DE2725542A1

DE2725542A1 - Vorrichtung zum messen der geschwindigkeit eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE2725542A1
Application number: DE19772725542
Authority: DE
Inventors: Walter Cora
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1976-06-11
Filing date: 1977-06-06
Publication date: 1977-12-29
Also published as: NL7706321A; IT1074163B; SE7706599L; FR2354565A1

Description

PATENTANWÄLTE ZELLENTtN

ZWEIBRÜCKENSTR. 15 ÖOOO MÜNCHEN 22

Fabbrica Italiana Magnet! Marelli S.p.A. 6. Juni 1977

Milano, Italien IT 7719

Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs.

Die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs kann durch die Drehgeschwindigkeit eines sich drehenden Organs, beispielsweise der nicht angetriebenen Räder (Leerlaufräder) eines Fahrzeugs ermittelt werden. Bei einem Fahrzeug mit Allradantrieb kann die Drehgeschwindigkeit dieser Räder gemessen werden; diese Geschwindigkeit entspricht aber nicht der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs, wenn die Räder durchdrehen. Es ist aber häufig notwendig, sowohl die Geschwindigkeit der Antriebsräder als auch die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen.

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Bei einem vorgeschlagenen Kontrollsystem für die Pflugtiefe eines Traktors aufgrund des Rutschverhaltens des Traktors wird das Rutschen als Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Antriebsräder und der der leer laufenden Räder des Traktors ermittelt. Bei einem Fahrzeug mit Allradantrieb läßt sich diese Geschwindigkeit sdifferenz und somit das Rutschverhalten (Durchdrehen der Räder) nicht messen, weil das Fahrzeug keine leerlaufenden Räder aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Fahrtgeschwindigkeit eines Fahrzeugs unabhängig von der Radgeschwindigkeit messen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den UnteransprUchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit Hilfe des Doppier-Effekts; sie wird auf dem Fahrzeug angeordnet und weist einen Generator fUr Sinussignale konstanter Ultraschall-Frequenz, einen Ultraschallsignal-Sender, an den Über einen Verstärker die Signale des Generators angelegt werden, die unter einem Einfallswinkel von weniger als 90 auf den Boden abgestrahlt werden, und einen Ultraschall-Empfänger auf, welcher die vom Sender erhaltenen, vom Boden reflektierten Ultraschallsignale empfängt. Eine Signalform-Schaltung, die Über den Verstärker die Ausgangssignale des Empfängers erhält, erzeugt sinusförmige Signale konstanter Größe mit der gleichen Frequenz wie die Signale des Empfängers. Eine analoge Multiplizierschaltung empfängt die jeweils vom Generator und der Signalformschaltung abgegebenen Sinus-Signale und erzeugt ein Ausgangssignal, das dem Produkt der Eingangssignale entspricht. An

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den Eingang eines BP-Filters wird das Analogsignal der Multiplizierschaltung angelegt; das Ausgangssignal des BP-Filters ist ein Sinussignal, dessen Frequenz gleich der Differenz zwischen der Frequenz des von Empfänger erhaltenen Signals und der Frequenz des Signals des Übertragers ist. Ein Wandler empfängt das Sinus-Signal des BP-Filters und erzeugt ein Signal, dessen Größe proportional zur Frequenz des sinusförmigen bzw. Sinus-Signals ist und dar Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zur Erläuterung weiterer Merkmale anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und Fig. 2 ein Arbeitsdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist das Fahrzeug C schematisch angedeutet; auf dem Fahrzeug, beispielsweise einem Traktor, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet. Mit C ist ein Generator für sinusförmige Signale konstanter Ultraschallfrequenz bezeichnet. Diese Signale werden sowohl an einen ersten Eingang eines analogen Multiplikators M angelegt, welcher diese Signale zu einem Verstärker A und einem Ultraschall-Sender T weiterleitet. Der Sender emittiert die Ultraschallsignale unter einem Winkel von weniger als 90 auf den Boden.

Ein Ultraschallsignal-Empfänger R empfängt die vom Sender T abgegebenen und am Boden reflektierten Signale. Der Empfänger R ist über •inen Verstärker A mit einer Signalfora-Schaltung verbunden, die

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eine Quadrierschaltung S aufweist, welche die Signale des Empfängers in Rechteckwellensignale gleicher Periode umwandelt, und ein BP-Filter F , welches ein sinusförmiges Signal mit einer Frequenz liefert, die der Grundfrequenz des rechteckförroigen Signals entspricht, das an seinen Eingang angelegt ist. Dieses sinusförmige Signal konstanter Größe wird an den zweiten Eingang des analogen Multiplikators M angelegt, welcher als Ausgang ein Signal liefert, das das Produkt der Eingangssignale darstellt. Das Ausgangssignal des Multiplikators H wird Über ein TP-Filter F einem Wandler MS zugeführt.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wird im folgenden fUr den Fall eines mit konstanter Geschwindigkeit V bewegten Fahrzeugs beschrieben. Der Generator G erzeugt ein Sinus-Signal V mit der Frequenz f_, welches vom Verstärker A. verstärkt wird und vom Sender T auf den Boden abgestrahlt wird. Der Empfänger R empfängt das vom Boden reflektierte Signal V , welches aufgrund des Doppler-Effekts eine von f verschiedene Frequenz f besitzt und von der Geschwindigkeit V. des Fahrzeugs abhängig ist.

Wenn sich das Fahrzeug in Pfeilrichtung S bewegt, die der Übertragungsrichtung der Ultraschallsignale entspricht, ist die Frequenz f größer als f (Fig. 2b), während sie kleiner ist, wenn sich das Fahrzeug in entgegengesetzter Richtung bewegt.

Das Signal Vj₄ wird vom Verstärker A. verstärkt und dann von der Quadrierschaltung S in eine Kechteckwelle V (Fig. 2c) umgewandelt und schließlich vom BP-Filter F in ein Signal V . (Fig. 2d) umgewandelt, welches die charakteristische Sinus-Komponente des Signals V ist. Die beiden Signale V_ und V_. mit der Frequenz f_Q bzw.

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f werden im analogen Multiplikator M multipliziert, so daß am Ausgang dieses Multiplikators ein Signal erhalten wird, welches die beiden Komponenten aufweist! nämlich eine Komponente mit der Frequenzsumme (f^ + f ) und der Frequenzdifferenz (^₁- fß) der Frequenzen der Eingangssignale. Mittels des Filters F. wird die Komponente mit der Frequenz f. + f_Q beseitigt, so daß ein Signal ν-« (Fig. 2e) mit der Frequenz f. - f~, die proportional der Fahrzeugsgeschwindigkeit ist, erhalten wird.

Falls diese Geschwindigkeit gemessen werden soll, ist der Wandler MS ein Frequenzmesser. Wird dagegen ein Spannungssignal proportional zur Fahrzeugsgeschwindigkeit erwünscht, dann ist der Wandler HS ein Frequenzspannungswandler.

Bewegt sich das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit V-, die doppelt so groß ist wie V., entspricht das Ausgangssignal V des Generators G Figur 2a, während das Signals V am Ausgang des Emp-

fängers R eine Frequenz f aufweist, die größer als f ist, so daß f - f_Q = 2 (f - f ). Daher hat das Sinus-Signal V am Ausgang des TP-Filter« F eine doppelte Frequenz gegenüber de· erstgenannten Fall.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Messung der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit von Fahrzeugen sit Allradantrieb.

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Claims

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1./Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator CG) zur Erzeugung von Sinus-Signalen mit konstanter Ultraschallfrequenz, ein Sender (T) der Über einen Verstärker A ait de· Generator CG) verbunden ist und Ultraschall-Signale unter einen Winkel von weniger als 90 zum Erdboden abstrahlt, ein Ultraschallsignal-tmpfänger (R), welcher die vom Sender abgegebenen und vom Erdboden reflektierten Signale empfängt,, und eine Über einen Verstärker (A ) mit dem Empfänger verbundene Signalformschaltung (S) vorgesehen sind, welche Sinus-Signale konstanter Größe und mit gleicher Frequenz wie die Signale des Empfängers liefert, daß eine Analogsignal-Multiplikatorschaltung (M) mit dem Generator (G) und der Signalformschaltung (S) verbunden ist und ein Signal liefert, welches das Produkt der Eingangssignale ist, daß ein Tiefpaßfilter (F.) an die Multiplikatorschaltung (M) angeschlossen ist und ein

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sinusförmiges Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz gleich der Differenz der Frequenzen des abgegebenen und reflektierten Signals ist, und daß das Ausgangssignal des TP-Filters (F ) einem Wandler (MS) zugeführt wird, welcher ein zu der Frequenz seines Eingangssignals proportionales und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechendes Signal erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformschaltung (S) eine Quadrierschaltung enthält, die Über einen Verstärker (A ) die Signale des Empfängers (E) empfängt und Rechtecksignale ait gleicher Periode wie die Eingangssignale liefert, und daß die Signalformschaltung (S) an ein Bandpaßfilter (F.) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignale eine der Grundfrequenz des Eingangssignals entsprechende Frequenz haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (MS) ein Frequenzmesser ist.

4. Vorrichtung nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (HS) ein Frequenz-Spannungswandler ist.

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