DE2714434A1 - Geraet zum verhindern von fahrzeugzusammenstoessen - Google Patents
Geraet zum verhindern von fahrzeugzusammenstoessenInfo
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Description
■ η |Lf f*
Patentanwälte:
IEDTKE - DOHLING - KlNNt - OR'JPE Dipl.-Ing. Tiedtke
Dipl.-Chem. Bühling
B Dipl.-Ing. Kinne
Dipl.-Ing. Grupe
27144 34 Bavarlarlng 4, Postfach 20 24
8000 München 2
Tel.: (0 89) 53 96 53-56
Telex: 5 24 845 tipat
cable. Germaniapatent München
31. März 1977 B 8019 / case ME-X-299 (F-1431)
Nissan Motor Company, Limited Yokohama / Japan
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Verhindern von Fahrzeugzusammenstößen, das gemäß einer voreingestellten
Verzögerung einem fahrenden Fahrzeug eine Verlangsamung erteilt, ohne daß es durch einen Berührungszustand zwischen der Oberfläche der Straße oder der Schiene und den Rädern des Fahrzeugs
beeinflußt wird.
Bisher war es bekannt, ein Gerät zum Verhindern einer
Fahrzeugkollision durch Verlangsamen des Fahrzeugs vorzusehen, wobei das Verlangsamen des Fahrzeugs dadurch erfolgte, daß
eine Entfernung R von dem fahrenden Fahrzeug zu einem Hindernis, z.B. einem vorderen Fahrzeug oder einem haltenden Fahrzeug,
und dessen relative Geschwindigkeit V gemessen und das fahrende
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VII/8
Dresdner Bank (M., Jien) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43804
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Fahrzeug verlangsamt wurde, indem ein Verzögerungssignal erzeugt wurde, wenn die Beziehung R-R
< erfüllt wurde, wobei R die kürzeste Entfernung und oc eine vorgegebene Verzögerung bedeutet.
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5
Das Verzögerungsgerät wurde verwendet, um Fahrzeug- zusammenstöße zu verhindern.
Das bekannte Verzögerungsgerät wird gemäß der Darstellung in Figur 1 im einzelnen erläutert.
In Figur 1 ist als Abszisse die Entfernung R vom Fahr zeug zum Hindernis und als Ordinate die relative Geschwindigkeit V
angetragen.
Das sich dem Hindernis mit einer relativen Geschwindigkeit V β V1= konst«annähernde fahrende Fahrzeug ist durch die
Linie 11 dargestellt.
Der Ausdruck R - RQ - V 2/2ot ist durch die Kurve 12 dargestellt; die Kurve 12 schneidet die Linie 11 bei der Ent-
fernung R1 - R ■ Vl /2 oC ; der Kreuzungspunkt ist mit A bezeichnet. Das sich mit einer konstanten Geschwindigkeit V*
annähernde Fahrzeug wird an dem Kreuzungspunkt A mit einer voreingestellten Verzögerung o£ durch ein Verzögerungssignal
konstant verzögert.
Wenn die tatsächliche Verzögerung oL' des Fahrzeugs
wegen einer Reibungswirkung zwischen den Rädern (Reifen) und der Oberfläche der Straße entsteht,nähert sich somit das Fahrzeug im Falle et * oi.1 dem Hindernis entlang der Verzögerungskurve 12 bis zu der kürzesten Entfernung R , wodurch die re
lative Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs bei der kürzesten Entfernung RQ null wird und das Fahrzeug mit dem Hindernis nicht
zusammenstößt.
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-^ 27HA34
Obgleich zwar das Verlangsamen durch die voreingestellte Verzögerung O^ erfolgt, ist es dabei wegen der Reibungswirkung zwischen der Oberfläche der Straße und den Rädern
selten, daß oC genau oL' ist.
Es scheint, daß das Problem so zu lösen wäre, daß die Verzögerung Oi unter Berücksichtigung der Reibungswirkung
zwischen der Oberfläche der Straße und den Rädern festgelegt wird. Es ist jedoch wegen der Änderung dieser Wirkungen
schwierig, eine bestimmte konstante Bedingung zu ermitteln.
Im Fall oC' >
crt wird ein übermäßiges Verlangsamen hervorgerufen, wie es durch die Kurve 13 vom Punkt A in Figur 1 aus
dargestellt ist; die Beziehung R-R > V /2 ot ist bei einem
bestimmten Punkt B auf der Kurve 13 gegeben, so daß das Verzögerungssignal aufgehoben wird, wodurch das fahrende Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit zum Punkt C auf der Kurve
gelangt. Damit erfolgt im Punkt C auch eine Verzögerung; der Verzögerungsüberschuß tritt wiederholt in Erscheinung, wie an
den Punkten D und E. Es erfolgt ein intermittierendes Verzögern ; ein sanftes Verlangsamen kann nicht erreicht
werden.
Das intermittierende Verzögern erfolgt wegen der Zeitverzögerung im mechanischen System der Verzögerungseinrichtung von
der Erzeugung des Verzögerungssignals an bis zu der tatsächlichen Verzögerungswirkung.
Im FaIIoC^oC hat das fahrende Fahrzeug sogar bei der
kürzesten Entfernung R noch eine Geschwindigkeit, die Geschwindigkeit V z, wie es in Figur 1 durch die Kurve 14 dargestellt ist, wodurch die Möglichkeit besteht, daß noch eine
Auffehrkollision mit dem vorderen Hindernis (Fahrzeug usw.)
erfolgt, was ein sehr gefährlicher Zustand ist. 35
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät
zum Verhindern von Fahrzeugzusanunenstößen ohne den intermittierenden Verzögerungsbetrieb zu schaffen.
von Fahrzeugzusanunenstößen schaffen, indem die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs gesteuert wird, ohne daß diese durch die Reibungsbedingung zwischen den Rädern und der Oberfläche der Straße
beeinflußt wird.
Verhindern von Fahrzeugzusanunenstößen geschaffen wird, das folgendes aufweist! ein Gerät zum Messen des Abstands R von
einem fahrenden Fahrzeug zu einem Hindernis und der relativen Ge
schwindigkeit V des fahrenden Fahrzeugs zu dem Hindernis, eine
Schaltung, die ein Verzögerungssignal erzeugt, wenn der Abstand R, die relative Geschwindigkeit V und eine voreingestellte
Verzögerung Ot die Beziehung R < V /2 oCerfüllen, einen Verzögerungsdetektor, der die tatsächliche Verzögerung ot* des fahrenden
dem Verzögerungsdetektor ermittelte tatsächliche Verzögerung oc'
mit der voreingestellten Verzögerung oi vergleicht, wobei das Verzögerungesignal gemäß dem Vergleichswert korrigiert wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert:
herkömmlichen Geräts und des erfindungsgemäßen Geräts darstellt.
Geräts.
Fig. 3 zeigt einen Digital-Schalter. Fig. 4 ist ein Schaltbild des Verzögerungsdetektors.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des neuartigen
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Das Prinzip der Erfindung wird auch In der Beschreibung
des Ausführungsbeispiels der Figur 2 unter Bezugnahme auf die Figur 1 beschrieben.
Gemäß der Darstellung In Figur 2 bezeichnet das Bezugszeichen .1 ein Radargerät, das den Abstand R vom fahrenden
Fahrzeug zu dem Hindernis und die relative Geschwindigkeit V mißt; mit dem Bezugszeichen 2 ist eine Entscheidungsschaltung
bezeichnet, die ermittelt, ob der Abstand R mehr oder weniger als der Wert V /2<* ist; die Entscheidungsschaltung erzeugt
ein der Verzögerung OC entsprechendes Verzögerungssignal S (ot) ,
wenn die Beziehung der voreingestellten Verzögerung oC , des Abstands R und der Geschwindigkeit V eine gefährliche Bedingung
ergibt.
Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Voreinstellschaltung für die voreingestellte Verzögerung oC ; mit dem Bezugszeichen
ist ein Verzögerungsdetektor, der die tatsächliche Verzögerung et1
ermittelt, oder eine Schaltung bezeichnet, die die Verzögerung aus der Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs differentiell
berechnet; eine Vergleichsschaltung, die die Differenz Δοί'οέ-οί*
ermittelt, ist mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet; die voreingestellte Verzögerung 1st mit oL bezeichnet, während die
tatsächliche Verzögerung mit oC1 bezeichnet ist; das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Verstärker, der das Differenzsignal
der Differenz 406 verstärkt; mit dem Bezugszeichen 7 ist eine
Korrekturschaltung bezeichnet, die durch das Signal des Verstärkers 6 das Ausgangssignal der Entscheidungsschaltung 2
korrigiert; ein Ausgangsanschluß für das Verzögerungssignal ist mit 8 bezeichnet.
Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels des Geräts wird unter Bezugnahme auf die Figur 1 beschrieben, die das
Prinzip der Erfindung darlegt.
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Wie bei dem vorstehend genannten herkömmlichen Gerät
nähert sich das fahrende Fahrzeug dem Hindernis mit einer
konstanten relativen Geschwindigkeit V1; die Annäherung erfolgt
In Figur 1 auf der Linie 11 von rechts.
c Wenn sich das fahrende Fahrzeug dem Hindernis bis zu
dem Abstand R1 , d.h. bis zu dem Punkt A der Figur 1 annähert, erzeugt die Entscheidungsschaltung 2 wie bei dem herkömmlichen
Gerät ein der Verzögerung oL entsprechendes Verzögerungssignal S (Ot).
,Q In der Korrekturschaltung 7 wird das Verzögerungssignal
S (ot1) * S (<rf) an dem Ausgangsanschluß 8 erzeugt und dem
Verzögerungssystem zugeführt solange kein Korrektursignal vorliegt, bis dem fahrenden Fahrzeug eine Verzögerung °*' tatsächlich erteilt ist.
Dementsprechend erfolgt im Anfangszustand der Verzögerungswirkung das Verzögern durch das Verzögerungssignal S (ot) >
das in Abhängigkeit von der voreingestellten Verzögerung ot gegeben ist (das Verzögerungssignal ist das gleiche wie bei dem her-
2Q kömmlichen Gerät).
Dann erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Gerät ein gegenüber dem herkömmlichen Gerät unterschiedliches Verzögern.
2g Wenn das Verzögern durch das Verzögerungesignal S
tatsächlich erfolgt, ermittelt der Verzögerungsdetektor 4 die tatsächliche Verzögerung oC' des fahrenden Fahrzeugs.
Wenn die batsächliche Verzögerung ot1 von dem Verzögerungsdetektor
ermittelt wird, wird die Differenz Δοί.» oL-cC zwischen der
2Q tatsächlichen Verzögerung ot' und der voreingestellten Verzögerung oc unmittelbar von der Vergleichsschaltung 5 ermittelt.
Die Vergleichsschaltung 5 hat die Wirkung, daß sie ein Signal bei ΔOt. « 0 erzeugt; die tatsächliche Verzögerung ©t1 wird
während der Zeit vom Erzeugen des der voreingestellten Ver
zögerung oL entsprechenden Verzögerungssignals S(ot) durch
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die Entscheidungsschaltung 2 bis zum Ermitteln der Amplitude
der tatsächlichen Verzögerung oL* in der Nähe von cC durch
den Verzögerungsdetektor 4 nicht ermittelt; das ist die durch die Ansprechgeschwindigkeit des mechanischen Systems auf das
Verzögerungssignal S (oÜ gegebene Konstantzeit.
Die von der Vergleichsschaltung 5 gegebene Differenz AoI wird durch den Verstärker 6 verstärkt und der Korrekturschaltung 7 zugeführt, die durch das Verzögerungssignal S (ot)
und das Verzögerungssignal S ( vX1) korrigiert wird und die
tatsächliche Verzögerung .ergibt.
Vom Punkt A in Fig. 1 aus besitzt das fahrende Fahrzeug im Fall ^1
>oL die Geschwindigkeit gemäß der Linie 13;
die Geschwindigkeit ändert sich jedoch entsprechend der Kurve 15, wenn die tatsächliche Verzögerung oC' vom Verzögerungsdetektor 4 ermittelt wird und sie erreicht allmählich die Kurve 12,
»chwindigkeit gemäß der Kurve 14 vom Punkt A an; die Geschwindigkeit
ändert eich jedoch gemäß der Kurve 16 und erreicht allmählich die Kurve 12.
Es ist möglich, das fahrende Fahrzeug durch die vorstehend erwähnte Verzögerungskorrektur auf die vorbestimmte
Verzögerungekurve innerhalb einer Zeit zu bringen, die kürzer
al· bei dem herkömmlichen Gerät ist. Demgemäß ist es möglich,
ein sanftes Verlangsamen mit kurzer Verzögerungszeit ohne die intermittierende Verzögerung wie beim herkömmlichen Gerät zu
erreichen.
Die Ergebnisse der Erfindung sind durch das in Figur dargestellte Prinzip und durch das in Figur 2 dargestellte
Aueführungsbeispiel erläutert.
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Die Voreinstellschaltung 3 für die voreingestellte Verzögerung
Wird gemäß der Darstellung in Figur 3 ausführlich erläutert.
Wenn die Verzögerung<X digital voreingestellt wird, kann
ein in Figur 3 dargestellter Digital-Schalter verwendet werden.
Die Ausgangssignale des Digital-Schalters können wie folgt
sein.
Binary Coded Decimal L11-02A; L10-02A; L2O-O2A; T11-02A;
T10-02A; T2O-O2A.
|
Wähl*
βissteilung |
Symbol | • - Anschluß COM ist mit dem Aus§angsan- schluß verbunden |
2 | 4 | 8 |
| 0 | 0 | 1 | |||
| 1 | 1 | ||||
| 2 | 2 | • | • | ||
| 3 | * | • | |||
| 4 | 4 | • | • | ||
| 5 | Γι | • | |||
| 6 | (ί | • | • | • | |
| 7 | 7 | • | • | ||
| 8 | R | • | • | ||
| 9 | 9 | • | |||
| • |
Der Verzögerungsdetektor 4 für die Ermittlung der tat
sächlichen Verzögerung <*· wird anhand der Figur 4 ausführlich
erlftutert.
Der Verzögerungsdetektor 4 weist ein Dehnungsprüfgerät
mit einem Dehnungsmesser in einem Zweig einer Wheatstone-Brücke
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271U34 AO
und einen A/D-Wandler auf, der das Ausgangssignal des Prüfgeräts in ein digitales Signal umwandelt.
Ein Ausführungsbeispiel der Schaltung des Verzögerungsdetektors 4 ist in Figur 4 dargestellt.
Gemäß der Darstellung besitzt der Verzögerungsdetektor eine Meßbrücke 11, eine innere Brücke 12, eine Trägerwellen-Verstärkerschaltung 13, eine Filterschaltung 14 für die Ermittlung der Phase, eine Gleichstrom-Verstärkerschaltung 15,
einen A/D-Wandler 16, eine Brückenspannungs-Verstärkerschaltung 17, eine Oszillatorschaltung 18, eine Schaltung 19 für eine
stabilisierte Stromversorgung von -12V und eine Wandlerschaltung 20.
In der Meßbrücke bezeichnet A einen aktiven Messer und D bezeichnet einen Blindmesser (Temperaturkompensation), der
äquivalent zu A so ausgeführt ist, daß eine Dehnung abgehalten ist.
die Brücke angelegt. Durch einen veränderbaren Widerstand VRlO2
und durch einen veränderbaren Widerstand VRl03 wird die Brücke
wider·tandsmäßig und kapazitätsmäßig in ein Gleichgewicht
gebracht.
von der Dehnung abhängige modulierte Wechselspannung an'dem
Ausgang der Brücke. Die Ausgangsspannung wird in der Trägerwellen-Verstärkerschaltung verstärkt und es wird die positive
oder die negative Richtung der Dehnung, d.h. die Verlängerung oder die ZusammenZiehung, durch die Phasenermittlungschaltung
unterschieden; das Signal gelangt durch die Filterschaltung, die die Wellenform in ein entsprechendes elektrisches Signal
umwandelt. Das elektrische Signal wird durch die Gleichstrom-
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-«τ- 271U34
Die Wellenform am Ausgang der Brücke wird durch den
A/D-Handler In ein digitales Signal umgewandelt, so daß
die tatsächliche Verzögerung oC ermittelt wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Kollision eines
c Fahrzeugs erfindungsgemäß durch das sanfte Verlangsamen verhindert werden, das durch den Oberflächenzustand von Straße
und Schiene, den Zustand der Räder und den vom Wetter ab hängigen Reibungs- und BerUhrungszustand der Räder mit der
Straßenoberfläche nicht beeinflußt wird.
überdies können die komplizierten Einflüsse bei den vor
stehend genannten Zuständen durch die automatische Korrektur in Abhängigkeit von der Änderung des Zustands der Straßenoberfläche der
Räder usw. und dem Ansprechen des mechanischen Systems in Form
._ von Übergängen ausgeschaltet werden.
Die Erfindung schafft somit ein Gerät zum Verhindern von
Fahrzeugzusammenstößen, das eine Vorrichtung zum Messen des
Abstände R von einem fahrenden Fahrzeug zu einem Hindernis und
der relativen Geschwindigkeit V des fahrenden Fahrzeuge zu
dem Hindernis aufweist; das Gerät besitzt ferner eine Schaltung,
die ein Verzögerungssignal erzeugt, wenn der Abstand R die
relative Geschwindigkeit V und eine voreingestellte Verzögerungen
die Beziehung R<V /2cxerfüllen, einen Verzögerungsdetektor,
2c der die tatsächliche Verzögerung©C» des Fahrzeugs ermittelt,
und eine Korrekturschaltung, die die von dem Verzögerungsdetektor ermittelte tatsächliche Verzögerung 0^ mit der voreingestellten
VerzögerungCXvergleicht, wobei das Verzögerungssignal gemäß
dem Vergleichswert korrigiert wird.
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Claims (4)
1./Gerät zum Verhindern von Fahrzeugzusammenstößen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zum Messen des Abstands
R von einem fahrenden Fahrzeug zu einem Hindernis und Jer relativen Geschwindigkeit V des fahrenden Fahrzeugs zu
dem Hindernis, eine Schaltung (2), die ein Verzögerungssignal erzeugt, wenn der Abstand R, die relative Geschwindigkeit V
2 und eine voreingestellte Verzögerung oL die Beziehung R<V /2ot
erfüllen, einen Verzögerungsdetektor (4), der die tatsächliche Verzögerung oc1 des fahrenden Fahrzeugs ermittelt,und eine
Korrekturschaltung (7), die die von dem Verzögerungsdetektor
(4) ermittelte tatsächliche Verzögerung^1 mit der voreingestellten
Verzögerung oL vergleicht, wobei das Verzögerungssignal gemäß
dem Vergleichswert korrigiert wird.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Messen des Abstands R und der relativen
Geschwindigkeit V eine Radarvorrichtung ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsdetektor (4) eine Schaltung zur Berechnung der
tatsächlichen Verzögerung oc1 aus einem Geschwindigkeitssianal
des fahrenden Fahrzeugs aufweist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Verzögerung oC' aus dem
Differentialwert eines Geschwindigkeitssignals des fahranden
Fahrzeugs berechnet wird.
2/0792
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |