DE3873686T2 - Elektro-optisches system zum automatischen bremsen von fahrzeugen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein System zum automatischen Abbremsen von Fahrzeugen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Die Zunahme der Anzahl von Kraftfahrzeugen und die zunehmende Verbreiterung Ihres Einsatzbereiches hat zu Verkehrsunfällen geführt, welche im allgemeinen darauf zurückzuführen sind:
• - Eine schlechte Fahrkontrolle des Lenkers, welcher durch das plötzlich Auftreten von Hindernissen überrascht ist,
• - zu hohe Geschwindigkeiten, bei welchen die Steuerung des Fahrzeugs schwierig und unkontrollierbar wird, sowie
• - schlechte Sichtverhältnisse (bei Regen, Schnee, Nebel, Sandstürmen, Rauch etc.).
• Es ist bereits versucht worden, Kraftfahrzeuge mit Radarsysstemen zu versehen, welche entweder Doppler- oder Überlagerungssignale erzeugen (siehe FR-A-2 072 128 und GB-A-2 081 484). Derartige Radarsysteme sind jedoch teuer und aufwendig und erlauben im allgemeinen nicht, daß die relative Geschwindigkeit eines Hindernisses im Vergleich zum Fahrzeug gemessen wird.
• Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Bremssystem für Fahrzeuge zu schaffen, welches bei einfacher Bauweise eine genaue Bestimmung des Abstands erlaubt, und welches eine automatische Abbremsung des Fahrzeugs auslöst, falls unter den verschiedensten Verkehrsbedingungen eine Kollisionsgefahr mit einem Hindernis besteht.
• Entsprechend der Erfindung ist das System zum automatischen Abbremsen von Fahrzeugen durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gekennzeichnet.
• Vorteilhafte Aus führungs formen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und folgenden beschrieben.
• In dem Folgenden soll die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden. Die einzelnen Figuren zeigen dabei
• Fig. I-1 ein Blockdiagramm des Systems gemäß der Erfindung,
• Fig. II-1 ein Blockdiagramm des Sendeteils,
• Fig. II-2 ein Schaltdiagramm der Anordnung von Figur II-1,
• Fig. II-3 eine seitliche Darstellung zur Erläuterung der Anordnung von Figur II-1,
• Fig. III-1 ein Blockdiagramm des Entscheidungsmoduls,
• Fig. III-2 ein Schaltdiagramm des Moduls von Figur III- 1
• Fig. III-3a, 3b, 4a und 4b Schemata zu Erläuterung der verschiedenen Bremszustände,
• Fig. III-5 ein programmierungsschema zur Erläuterung der Erfindung,
• Fig. IV-1 ein Blockdiagrarnm des Ausführungsteiles,
• Fig. IV-2 ein Schaltdiagramm des Steuerteils des Ausführungsteils,
• Fig. IV-3a und 3b schematische Darstellungen der Ausführungsorgane,
• Fig. V-1a und b Schaltdiagramme der Stromversorgungseinheit und des Taktgenerators und
• Fig. V-2 ein allgemeines Schaltdiagramm des Systems gemäß der Erfindung.
Abschnitt I
• Figur I zeigt ein Blockdiagramm des Systems gemäß der Erfindung. Dasselbe enthält einen Modul zum Senden, zum Empfang und zur numerischen Verarbeitung der Information, ferner einen Entscheidungsmodul und einen Ausführungsmodul. Die folgenden Abschnitte behandeln im einzelnen die Funktionsweise und die Auslegung dieser drei Module.
• Aufgrund eines von dem Sendeteil ausgesandten Infrarotsignals kann das System unter schlechten Sichtbedingungen und selbst in Dunkelheit Hindernisse feststellen, so daß dasselbe während Nachtfahrten sehr nützlich ist.
I-2 Betriebszustände der Abbremsung
• Es werden zwei Bremsbetriebszustände beschrieben:
• - Progressive Abbremsung und
• - Vollbremsung.
• Die progressive Abbremsung wird dann gewählt, wenn das Hindernis sich ausreichend weit, d.h. zwischen 60 und 120 m vom Fahrzeug entfernt ist und wenn das Kraftfahrzeug, welches mit einer relativ hohen Geschwindigkeit, d.h. zwischen 81 und 135 km/h, fährt. Diese Art der Abbremsung wird auch bei plötzlich auftauchenden Hindernissen gewählt, falls das Fahrzeug mit einer mehr als 135 km/h betragenden Geschwindigkeit fährt und der relative Abstand weniger als 100 m beträgt, um auf diese Weise ein Schleudern und Überschlagen des Kraftfahrzeugs zu vermeiden. Eine Vollbremsung wird hingegen dann vorgenommen, falls das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit größer oder gleich 81 km/h fährt und der Abstand zu dem Hindernis weniger als 60 m beträgt.
• Die beiden Betriebszustände der Abbremsung hängen zusätzlich von der Fahrbahnbeschaffenheit, d.h. trocken oder rutschig ab.Im Fall einer trocknen Fahrbahn wird die Abbremsung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt. Wenn jedoch die Fahrbahn rutschig ist, wird eine Vollbremsung nicht durchgeführt, während die progressive Abbremsung bei einer Geschwindigkeit von mehr als 54 km/h zur Auslösung gelangt. Zu diesem Zweck wählt der Fahrzeuglenker entsprechend dem Zustand der Fahrbahn, d.h. trocken oder rutschig, den Betriebszustand der Abbremsung mit Hilfe eines entsprechenden Wählschalters.
Abschnitt II Modul zur Sendung, zum Empfang und zur numerischen Verarbeitung der Information II-1 Allgemeine Beschreibung
• Entsprechend Figur II-1 ist dieser Modul wie folgt aufgebaut:
• - Einem Infrarotsender (IR), welcher ein Infrarotsignal einer bestimmten Wellenlänge von beispielsweise 850 nm aussendet, das entsprechend einem Impulszug SE entsprechend moduliert ist, wobei dieser Impulszug von dem in dem Folgenden noch zu beschreibenden Taktgeber abgegeben wird.
• - Einem Infrarotempfänger, welcher auf derselben Wellenlänge arbeitet, sowie einem der numerischen Verarbeitung der Information dienendem Modul, welcher anhand des ausgesandten Signals SE und des am Ausgang des Empfangsteils abgegebenen Empfangssignals SR ein Binärsignal abgibt, das proportional der zeitlichen Verschiebung zwischen diesen beiden Signalen ist.
II-2 Funktionsweise (siehe Figur II-3) a) Abgabe des Infrarotsignals IR
• Mit Hilfe des von dem Taktgeber abgegebenen Signals SE wird über einen Stromverstärker eine Infrarotdiode angesteuert, so daß auf diese Weise im Fall normaler Sichtbedingungen ein Infrarotsignal bis auf Entfernungen von mehr als 100 in abgestrahlt wird. Dieses von der Diode abgegebene Infrarotsignal ist dabei entsprechend dem Impulszug moduliert. Die Periode T des Signals SE ist derart gewählt, daß in den Impulsabständen der Mikrorechner das erforderliche Programm durchführen kann.
b) Empfang des Infrarotsignals
• Im Fall keiner vorhandenen Hindernisse entlang der Straße empfängt der Empfänger kein Signal. Falls jedoch ein Hindernis auftaucht, wird ein Signal reflektiert. Dieses wird von einer Infrarotdiode aufgefangen, welche einen Strom abgibt, der proportional zur einhüllenden des empfangenden Signals ist. Die an den Klemmen des Empfangskreises abgegebene Spannung wird in der Folge verstärkt und mit einer einstellbaren Schwellspannung verglichen.
• Die Schwellspannung des Vergleichskreises VREF hängt von den meteorologischen Bedingungen ab. Zu diesem Zweck ist das System mit einem Regelkreis versehen, welcher entsprechend den Sichtverhältnissen angesteuert wird. Der Schwellwert wird dabei vom Fahrzeuglenker je nach den meteorologischen Bedingungen, wie Regen, Schnee, Nebel, Sandsturm etc. eingestellt. Das am Ausgang des Vergleichskreises abgegebene Signal SR entspricht weitgehend dem ausgesandten Signal SE, ist jedoch gegenüber demselben zeitversetzt.
• Um die Breite des Kraftfahrzeuges zu berücksichtigen, sind vier derartige Sende- und Empfangseinheiten vorgesehen, welche vorne am Fahrzeug derart angeordnet sind, daß damit die gesamte Breite des Fahrzeuges zur Abdeckung gelangt. Diese Sende- und Einpfangseinheiten müssen dabei sehr richtempfindlich sein, damit dieselben nicht auf Störsignale von anderen Kraftfahrzeugen ansprechen, die mit demselben System versehen sind. Mit Hilfe der an den Ausgängen der Vergleichskreise gebildeten vier Signale wird ein logisches Summensignal gebildet, welches in Form des Signals SR zur Auswertung gelangt.
c) Numerische Verarbeitung der Information
• Dieser Modul dient dazu, daß entsprechend der zeitlichen Versetzung der beiden Signale SE und SR eine binäre Impulsfolge gebildet wird. Es sei dabei erinnert, daß anhand der zeitlichen Versetzung der beiden Signale der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Hindernis bestimmt werden kann, und daß anhand zweier aufeinanderfolgender Verschiebungen dieser Signale die relative Geschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Hindernis bestimmt werden kann.
• Die zeitlichen Abläufe entsprechend Figur II-2 zeigen, wie anhand der Signale SE und SR ein Signal SD gebildet werden kann, dessen Dauer der zeitlichen Versetzung zwischen den beiden Signalen SE und SR entspricht. Das Signal SD erfüllt dabei die folgende Bedingung: SD = SE x , wobei letzteres einem logischen Produkt entspricht.
• Dieses Signal SD wird entsprechend Figur II-3 dem Eingang eines Zählers zugeführt. Mit Hilfe eines von einem Taktgeber zugeführten Taktsignals H erhält man am Ausgang dieses Zählers eine Zahl N, welche der zeitlichen Verschiebung zwischen den beiden Signalen SE und SR entspricht. Anhand dieser Zahl N kann dabei der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Hindernis bestimmt werden. Anhand zweier aufeinanderfolgender Zählungen kann fernerhin die Differenzgeschwindigkeit bestimmt werden.
• Die Entfernungsbestimmung wird dabei wie folgt vorgenommen:
• Während der Taktperiode τ durchläuft das Infrarotsignal IR eine Strecke d:
• d = τ c
• Die von dem Signal zwischen der Aussendung und dem Empfang, d.h. dem doppelten Weg durchlaufende Strecke ist dann wie folgt:
• 2D = t c
• Da zusätzlich t = N τ gilt, kann demzufolge die zeitliche Verschiebung wie folgt festgelegt werden:
• Mit Hilfe eines von dem Mikrorechner erzeugten Signals RAZ wird der Zähler jedesmal zurückgestellt, um das Hauptprogramm durchzuführen. Der Zähler wird demzufolge in die Lage versetzt, daß er von neuem eine Zählung durchführt.
II-3 Auslegung der Elemente
• Die auszuwertenden Impulse müssen entsprechend kurz sein. Dies hat zur Folge, daß
• -die logischen Elemente sehr schnell zum Ansprechen gelangen müssen, wobei die Ansteige- und Abfallflanken in der Größenordnung von 50 ns liegen und
• -daß die logischen Elemente eine relativ große Frequenzbreite in der Größenordnung von 100 MHZ aufweisen müssen.
a) Sender
• Zu diesem Zweck ist eine Diode des Typs CQY 11 c ausreichend, welche die folgenden Eigenschaften besitzt:
• - Wellenlänge: λ = 850 nm
• - Sendefläche mit einem Durchmesser φ = 3 mm
• - Anstiegszeit: tm = 30 ns
• - Abfallzeit: td = 30 ns
• Mit dieser Diode ist ein Verstärker verbunden, welcher beispielsweise vom Typ 74S140 sein kann.
b) Empfangsteil
• Die Empfangsdiode ist vom Typ BPX66 (PIN), welche die folgenden Eigenschaften aufweist:
• - Wellenlänge: λ = 850 nm
• - Empfangsfläche mit Durchmesser φ = 1 mm
• - Anstiegszeit: tm = 1 ns
• - Abfallzeit: td = 1 ns.
• Der mit dieser Diode verbundene Verstärker ist beispielsweise ein Hochfrequenztransistor vom Typ MRF8004.
• Die Vergleichskreise werden mit seriellen CMOS gebildet. Dabei kann ein Vierfachvergleicher vom Typ 4574 zur Verwendung gelangen. Die Einstellung der Schwellwerte dieser Vergleicher erfolgt hingegen mit Hilfe eines Spannungsteilers. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Widerstandswerte des Spannungsteiles entsprechend den gewünschten Schwellwerten festgelegt werden.
• Die Summe und die logischen Inversionen werden mit Hilfe der Hälfte eines CMOS-Kreises vom Typ CD4002MD durchgeführt, welcher als Vierfach-NOR-Kreis mit vier Eingängen ausgebildet ist.
c) Modul zur numerischen Verarbeitung der Information
• Entsprechend Figur II-3 werden die Produkte aus SD = SE SR und SD H durch einen Integrationskreis des Typs CD4011MD gebildet. Die Zählfunktion wird mit Hilfe eines TTL-Kreises vom Typ 54/74161, d.h. einem Binärzähler mit 4 Bit durchgeführt. Die Speisung erfolgt dabei mit 5 Volt. Die Rückstellung auf Null wird mit Hilfe eines Signals RAZ ausgelöst, das von dem Mikrorechner abgegeben wird.
Abschnitt III Entscheidungsmodul III-1 Allgemeine Beschreibung
• Dieser Modul dient zum Empfang der binären Information und zur Durchführung eines Programms, mit welchem der Betriebszustand der automatischen Durchführung der Abbremsung festgelegt wird. Dieser Modul wird im wesentlichen durch einen Mikrorechner gebildet, der wie folgt aufgebaut ist:
• - dem eigentlichen Prozessor, welcher die Abfolge des Programms durchführt.
• - Einem aktiven RAM-Speicher, mit welchem die entlang der Sammelleitung übermittelte Information gespeichert wird und
• - einem passiven ROM-Speicher, der das Programm enthält.
• Figur III-1 zeigt dabei das Blockdiagramm dieses Entscheidungsmoduls
III-2 Mikrorechner
• Die Architektur des Mikrorechners ist sehr einfach und wirtschaftlich. Sie besteht dabei aus
• - einem Mikrorechner des Typs MC6802 von MOTOROLA, welcher vielfach verwendet wird. Derselbe enthält einen Zweiphasentaktgeber φ 1 und φ 2 ohne Rücklauf sowie einen RAM- Speicher von 128 Bythes, was für die Durchführung des Programms ausreichend erscheint. Dieser Mikrorechner erfordert eine Speisung mit 5 Volt sowie eine Taktfrequenz von 1 MHz.
• - Einem RLPROM-Speicher von 2000 Bythes des Typs MC 68708 von MOTOROLA. Dieser ROM-Speicher ist löschbar und reprogrammierbar und erfordert eine Speisung von + 12 Volt sowie - 5 Volt.
• - Eine parallele Eingangs-/Ausgangsschnittstelle PIA des Typs 6820 ebenfalls von MOTOROLA. Dieselbe erfordert eine Speisespannung von 5 Volt.
III-3 Logik des Mikrorechners
• Der Entscheidungskreis dient zur Analyse der relativen Bewegung zwischen dem Kraftfahrzeug und Hindernis. Mit derselben werden sowohl der zwischen den beiden Objekten vorhandene Abstand D als auch die Differenzgeschwindigkeit berechnet. Mit Hilfe dieser Informationen wird im Fall der Notwendigkeit der jeweilige Betriebszustand bei der Abbremsung festgelegt.
• Entsprechend den Werten von V und D werden vier verschiedene Entscheidungszustände festgelegt:
• - Keine Abbremsung und keine Warnsignalisation.
• - Keine Abbremsung, jedoch Warnsignalisation.
• - Progressive Abbremsung mit Warnsignalisation und
• - Vollbremsung.
• Dieser Betriebszustand entspricht einem bestimmten Bereich von Werten von D und V. Diese Bereiche hängen dabei zusätzlich vom Fahrbahnzustand, d.h. trocken oder glitschig, ab.
• Der Fahrbahnzustand wird dem Mikrorechner entsprechend Figur III-2 mit Hilfe des Bit C mitgeteilt. Falls dieses Bit einen hohen Signalwert aufweist, bedeutet dies eine glitschige Fahrbahn. Falls jedoch das betreffende Bit einen niedrigen Wert besitzt, bedeutet dies eine trockene Fahrbahn. Entsprechend dem Fahrbahnzustand wird dieses Bit C unmittelbar durch den Fahrzeuglenker festgelegt.
• Entsprechend Figur III-3 werden die Betriebszustände der Abbremsung in Abhängigkeit der Bereiche von V und D wie folgt festgelegt:
• - Trockene Fahrbahn entsprechend Figur III-3 a
• - glitschige Fahrbahn entsprechend Figur III-3 b.
III-4 Berechnung des momentanen Abstands D und der relativen Geschwindigkeit V
• Es ist bereits die Formel abgeleitet worden
• wobei N dem innerhalb des Zählers enthaltene Zählwert,
• τ die Schwingperiode des Taktgebers und
• c die Lichtgeschwindigkeit sind.
• In dem vorliegenden Fall wurde für den Oszillator die Betriebsfrequenz von 10 MHz gewählt. Jeder Zählimpuls entspricht somit einer Entfernung von 15 m, wobei dieser Wert der Auflösegenauigkeit des Systems entspricht. Der Abstand D berechnet sich demzufolge:
• D = N x 15
• Die Differenzgeschwindigkeit berechnet sich hingegen nach der folgenden Gleichung:
• V = D&sub1; - D&sub2;/T
• wobei D&sub1; und D&sub2; zwei aufeinanderfolgend berechneten Abständen und T der Schwingperiode des Sendesignals SE entsprechen. Falls für T 2 Sekunden gewählt wird, ergibt sich:
• V = (N&sub1; - N&sub2;) 27 km/h = Δ N 27 km/h
• Die Ableitung Werte für D und V ist dabei äquivalent der Ableitung der Werte N und Δ N.
• Für die Bereiche von N und Δ N werden die Betriebszustände der Abbremsung entsprechend Figur III-4 festgelegt.
• Das Entscheidungsprogramm PRODEC folgt dem in Figur III-5 dargestellten Ablauf und wird bei jeder Anstiegsflanke des Signals SE durchgeführt. Am Ende der Durchführung dieses Programms wird mit Hilfe des Bits RAZ der Zähler auf Null zurückgestellt.
Abschnitt IV Ausführungsmodul IV-1 Allgemeine Beschreibung
• Entsprechend Figur IV-1 besteht dieser Modul aus folgenden Elementen:
• - Einer Steuerstufe und
• - Ausführungsorganen
IV-2 Funktionsweise IV-2-1 Steuerstufe
• Entsprechend dem Betriebszustand der Abbremsung und mit Hilfe der beiden Bit S1 und S2 steuert der Mikrorechner entsprechend Figur IV-2 zwei Triacs an, welche die Steuerstufe der Ausführungsorgane bilden. Falls das Signal S1 einen hohen Signalwert aufweist, während das Signal S2 einen niedrigen Signalwert besitzt, ist das Triac TR1 leitend und aktiviert die Bremse in progressiver Weise. Wenn jedoch das Signal S1 einen niedrigen Signalwert besitzt, während das Signal S2 einen hohen Signalwert aufweist, ist das Triac TR2 leitend, was eine Vollbremsung der Bremse auslöst. Wenn jedoch beide Signale S1 und S2 einen niedrigen Signalwert aufweisen, sind beide Triacs TR1 und TR2 blockiert, so daß keine Bremsung stattfindet. Der Zustand, daß beide Signale S1 und S2 gleichzeitig einen hohen Signalwert aufweisen, wird jedoch ausgeschlossen.
• Bei den Transistoren dieser Stufe handelt es sich um Transistoren des Typs 2N 5916. Die beiden Triacs TR1 und TR2 sind hingegen des Typs T 6000 B.
IV-2-2 Ausführungsorgane a) Aufbau
• Entsprechend Figur IV-2 bestehen die Ausführungsorgane aus den folgenden Einheiten:
• - Einem Hydraulikbehälter (1),
• - einer mit einem Elektromotor verbundene Zahnradpumpe (2),
• - einem mit einem Kolben versehenen Hydraulikzylinder (3),
• - einem Überdruckventil (4),
• - einem elektrisch betätigbaren Ventil (5),
• - einer Speiseleitung (6 und 7) sowie
• - einer Rückführleitung (8).
b) Anordnung der Ausführungsorgane
• Die einzelnen Elemente der Ausführungsorgane, welche ein sehr geringes Volumen aufweisen, sind in der Nähe des Motors des Kraftfahrzeugs angeordnet, mit Ausnahme des hydraulischen Zylinders 3, welcher unmittelbar oberhalb des Bremspedals angeordnet ist.
c) Funktionsweise (siehe Figur IV-3) Vollbremsung
• Wenn die Steuereinheit ein Signal für Vollbremsung abgibt, wird der Triac TR1 aktiviert. Auf diese Weise wird ein elektrischer Strom der Fahrzeugbatterie in Richtung der Wicklung M 1 des Elektromotors der Pumpe P geleitet. Auf diese Weise wird die hydraulische Pumpe aktiviert, welche somit Hydraulikflüssigkeit dem Hydraulikzylinder 3 zuführt. Unter dem Einfluß der Hydraulikflüssigkeit wird der Kolben dieses Zylinders verschoben, was eine Aktivierung des Bremspedals hervorruft.
• Im Fall, daß der Druck innerhalb des Speisekreises einen für die Durchführung des Bremsvorganges zu hohen Druck erzeugt, öffnet sich das überdruckventil und ein Teil der Hydraulikflüssigkeit wird in die Rückführleitung geleitet. Auf diese Weise wird der Druck innerhalb der Speiseleitung auf einen Wert gehalten, der für die Durchführung des Bremsvorganges ausreichend erscheint.
Progressive Abbremsung
• Wenn hingegen die Steuereinheit ein Signal zur progressiven Abbremsung abgibt, wird der Triac TR2 aktiviert. Auf diese Weise ergibt sich ein Stromkreis von der Fahrzeugbatterie in Richtung der Wicklung M2 des Elektromotors, zu welchem parallel ein Unterbrecherkontakt R und ein Einwegventil EV liegen. Auf diese Weise wird mit Hilfe des Elektromotors die hydraulische Pumpe angetrieben, welche hydraulische Flüssigkeit dem Hydraulikzylinder zuführt. Mit Hilfe dieser Hydraulikflüssigkeit wird der Kolben des Hydraulikzylinders verschoben und damit das Bremspedal aktiviert.
• Gleichzeitig wird jedoch der Unterbrecherkontakt R geschlossen, so daß eine Spannung an das Elektroventil EV gelangt. Auf diese Weise wird durch das Schließen des Unterbrecherventils periodisch der Speisekreis, d.h. der Bremskreis entaktiviert, so daß auf diese Weise eine Abbremsung des Fahrzeugs mit Hilfe von kurzen Bremsstößen ausgelöst wird.
• Am Ende des Abbremsvorganges - unabhängig ob derselbe nun als Vollbremsung oder als progressive Bremsung durchgeführt wird, wird von der Steuereinheit kein Steuersignal mehr abgegeben. Der entsprechende Triac TR1 bzw. TR2 unterbricht demzufolge den elektrischen Stromkreis, wodurch die erwähnten Elemente entaktiviert werden. Die Rückführfeder des Bremspedals drückt nunmehr den Kolben des Hydraulikzylinders in seine Ausgangsposition.
Abschnitt V Weitere Module V-1 Gemeinsame Module a) Stromversorgung
• Die Stromversorgung muß verschiedene geregelte Spannungen, mit den Spannungswerten von +12 Volt, von +5 Volt und von -5 Volt abgeben. Entsprechend Figur V-1a wird dieser Modul durch drei integrierte Spannungsregelkreise gebildet.
b) Taktgeber
• Dieser Taktgeber dient zur Erzeugung des Signals SE, welcher eine Periode von 2 Sekunden aufweist. Derselbe gibt ferner das Signal H mit einer Periode von 0,1 us (10 MHz), aus dem Mikrorechner zugeleitetes Signal HMP mit einer Periodendauer von 1 us, sowie das einem akustischen Alarmgeber zugeführte Signal AL mit einer Periodendauer von 1 ms ab. Diese verschiedenen Taktsignale werden entsprechend Figur V-1b durch sukzessive Teilungen des periodischen Steuersignals von 0,1 us erzeugt.
V-2 Zusatzeinheiten a) Einstellorgane für die Visibilität und den Fahrbahnzustand
• Das System ist mit zwei Schaltern versehen.
• Der erste Schalter besitzt fünf Schalterpositionen, mit welchen die herrschende Visibilitätsbedingung, d.h. klare Sicht, Nebel, Regen, Sandsturm und Schnee eingestellt werden kann. Diese Schalterstellungen entsprechen dabei gewissen Schwellwerten der Vergleichskreise. Die jeweilige Einstellung erfolgt dabei manuell durch den Fahrzeuglenker.
• Der zweite Schalter besitzt zwei Schaltpositionen, mit welchen der Fahrbahnzustand "trocken" oder "glitschig" eingestellt wird. Mit diesem Schalter wird dabei die Zustandsbedingung des Bit C beeinflußt. Der Schalter wird ebenfalls manuell betätigt.
• Diese beiden Einstellorgane sind dabei in dem Detailschaltkreis von Figur V-2 dargestellt.
b) Akustische und visuelle Warneinheiten
• Je nach dem Betriebszustand einer Abremsung kann der Fahrzeuglenker durch ein Lichtsignal und durch ein akustisches Signal gewarnt werden. Diese beiden Warneinheiten werden dabei gleichzeitig durch das Bit V des Mikrorechners aktiviert. Falls dieses Bit einen hohen Signalwert aufweist, sind diese Warneinheiten aktiviert. Falls dieses Bit einen niedrigen Signalwert besitzt, sind diese Warneinheiten jedoch gesperrt.
• Es sei bemerkt, daß dieses System vollkommen automatisiert werden kann, indem zusätzlich Meßeinheiten für die Visibilität und dem Zustand der Fahrbahn, beispielsweise in Form eines Eisdedektors vorgesehen sind.
c) Abstands- und Geschwindigkeitsanzeigen
• Mit Hilfe derartiger Anzeigen kann der Fahrzeuglenker die Differenzgeschwindigkeit und den Abstand in Bezug auf ein Hindernis ablesen. Entsprechend Figur V-2 wird dabei das Abstandssignal vom Ausgang des Vergleichers abgegeben, während das Geschwindigkeitssignal vom Ausgang des Mikrorechners abgeleitet wird.
V-3 Gesamtsystem
• Figur V-2 zeigt ein detailliertes Schaltdiagramm des Gesamtsystems mit seinen Zusatzeinheiten.
Programmation
• Das in dem ROM-Speicher eingespeicherte Programm PRODEC dient zur Übersetzung der Maschinensprache der Ausführungsorgane. Da der ROM-speicher löschbar und reprogrammierbar ist, d.h. ein REPROM-Speicher ist, erlaubt das System Modifikationen des Programms, um die Fuktionsweise zu optimisieren.
Bezugszeichen von Figur IV-3a
• 1 Hydraulikbehälter
• 2 Zahnradpumpe welche von einem Elektromotor angetrieben ist, der mit zwei Wicklungen für eine langsame und rasche Antriebsgeschwindigkeit versehen ist.
• 3 Hydraulikzylinder mit einfachem Kolben.
• 4 Sicherheitsventil.
• 5 Elektrisch aktiviertes Einwegventil.
• 6-7 Hydraulikleitungen zur Speisung.
• 8 Hydraulische Rückführleitung.
Bezugszeichen von Figur IV-3b
• TR1 Triac Nr. 1.
• TR2 Triac Nr. 2.
• M1 (P) Erste Wicklung des Elektromotors für raschen Antrieb.
• M2 (P) Zweite Wicklung des Elektromotors für langsamen Antrieb.
• E.V. Elektrisch aktiviertes Einwegventil.
• R Periodisch sich öffnender und schließender Unterbrecherkontakt.

Claims (5)

1. System zum automatischen Abbremsen von Fahrzeugen, welches aufweist

a) eine Sender/Empfängerpartie, die mittels elektromagnetischer Strahlen bewegliche oder unbewegliche Hindernisse erfasst, die sich in einem bestimmten Abstand in Fahrtrichtung vom Fahrzeug befinden,

b) eine elektronische Partie, die mittels eines Mikrorechners die Signale der Sender/Empfängerpartie verarbeitet und an den Fahrer visuelle und/oder akustische Informationen mittels einer Anzeige- oder audiovisuellen Alarmeinrichtung liefert und

c) eine Betätigungspartie, die, falls das Hindernis den Fahrweg des Fahrzeuges nicht verlässt und/oder der Fahrer nicht reagiert, unter Zwischenschaltung des Mikrorechners einen Befehl zur Betätigung der Bremse erteilt, indem ein hydraulisches Bremsorgan beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

d) die Sender/Empfängerpartie Paare von Infrarotdioden umfasst, die an der Vorderseite des Fahrzeuges montiert sind,

e) der Abstand eines Hindernisses auf dem Fahrweg des Fahrzeuges dadurch bestimmt wird, dass die Anzahl der Impulse gezählt wird, die in dem Zeitintervall zwischen der Ausgabe des Infrarotsignales und dem Empfang des Infrarotsignales auftreten, und

f) die elektronische Partie einen Entscheidungsmodul enthält, der nach bestimmten Grenzwerten folgende Betätigungssignale liefert:

- kein Bremsen und keine Warnsignalgebung,

- Warnsignalgebung ohne Bremsen,

- zunehmendes Bremsen mit Warnsignalgebung oder

- scharfes Bremsen,

wobei die bestimmten Grenzwerte entsprechend der Fahrgeschwindigkeit und von einem manuell aktivierbaren Wandler entsprechend dem Zustand der Strassenfläche modifiziert werden können.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Paare Infrarotdioden an der Vorderseite des Fahrzeuges in gleichem Abstand voneinander montiert sind.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entscheidungsmodul die folgenden Elemente enthält:

- einen Prozessor zu Ermöglichung logischer Entscheidungen nach einem Programm,

- einen Zugriffspeicher (RAM) zum Speichern der Informationen, und

- einen Nurlesespeicher (ROM), der das Programm enthält.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungspartie Betätigungsorgane in Form von zwei Triacs (TR1, TR2) enthält.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisation des Systems mittels eines einen Pilotoszillographen steuernden Taktgenerators und mehreren Trennstufen erfolgt, die Synchronisationssignale H, HMP, AL, SED und SE liefern.