltungen zur Verfügung, da die Zeitgebungstoleranz bei jedem Intervall nicht
kritisch ist außer bei dem 6 msec dauernden Gattersignal. Zum Entschlüsseln von
Tonsignalen können weitere bekannte Verfahren bei herabgesetzter Kompliziertheit
angewendet werden, ermöglichen jedoch nicht die Verwendung tragbarer Geräte und
die Verwendung kleiner induktiver Schleifen oder StrahlunÕsvorrichtungen.
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Die logische Schaltung 54 ist tatsächlich ein Digitalkomparator,
der die Speicherstellung des Schrittschalters 48, die die Geschwindigkeitsgrenze
anzeigt, mit der Anzeige der tatsächlichen ?ahrgeschwindigkeit durch die Instrumentenanordung
vergleicht.
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Der Ausgang des Komparators besteht aus einem von zwei Spannungspegeln
oder logischen Zuständen, die anzeigen, ob die Fahrgeschwindigkeit größer als die
entschlüsselte r.escLwindigkeitsgrenze ist, oder ob die Fahrgeschwindigkeit gleich
der oder kleiner ist als die entschlüsselte Höchstgeschwindigkeit. Die überhöhte
Fahrgeschwindigkeit wird durch einen hohen Spam ungspegel oder eine logische "1"
dargestellt, während die normale Fahrgeschuindigkeit durch einen niedrigen Spannunspegel
oder eine logische "O" dargestellt wird.
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nine Treiberschaltung 56 reagiert auf das Ausgangs signal aus der
logischen Schaltung 54. übersteigt die Fahrgeschwindig keit die entschlüsselte Geschwindigkeitsgrenze,
so erzeugt die logische Schaltung 54 ein Signal mit einem hohen F'egel. Dieses Signal
versetzt die Treiberstufe 56 in den leitenden Zustand, wobei das Entkupplungsmittel
88, das dem Verbindungsmittel zwischen dem Gaspedal und der Drosselklappe zugeordnet
ist, bewirkt, dass der rotor im Leerlauf läuft. Die Treiberschaltung 56ist tatsächlich
eine Kombination aus einem Pegelschieber und einem Starkstromtreiber und wandelt
das logische 5-Volt-Signal in ein 12-Volt-Betriebssignal mit einer Stromstärke um,
die zum Inbetriebsetzen des Entkupplungsmittels 88 oder 114 nach
den
Figuren 2 und 3 ausreicht.
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Ein über den Leiter 62 geleiteter Ausgangsimpuls aus der xinheit
6C kann ferner ein Relais mit Strom versorgen, das eine herkömmliche Signalblinkanlage
in Betrieb setzt, die zu der von Hand betätigten otblinkanlage parallelgeschaltet
ist. In diesem Falle können am Relais besondere Kontakt vorgesehen werden, über
die eine Warnlampe am Instrumentenbrett mit strom versorgt wird. r einen fortgesetzten
Betrieb der Notblinkanlage kann der Ausgang der Treiberschaltung zum Linschalten
der beschriebenen schaltung benutzt werden.
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Zum Entschlüsseln der Tonsignale stehen noch weitere Verfahren zur
Verfügung, die bei der Zusammenstellung der Vorschriften für eine vielseitige Verwendung
der Anlage berücksichtigt werden sollten. Beispielsweise ermöglicht eine Verschlüsselung
der vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit in For@ von Tönen anscheinend bei der
Ausführung eines bekoders die größte Vielseitigkeit.
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Zum Entschlüsseln könnte eine Reihe von elektromechanischen Schwingfedern
benutzt werden, wenn die induktive Schleife so groß bemeseen ist, dass das Fahrzeug
150 msec in der Empfangs zone bei allen Geschwindigkeiten verbleibt. In diesem Falle
würden die mechanischen Federn in Resonanzschwingungen versetzt und über eine einfache
Schaltung könnte der Schalter in Bewegung gesetzt werden. Bei anderen Verfahren
zum elektronischen Entschlüsseln der Tonsignale werden kombinationen mit Zähler
und Dekoder usw. verwendet. wird die silage erst einmal allgemein verwendet, so
wurden zweifellos auch andere Ausführungen benutzt werden.
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Lie allgemein mit 16 zeieichnete Instrumentenanordnung enthält einen
abgeänderten Tachometer herkömmlicher Ausführung. Bei dieser Abänderung wird die
Zeigerwelle um ungefähr 6,35 mm verlungert, und ferner wird an der Vorderseite des
urspringlichen Tachometers eine um 6,35 mm abgeänderte Skalenscheibe agebracht.
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vveiterhin wird der Zeiger 64 so abgeändert, vfte in der Fig. 1 dargestellt.
Die Instrumentenanordnung zird vor) dem bereits vorhandenen Tachometerkabel mechanisch
angetrieben und elektrisch mit der als Ganzes mit 14 bezeichneten Steuer- und Kontrollanordnung
verbunden.
Die abgeänderte okalenscheibe kann aus bpoxidglas bestehen, die an den den Geschwindigkeiten
nach der Tabelle 1 entsprechenden Stellen mit lichtemittierenden Dioden Ä - H bestückt
ist. Diese Anzeigedioden leuchten auf bei der entschlüsselten llöchstgeschwindigkeitsgrenze,
die im Schrittschaltspeicher 48 gespeichert ist. Unter dem vom Zeiger 64 bestrichenen
Boden ist eine zweite Reihe von anzeigemitteln angeordnet, die beständig eine Infrarotstrahlung
aussenden. ninals ganzes mit 66 bezeichneter Shototransistorschalterist nahe an
jedem Infrarotstrahler angeordnete Die anordnungist so getroffen, dass die Infratorstrahlung
von der 2uckseitedes Zeigers 64 aus in den ehotoschalter reflektiert wird, wenn
aer Tachometer die in der Tabelle 1 angeführten Geschwindigkeiten anzeigt.
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Bei Verwendung dieser abwandlung kann der Techometer bei der entschlüsselten
Geschwindigkeit-beleuchtetwerden unter Benutzung einer der Anzeigemittel A - H,
und ferner kann die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit ermittelt werden unter Benutzung
an der anderen, aus Zeiger und ihotoschalterbestehenden itombination, die als Ganzes
mit 66 bezeichnet ist. Bei Verwendung dieser Abwandlung kann die Fahrgeschwindigkeit
ermitteltwerden, ohne die Tachometermechanik stärker zu belasten durch Benutzung
von Bürsten, Schleifringen, Zahnräder und dergleichen.
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Als mechanische merkmale der erfindung werden zweiBeispiele für eine
Verriegelungs- oder Sperrmechanik nach den Figuren 2 und 3 beschrieben. In jedem
Falle ist ein verschwenkbargelagertes Gaspedal vorgesehen, das vom Fahrer des Fahrzeuges
betätigt wird, und das normalerweise mit einer verschwenkbarenVerlängerbung verbunden
ist, die ihrerseits mit der Drosselklappe oder mit einem anderen Elittel zum Regulieren
des Laufes des Motors verbunden ist. Bei einem Signal, das die Überschreitung der
vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit anzeigt, wird jedoch die mechanische Verbindung
zwischen dem Gaspedal und der Verlängerung unterbrochen.
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Bei der in der Fig.2 dargestellten ersten Ausfiihrungsform ist das
gaspedal 68 an einem Arm 70 angebracht, der am oberen Ende von einer Welle 72 getragen
wird, die in einem ontageblock 74 drehbar gelagert ist. Die Welle 72 trägt am anderen
Ende
einen Kurbelarm 76, der sicn mit der zelle und mit dem Arm
70 dreht. dieneFeder 78 arückt den lirm7O und das Gaspedal nach der Fig.2 im Uhrzeigersinne
allgemein nach oben, so dass das Gaspedal in der herkömmlichen Weise betätigt werden
kam.
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All der Welle 72 ist ferner ein in bezug auf die zelle drehbarer
zusatz 80 angebrächt, der ein Verriegelungsglied 82 trägt.
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Der ansatz 80 steht normalerueise mit dem kurbelarm 76 in Verbindung
und dreht sich illit diesem; jedoch wird bei Auftreten eines Signal die Verbindung
zwischen den beiden Gliedern unterbrochen, so dass der ansatz bewegbar ist unabhangig
von der Bewegung und der Stellung des Kurbelarmes und des Gaspedals.
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Das von der Welle 72 entfernt gelegene Ende des ansatzes 80 trägt
eine Stange 84 oder ein anderes geeignetes mittel das die Drosselklappe in der herkömmlichen
Weise betätigt. Wie allgemein üblich, sucht eine Feder 86 die Drosselklappe in die
otorleerlaufstellung zu bewegen.
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Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten und als Ganzes mit 82 bezeichneten
Sperrvorrichtungen weisen auf ein bewegbares Glied, ein Verbindungsmittel und ein
Haltemittel. Nach der Darstellung in der Fiõ.2 ist ein elektrischer Rotationsmagnet
88 mittels Schrauben 90 an einem Lontageglied92 befestigt, das seinerseits am Körper
der Verlängerung 80 befestigt ist. Die Welle des Rotationsmagneten 94 ist bei der
Ausführung nach der Fig.2 in einem Loch an der Verlängerung 80 drehbar gelagert
und trägt ein bewegbares Glied 96, das sich im Uhrzeigergegensinne dreht, wenn der
Elektromagnet strom erhält. Dieses bwegbare Glied 96 weist einen Verbindungsstift
98 auf, der in einen Schlitz 100 eingerückt dargestellt ist. Der Rotationsmagnet
88 weist ferner eine Rückführfeder 1G2 auf, die das bewegbare Glied 96 in die Ausgangsstellung
zurückführt, wenn die Stromversorgung des ßlektromagneten abgeschaltet wird, und
enn die Verlängerung 80 auf den Kurbelarm 76 geradlinig ausgerichtet ist, so dass
der Verbindungsstift 98 in den Schlitz wieder eingerückt werden kann.
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Bei der in der Fig.3 dargestellten Ausfuhrungsform ist ein mit einem
Flansch versehenes bewegbares Glied oder Rolle 104
an einer Welle
116 drehbar angebracht, die ihrerseits an der Verlängerung 8C angebracht ist. nder
Rolle 104 ist bei 110 ein Draht oder ein Kabel 1C8 verankert, das im Uhrzeigergegensinne
um die Rolle und im Uhrzeigersinne um die Welle 72 herumgeführt ist, und der (das)
dann mit einem bewegbaren Glied 112 verbunden ist, das in den Elektromagneten 114
einschiebbar ist, der an der Feuerschutzwandung 116 mittels eines Montagegliedes
118 befestigt ist.
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Erhält der Dlektromagnet 114 Strom, so wird das bewegbare allied
112 in den Elektromagneten hineingezogen, wie durch einen pfeil angezeigt, wobei
der Draht oder das Knebel 1C8 angezogen und die Rolle 104 im Uhrzeigergegensinne
gedreht wird. Da die vom blektromagneten 114 geradlinig ausgeübte kraft sich um
die stelle 116 der Verlängerung 80 herum auvwirkt, so bleibt die einwirkung des
Elektromagneten auf die Rolle 104 im wesentlichen die gleiche, ungeachtet der Drehstellung
der Verlängerung 80.
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Zwischen einem in die Rolle 104 eingesetzten stift und einem in die
Verlängerung 80 eingesetzten Stift 124 ist eine Feder 120 angeordnet, die die Rolle
104 im Uhrzeigersinne zurückzudrehen sucht, so dass das bewegbare Glied 112 in die
Ausgangsstel1ung zurückkehren kann, wenn die Stromversorgung des Elektromagneten
114 abgeschaltet wird, und wenn die Verlängerung 80 geradlinig auf den Kurbelarm
76 ausgerichtet ist, so dass der Verbindungsstift 98 wieder in den Schlitz 100 eingerückt
werden kann.
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Bei beiden Ausführungsforuien nach den Figuren 2 und 3 ist der Slextromagnet
88 oder 114 bei 126 mit einem Plus-Leiter 58 verbunden, der zur Entkupplungstreiberstufe
56 der als Ganzes mit 14 bezeichneten Bteuer- und Kontrolleinrichtung nach der Fig.1
führt.
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Überschreitet das Fahrzeug die vorgeschriebene Geschwindigkeitsgrenze,
so erzeugt die logische Schaltung 54 (Fig.1) ein Signal mit einem hohen Pegel, das
die Treiberstufe 56 für den Xlektromagneten in den leitenden Zustand versetzt, so
dass der nalektromagnet 88 oder 114 über die Plusleitung 58 otrom erhält mit der
Folge, dass die als Ganzes mit 82 bezeichnete Verriegeiungsmechanik entkuppelt wird,
so dass das die Drosselklappe
beaufschlagende kittel 86 die Drosselklappe
in die motorleerlaufstellung bewegt ungeachtet der Sinstellung des Gaspedals, wie
in den Figuren 2 und 3 bei 68 dargestellt.
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Bei den in den Figuren 2 und 3 dargestellten usführungsformen wird
eine vusrichtung des Kurbelarmes 76 auf die Verlängerung 80 bewirkt durch vollständiges
freisetzen des herkömmlichen Gaspedals 68. bin Wiedereinkuppeln der Verriegelungsmechanik
ist bei beiden beschriebenen Ausführungsformen möglich, wenn der Slektromagnet stromlos
ist, und wenn eine Ausrichtung des Kurbelarmes 76 auf die Verlängerung 80 durch
die oben beschriebenen Bewegungen des Gaspedals bewirkt wird.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass die Fahrgeschwindigkeiten
eines Fahrzeuges kontrolliert und regu liert werden können, ohne die Motordrehzahl
zu beeinflussen, die zum erzeugen der der Belastung oder dem Strakenzustand entsprechenden
Kraft erforderlich ist, und dass von einem außerhalb der Fahrzeuge angeordneten
Straßenfernmeldesystem signale mit einer vorherbestimmten Frequenz ausgesendet werden,
die im Fahrzeug vom Tachometer angezeigt werden, wobei vorgeschriebene -gewünschte
Geschwindigkeitsgrenzen eingehalten werden könne, während die Fahrgeschwindigkeit
selbsttätig herabgesetzt wird, umenn dies durch Gefahrenstellen an der straße erforderlich
werden könnte. »ie in der Tabelle 1 angeführten Wionfrequenzen lassen eindeutig
erkenn, dass Signale, die zu einem fahrenden Fahrzeug ausgesendet werden, bei der
Frequenz von 4225 Hz die Drosselklappenvorrichtung entkuppeln, wenn die Eahrgescilwindigkeit
72 km/h überschreitet, wie an einer bestimmten stelle gesetzlich vorgeschrieben.
Das Fahrzeug fährt jedoch aufgrund der Lassenträgheit immer noch weiter, wobei die
Geschwindigkeit herabgesetzt wird, so dass der Fahrer die Drosselvorrichtung wieder
einkuppeln und mit der zulässigen deschwindigkeit weiterfahren kann.
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Wie bereits beschrieben, setzen die Signale die Entkupplungsmittel
in Betrieb, die der Verriegelungsme chanik zugeordnet sind, so dass die Drosselvorrichtung
selbsttätig wieder verbunden wird, wenn das Gaspedal vollständig freigesetzt wird,
während unter den obengenannten Bedingungen die Fahrfunktionen im wesentlichen
die
gleichen bleiben. Lies kann eine grobe iiilfe sein bei der Durchsetzung gesetzlich
vorgeschriebener Höchstgeschwindigkeiten, wobei die vom Fahrer beim Fahren ausgeübten
Funktionen unverändert bleiben, solange er die eschuindigkeitsbeschränkungen beachtet.
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Hieraus ist zu ersehen, dass, da die Drosselvorrichtunb entkuppelt
werden kann, ungeachtet der binstellung des Gaspedals oder der wellung des Fahrerfußes
auf dem Gaspedal ein Signal mit einer vorherbestimmten Frequenz in der Nähe einer
Gefahrenstelle, ganz gleich ob es sich um ein sichtbares oder ein unsichtbares Signal
handelt, die Drosselvorrichtung kurzzeitig oder dauernd in eine Leerlaufstellung
führen kann, wodurch der Fahrer gewarnt wird und sein Leben sowie das seiner Fahrgäste
nicht gefährdet.
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sinne Verriegelungsmechanik der oben beschriebenen Ausführung kann
auch verwendet werden zusammen mit einer fußbetätigten oteuereinrichtung bekannter
ausführung, wobei die Drosselklappe sowie die Bremse eines Motorfahrzeuges durch
Betätigen eines einzelne iedals betätigt wird. Dieses Einpedalsystem ist der Gegenstand
unserer noch schwebenden Patentanmeldung r. eingereicht am zur den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen der rfinduno können von Sachkundigen im Rahmen des xrfindungsgedankens
natürlich Anderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenommen werden. Die Erfindung
selbst wird daher nur durch die beiliegenden Patentansprüche ebgegranzt.
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Patentansprüche