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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugerkennungssystem
zur berührungslosen
Erkennung einer Durchfahrt eines Fahrzeugs, und insbesondere auf
ein Fahrzeugerkennungssystem, welches in der Lage ist, zuvor festgelegte
spezifische Fahrzeuge und andere Fahrzeuge diskriminierend zu erkennen,
und welches an einem Parkbereich oder dergleichen einsetzbar ist.
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2. Stand der Technik
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Bisher
wurden üblicherweise
in den Boden eingelassene Loop-Spulen als Fahrzeugerkennungssystem
zur Verwaltung von in einen Parkbereich ein- und daraus ausfahrenden
Fahrzeugen eingesetzt. Das Prinzip dieses Fahrzeugerkennungssystems funktioniert
folgendermaßen:
Fährt ein
Fahrzeug über
eine Loop-Spule, ändert
sich einer ihrer Parameter, und eben diese Veränderung wird erfasst. Wenn
sich beispielsweise die Induktivität einer Loop-Spule verändert, wird
diese Induktivitätsveränderung
zwecks Feststellung erfasst, dass sich ein Fahrzeug über der
Loop-Spule befindet, und ein Erkennungssignal wird erzeugt.
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Ein
herkömmliches
Fahrzeugerkennungssystem dieser Art wird in 8 veranschaulicht.
Bei einem herkömmlichen
Fahrzeugerkennungssystem 100 bildet eine Loop-Spule 1,
welche unter einer Einfahrtsstraße eines Parkbereichs vergraben
ist; einen Schwingkreis mit einem Kondensator 102 eines Selbstschwingers 101,
welcher mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises schwingt. Eine
Oszillationsausgabe des Selbstschwingers 101 wird einem Frequenzdiskriminator 103 zugeführt, welcher
eine der Oszillationsfrequenz des Selbstoszillators 101 entsprechende
Gleichspannung erzeugt. Eine Gleichspannungsausgabe aus dem Frequenzdiskriminator 103 wird
einem A/D-Wandler 104 zwecks Wandlung zu einem digitalen
Signal zugeführt.
Dieses digitale Signal wird einer Steuereinheit 105 zugeführt, welche
es zur Erfassung des Fahrzeugs mit einem vorgegebenen Schwellenwert
vergleicht.
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Fährt ein
Fahrzeug A über
die Loop-Spule 1, verringert sich deren Induktivität aufgrund
eines durch den Fahrzeugkörper
verursachten Wirbelstromverlusts, und die Oszillationsfrequenz des Selbstschwingers 101 verlagert
sich in einen höheren
Bereich. Daher überschreitet
eine Ausgabe des A/D-Wandlers 104 den Schwellenwert. Die
Steuereinheit entscheidet, dass sich das Fahrzeug A über der
Loop-Spule 1 befindet und erzeugt ein Fahrzeugerkennungssignal.
Als Reaktion auf dieses Fahrzeugerkennungssignal werden ein Parkscheinautomat 2 zwecks
Ausgabe eines Parkscheins und eine Antriebsschaltung 3 für die Parkschranke 4 betätigt, damit
diese geöffnet
wird, sobald der Fahrer den Parkschein gelöst hat. Auf diese Weise werden
in dem Parkbereich eintreffende und daraus ausfahrende Fahrzeuge
verwaltet. Als Frequenzdiskriminator 103 ist ein Ratiodetektor
oder Ähnliches
vorgesehen; ebenso ist ein Frequenzzähler einsetzbar. In diesem Fall
kann auf den A/D-Wandler 104 verzichtet werden, und die
Zählergebnisse
des Frequenzzählers werden
zwecks Verarbeitung direkt der Steuereinheit 105 zugeführt.
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Zu
den Gebührenparkbereichen
gehören Zeitparkbereiche
mit von der Parkzeit abhängigen Gebühren und
Parkbereiche mit monatlicher Vertragsbindung, in denen Gebühren auf
Monatsbasis erhoben werden. Diese Monatsverträge werden von den meisten Parkbereichen
mit Langzeitparkplätzen angeboten.
Fast alle dieser kombinierten Parkbereiche halten innerhalb des
Parkbereichs einen Raum zu Verfügung,
damit Personen, welche für
den Parkbereich verantwortlich sind, ihre Fahrzeuge dort abstellen
können.
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Solche
kombinierten Parkbereiche bieten den Service, dass jedem Fahrer
eines bestimmten Fahrzeugs, z.B. eines unter einen Vertrag fallenden Fahrzeugs
oder eines dem Parkbereich zugehörigen Fahrzeugs,
eine Karte ausgehändigt
wird, um dem Fahrer zu ermöglichen,
im Parkbereich nach Belieben ein- und auszufahren. Obwohl eine solche
Karte im allgemeinen in einen Parkscheinautomaten oder einen Parkgebührenrechner
eingeschoben wird, gibt es auch eine Karte anderer Art, deren Inhalt
lesbar ist, während
sie vom Fahrer im Fahrzeug hochgehalten wird. Ein Parkbereichssystem
zur Verwaltung der Ein-/Ausfahrten, welches die Verwendung beider
Arten von Karten zulässt,
verfügt über einen
berührungslosen
Kartenleser. Eine berührungslose
Karte wird als Transponder eines berührungslosen Diskriminationssystems
bezeichnet, welches in Kartenform gestaltet ist.
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Ein
Fahrzeugverwaltungssystem eines Parkbereichs, welches sowohl ein
Fahrzeugerkennungssystem als auch einen berührungslosen Kartenleser einsetzt,
besitzt den in 9 dargestellten Aufbau. 9 zeigt
die Zufahrtsseite des Parkbereichs und veranschaulicht, dass sich
dieses System zusammensetzt aus einem berührungslosen Kartenleser 107 mit
einer Kartenantenne 106, einem Fahrzeugerkennungssystem 100A mit
einer Loop-Spule 1A, einem Parkscheinautomaten 2,
einem Treiber 3 für
die Parkschranke und einem weiteren Fahrzeugerkennungssystem 100B mit
einer Loop-Spule 1B, welche alle mit einer Steuereinheit 105A in
Verbindung stehen und parkbereichseinwärts in dieser Reihenfolge auf
der Zufahrtsstraße
zum Parkbereich angeordnet sind. Die Fahrzeugerkennungssysteme 100A und 100B verfügen über die
gleiche Struktur wie das in 8 dargestellte
Fahrzeugerkennungssystem 100. Wenn die Steuereinheit 105A erfasst,
dass ein Fahrzeug über
die Loop-Spule 1A fährt,
betätigt
sie den Parkscheinautomaten 2 und den Parkschrankentreiber 3.
Nach Lösen
des Parkscheins wird die Parkschranke 4 geöffnet. Wenn
die Steuereinheit 105A erfasst, dass das Fahrzeug über die
Loop-Spule 1B fährt,
betätigt
sie den Parkschrankentreiber 3, um die Parkschranke 4 zu
schließen.
Die Ausfahrtseite des Parkbereichs ist in ähnlicher Weise strukturiert,
außer
dass ein Parkgebührenrechner
den Parkscheinautomaten ersetzt.
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Obwohl
es sich zweckmäßig erweist,
einen herkömmlichen
berührungslosen
Kartenleser mit einem Leser mit Karteneinschub zu kombinieren, ist das
herkömmliche
System mit einigen Problemen behaftet. Ein Problem besteht darin,
dass der Fahrer eine Karte bei sich tragen und diese bei Einfahrt
in den und Ausfahrt aus dem Parkbereich hochhalten muss. Wenn der
Fahrer die Karte aus Versehen nicht hochhält und das Fahrzeug über die
Loop-Spule fährt,
gibt der Parkscheinautomat einen Parkschein aus. Gerade in einem
solchen Fall ist es notwendig, dass der Parkbereich verwaltet wird,
damit dem Fahrzeug gestattet wird, in den Parkbereich einzufahren, und
der ausgestellte Parkschein hinfällig
wird, wenn der Fahrer schließlich
die Karte noch in Richtung des Kartenlesers hochhält. Ein
anderes Problem stellt sich dadurch, dass sich illegales Parken
nicht verhindern lässt,
wenn eine Karte von ihrem Eigentümer
an einen Dritten weitergegeben wird. Ein weiteres Problem ist, dass
bei Einsatz eines berührungslosen Systems
zur Fahrzeugunterscheidung, welches Fahrzeuge anhand von Fahrzeugnummern
mittels Bilderkennungstechniken unterscheidet, die Installationsposition
der Kamera begrenzt und das System teuer ist.
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Bei
einigen berührungslosen
Kartenlesern finden Radiowellen Anwendung, bei anderen hingegen
Magnetfelder.
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Im
erstgenannten Fall verschlechtern Regen und Schnee die Leseleistung.
Des Weiteren kann eine Antenne nicht in den Grund eingelassen werden,
sondern wird darüber
angebracht. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Antenne sowohl
vor Staub als auch vor Diebstahl zu schützen, was die Kosten erhöht. Verwendet
ein berührungsloser
Kartenleser Mikrowellen, ist es unerlässlich, die Antenne an einer
Position anzubringen, bei welcher eine stabile Leseleistung im Hinblick
auf die Charakteristika bei Radiowellenübertragung möglich ist,
was das Problem aufwirft, dass diese Position Einschränkungen
unterworfen ist. Ferner kann ein Transponder in diesem Fall nicht
unter dem Fahrzeugkörper
montiert werden, sondern wird auf der Vorderseite des Fahrzeugkörpers angebracht,
was dessen Design abträglich
ist. Darüber
hinaus ist der berührungslose
Kartenleser, welcher Mikrowellen verwendet, mit weiteren Problemen
behaftet; zum einen benötigt
der Transponder eine Batterie als Energiequelle und ist teuer, zum
anderen muss der Leser die Modelakzeptanz als Radiowellenausstattung
erhalten.
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In
letzterem Fall verwendet der berührungslose
Kartenleser magnetische Kopplung oder magnetische Induktion. Deshalb
wird die Leseleistung nicht durch Regen und Schnee beeinträchtigt,
eine Antenne kann in den Grund eingegraben werden, Schutz vor Staub
und Diebstahl ist überflüssig, und ein
Transponder kann zweckgemäß unter
dem Fahrzeugkörper
montiert werden. Die Entfernung zwischen dem unter dem Fahrzeugkörper angebrachten Transponder
und der in den Grund eingelassenen Antenne beläuft sich ungefähr auf die
Entfernung zwischen der Bodenoberfläche und der Unterseite des
Fahrzeugkörpers,
so dass eine stabile und weniger Variationen ausgesetzte Leseleistung
möglich
ist; außerdem
wird das Design des Fahrzeugs nicht verunstaltet. Ferner benötigt der
Transponder bei magnetischer Kopplung oder magnetischer Induktion
keine Batterie, und es ist nicht erforderlich, dass der eser die
Modelakzeptanz als Radiowellenausstattung erhält. In letzterem Fall liegt
die von dem Kartenleser verwendete Frequenz in einem Bereich von mehreren
Dutzend kHz bis zu mehreren hundert kHz. Auch die von dem Fahrzeugerkennungssystem
benützte
Frequenz befindet sich allgemein in einem Bereich von mehreren Dutzend
kHz bis zu mehreren hundert kHz und liegt damit nahe bei dem oben
beschriebenen Frequenzbereich, weil sich die Induktivität der Loop-Spule
ungefähr
auf mehrere Dutzend μH bis
mehrere hundert μH
beläuft.
Dadurch kommt es zu einem Interferenzproblem, infolge dessen der
berührungslose
Kartenleser, welcher magnetische Kopplung oder magnetische Induktion
verwendet, und das Fahrzeugerkennungssystem nicht gleichzeitig einsetzbar
sind.
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EP 0 025 816 A2 offenbart
eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung von Objekten und/oder
Lebewesen, die sowohl aus einer stationären Abfrageeinheit als auch
einer Antworteinheit besteht und an dem Gegenstand oder dem Lebewesen angebracht
ist, wobei die Abfrageeinheit einen Identifikationsempfänger, eine
Datenverarbeitungseinheit, einen Öffnungscodespeicher und einen Öffnungscodetransmitter
aufweist und die Antworteinheit mit einem Identifikationsspeicher,
einem Taktgenerator und einer Schaltungseinheit ausgestattet ist, welche
einen Identifikationstransmitter und mindestens eine Antenne enthält, und
mit einem Öffnungscodeempfänger, einem Öffnungscodespeicher
und einem Öffnungscodevergleicher
ausgerüstet
ist, welche mit den verbleibenden Bauteilen der Antworteinheit derart
verbunden sind, dass eine in dem Identifikationsspeicher gespeicherte
Identifikation durch den Identifikationstransmitter nur dann ausgestrahlt wird,
wenn der von der Abfrageeinheit ausgestrahlte Öffnungscode und der in der
Antworteinheit gespeicherte Öffnungscode übereinstimmen,
wobei die Abfrageeinheit mit einem Energietransmitter versehen ist,
der von dem Öffnungscodetransmitter
getrennt ist, und die Antworteinheit einen Energieempfänger und
einen Energiewandler enthält.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugerkennungssystem
zu bieten, welches sich nicht nur zur Fahrzeugverwaltung in einem
Zeitparkbereich eignet, in welchem Gebühren in Abhängigkeit von der Parkdauer
erhoben werden, sondern auch zur Fahrzeugverwaltung in einem Parkbereich
mit kombiniertem System, das sowohl zeitabhängige Parkgebühren als
auch Gebühren
auf monatlicher Vertragsbasis integriert, und zwar mittels eines
berührungslosen
Systems zur Fahrzeugunterscheidung, welches magnetische Kopplung
oder magnetische Induktion einsetzt.
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Erfindungsgemäß wird die
obige Aufgabe durch ein Fahrzeugerkennungssystem nach Anspruch 1
erfüllt.
Bevorzugte Ausführungsformen
werden in Ansprüchen
2 bis 8 beansprucht.
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Wenn
bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugerkennungssystem
ein mit Transponder versehenes Fahrzeug in einen vorgegebenen Bereich
vor dem induktiven Element einfährt,
werden der Transponder und das induktive Element magnetisch miteinander gekoppelt,
und die in dem Transponder gespeicherten Informationen werden von
dem Fahrzeugerkennungskreis gelesen. In Entsprechung zu den gelesenen
Information besteht die Möglichkeit
zu erkennen, dass ein zuvor bestimmtes Fahrzeug in den festgelegten
Bereich vor dem induktiven Element einfährt.
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Da
eine magnetische Kopplung verwendet wird, lässt sich der Transponder kompakt
gestalten und unter dem Fahrzeugkörper anbringen, so dass das
Design des Fahrzeugkörpers
nicht verunstaltet wird. Ferner ist es bei magnetischer Kopplung
nicht notwendig, die Modellakzeptanz als Radiowellenausstattung
zu erhalten, und der Transponder lässt sich kostengünstig herstellen.
Im Gegensatz zu einem berührungslosen
Kartenleser, welcher Mikrowellen einsetzt, benötigt der Transponder keine
Batterie und erweist sich somit kostengünstiger.
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Da
magnetische Kopplung benützt
wird, kommt es überdies
nicht zu einer Beeinträchtigung durch
Regen und Schnee. Außerdem
sind Schutz vor Staub und Diebstahl überflüssig, weil sich die Möglichkeit
bietet, das induktive Element in den Boden einzulassen. Zweckgemäß lässt sich
der Transponder unter dem Fahrzeugkörper montieren. Die Entfernung
zwischen dem unter dem Fahrzeugkörper
angebrachten Transponder und dem in den Boden eingelassenen induktiven
Element beläuft
sich etwa auf die Entfernung zwischen der Bodenoberfläche und der
Unterseite des Fahrzeugkörpers,
so dass eine stabile Leseleistung mit geringeren Variationen möglich ist
und das Design des Fahrzeugkörpers
nicht verunstaltet wird.
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In
dem Fahrzeugerkennungssystem kann der Fahrzeugerkennungskreis den
Transponder mittels magnetischer Kopplung mit demselben unter Zeitaufteilung
mit Betriebsenergie versorgen; oder aber der Fahrzeugserkennungskreis
kann die Versorgung des Transponders mit Betriebsenergie und den
Empfang von Informationen aus dem Transponder vornehmen; und das
induktive Element wird sowohl für
die Versorgung mit Betriebsenergie als auch den Empfang der Informationen
gebraucht. Hierbei bedarf der Transponder keiner Batterie als Energiequelle,
und das induktive Element steht zur gemeinsamen effizienten Nutzung
zur Verfügung.
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Der
Fahrzeugerkennungskreis kann das induktive Element magnetisch koppeln,
um die Anwesenheit eines Fahrzeugs über dem induktiven Element
in Übereinstimmung
mit einer Veränderung
bei einem elektrischen Parameter des induktiven Elements zu erfassen,
die durch das Fahrzeug auf das induktive Element ausgeübt werden
soll. Dadurch eröffnet
sich die Möglichkeit,
nicht nur ein mit Transponder ausgestattetes Fahrzeug, sondern auf
ein Fahrzeug ohne Transponder zu erfassen, welches über das
induktive Element fährt.
Aus diesem Grund ist es von Vorteil, dass sich dieses Fahrzeugerkennungssystem
an einem Parkbereich mit kombiniertem System, welches sowohl zeitabhängige Gebühren als
auch Gebühren
auf Monatsbasis erhebt, einsetzen lasst.
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Das
Fahrzeugerkennungssystem ist in der Lage, die Anwesenheit eines
Fahrzeugs in Übereinstimmung
mit einer Phase eines Ausgangssignals, welches mittels magnetischer
Kopplung mit dem induktiven Element erhalten wird, zu erfassen,
ferner eine Veränderung
bei dem elektrischen Parameter des induktiven Elements anhand einer
in einem Kondensator geladenen Spannung zu erkennen und die Anwesenheit
eines Fahrzeugs in Entsprechung zu einer Phase der geladenen Spannung
festzustellen. Wie oben erläutert,
sind nach Wunsch verschiedene Erkennungsverfahren einsetzbar, und
das Anwendungsgebiet dieses Systems lässt sich erweitern.
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KURBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches die Struktur eines Fahrzeugerkennungssystems
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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2 ist
eine schematische Darstellung, welche ein Beispiel eines Fahrzeugs
zeigt, das mit einem Transponder des Fahrzeugerkennungssystems der
Ausführungsform
ausgestattet ist.
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3A bis 3D zeigen
Wellenformen, welche die Funktionsweise des Fahrzeugerkennungssystems
der Ausführungsform
veranschaulichen.
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4A und 4B sind
Schaubilder, welche die Funktionsweise des Fahrzeugerkennungssystems der
Ausführungsform
darstellen.
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5 ist
ein schematisches Diagramm, welches ein Parkbereichsverwaltungssystem
veranschaulicht, welches das Fahrzeugerkennungssystem der Ausführungsform
einsetzt.
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6 ist
eine Flussdiagramm, welches die Funktionsweise des Parkbereichsverwaltungssystems
erläutert,
welches das Fahrzeugerkennungssystem der Ausführungsform nützt.
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7 ist
ein Blockdiagramm, welches die Struktur eines Fahrzeugerkennungssystems
gemäß einer
Modifikation der Ausführungsform
zeigt.
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8 ist
ein Blockdiagramm, welches die Struktur eines herkömmlichen
Fahrzeugerkennungssystems zeigt.
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9 ist
eine schematische Darstellung, welche ein Parkbereichverwaltungssystem
darstellt, in welchem das herkömmliche
Fahrzeugerfassungssystem Anwendung findet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugerkennungssystems
beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches die Struktur eines Fahrzeugerkennungssystems
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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Das
Fahrzeugerkennungssystem der Ausführungsform setzt sich zusammen
aus einem Fahrzeugerkennungskreis 10, einem weiteren Fahrzeugerkennungskreis 40 und
einer Steuereinheit 60. Der Fahrzeugerkennungskreis 10 bildet
einen berührungslosen
Fahrzeugdiskriminator mit einer Loop-Spule 1, welche beispielsweise
unter der Einfahrtsstraße
in den Parkbereich eingelassen ist. Der Fahrzeugerkennungskreis 10 erfasst
mittels einer Kombination aus der Loop-Spule 1 und einem
Transponder 30, dass ein Fahrzeug, z.B. ein Monatsvertrag-Fahrzeug, über die
Loop-Spule 1 fährt.
Der andere Fahrzeugerkennungskreis 40 weist eine Spule 50 auf,
welche mit der Loop-Spule 1 magnetisch gekoppelt ist, und
erfasst anhand einer Kombination aus der Loop-Spule 1 und
der Spule 50, dass ein Fahrzeug, z.B. ein Zeitpark-Fahrzeug, über die Loop-Spule 1 fährt. In
Entsprechung zu den Fahrzeugerkennungssignalen, welche aus den Fahrzeugerkennungskreisen 10 und 40 ausgegeben
werden, steuert die Steuereinheit 60 einen Parkscheinautomaten
und einen Parkschrankentreiber. Der Transponder 30 ist
unter einer Stoßstange
eines Fahrzeugs A, z.B. eines dem Parkbereich zugehörigen Fahrzeugs
und eines Monatsvertrag-Fahrzeugs, montiert, wie 2 zeigt.
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Der
Fahrzeugerkennungskreis 10 setzt sich zusammen aus einem
Referenzoszillator 11, einem Frequenzteiler 12,
einer Recheneinheit 21, einem UND-Gatter 13 und
einem Leistungsverstärker 14. Der
Frequenzteiler 12 empfängt
eine aus dem Referenzoszillator 11 ausgegebene Oszillation
und teilt die Oszillationsfrequenz in eine Frequenz von z.B. ungefähr 100 kHz.
Die Recheneinheit 21 empfängt die aus dem Referenzoszillator 11 ausgegebene Oszillation,
um eine Rechenausgabe auszugeben und um außerdem eine Ausgabe eines hohen
Potentials während
einer Ladeperiode des Transponders 30 auszugeben (d.h.
während
einer Aktivierungsperiode für
den Transponder 30). Das UND-Gatter 13 gibt die geteilte
Ausgabe aus dem Frequenzteiler 21 aus, wenn sowohl die
aus dem Frequenzteiler 21 ausgegebene geteilte Ausgabe
als auch die aus der Recheneinheit 21 ausgegebene Ausgabe
des hohen Potentials während
der Ladeperiode eingegeben werden. Der Leistungsverstärker 14 leistungsverstärkt eine
Ausgabe des UND-Gatters. Eine Ausgabe des Leistungsverstärkers 14 wird
der Loop-Spule 1 zugeführt.
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Der
Fahrzeugerkennungskreis 10 besteht weiterhin aus einem
Kondensator 15, einem Widerstand 16, einem Begrenzer
B, einem Verstärker 19 und
einem Demodulator 20. Der Kondensator 15 ist seriell
mit der Loop-Spule 1 verbunden, um einen seriellen Schwingkreis
zu bilden. Der Begrenzer B, welcher aus dem Widerstand 16 und
invers verbundenen parallelen Dioden besteht, schützt den
nachfolgenden Kreis, indem er den Ausgangsspannungspegel des seriellen
Schwingkreises begrenzt. Der Verstärker 19 verstärkt eine
Ausgabe diskriminierender Informationen, z.B. ein FSK-Modulationssignal,
welche aus dem Transponder 30 via den Begrenzer B und einen
Kondensator 18 zugeführt
werden. Der Demodulator 20 demoduliert eine Ausgabe des
Verstärkers 19.
Die Recheneinheit 21 erhält ebenfalls eine Demodulationsausgabe
aus dem Demodulator 20 und verarbeitet die Demodulationsausgabe,
z.B. ein Fehlerkorrekturverfahren und ein Decodierverfahren, um
zu entscheiden, ob die diskriminierenden Informationen anzeigen,
dass es sich bei dem Fahrzeug um ein Monatsvertrag-Fahrzeug oder
ein dem Parkbereich zugehöriges
Fahrzeug handelt. Falls das Fahrzeug ein Monatsvertrag-Fahrzeug
oder ein dem Parkbereich zugehöriges
Fahrzeug ist, wird diesbezüglich
ein diskriminierendes Signal an die Steuereinheit 60 gesendet.
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Der
Transponder 30 besteht aus einer Spule 31, einem
Kondensator 32, einer Diode 33, einem Kondensator 34,
einem Speicher 35 und einer Steuereinheit 36.
Die Spule 31 koppelt die Loop-Spule 1 magnetisch.
Der Kondensator 32 ist parallel mit der Spule 31 verbunden,
um einen parallelen Schwingkreis zu bilden. Die Diode 33 richtet
in die Spule 31 induzierten Strom gleich. Der Kondensator 34 wird mit
dem von der Diode 33 gleichgerichteten Strom geladen und
fungiert als Energiequelle. Der Speicher 35 speichert in
demselben die diskriminierenden Informationen, welche angeben, ob
es sich bei dem Fahrzeug um ein Monatsvertrag-Fahrzeug oder ein dem
Parkbereich zugehöriges
Fahrzeug handelt. Die Steuereinheit 36 wird mit der geladenen
Spannung des Kondensators 34 versorgt, liest die in dem
Speicher 35 gespeicherten diskriminierenden Informationen
aus und überträgt die diskriminierenden
Informationen aus der Spule 31. Wie zuvor beschrieben,
ist der Transponder 30 unter der Stoßstange eines Monatsvertrag-Fahrzeugs
oder eines dem Parkbereich zugehörigen
Fahrzeugs montiert.
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Der
andere Fahrzeugerkennungskreis 40 setzt sich zusammen aus
einem Phasenvergleicher 42, einem Integrator 43 und
einem A/D-Wandler 44. Der Phasenvergleicher 42 vergleicht
die Phase eines aus dem Frequenzteiler 12 ausgegebenen
Signals mit der Phase eines in die Spule 50 induzierten
Signals. Diese die Loop-Spule 1 magnetisch koppelnde Spule 50 ist
unter der Straße
nahe der Loop-Spule 1 eingelassen und besitzt eine geringere
Anzahl an Windungen als die Loop-Spule 1. Der Integrator 43 integriert
einen aus dem Phasenvergleicher 42 ausgegebenen Phasenvergleich.
Der A/D-Wandler 44 A/D-wandelt die Ausgabe des Integrators
und führt das
A/D-gewandelte Fahrzeugerkennungssignal der Steuereinheit 60 zu.
Ein Kondensator 41 ist parallel mit der Spule 50 verbunden,
und sein Wert ist so festgelegt, dass die Phase der Spannung, welche
in die Spule 50 induziert wird, wenn ein Fahrzeug über die Loop-Spule 1 fährt, sich
am besten für
den Phasenvergleich durch den Phasenvergleicher 42 eignet.
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Die
Steuereinheit 60 empfängt
wie folgt: das Fahrzeugerkennungssignal aus dem Fahrzeugerkennungskreis 10,
d.h. aus der Recheneinheit 21, das Signal für hohes
Potential zur Öffnung
des Gatters des UND-Gatters 13 und das Fahrzeugerkennungssignal
aus dem Fahrzeugerkennungskreis 40. Die Steuereinheit 60 führt ihre
Steuerfunktion aus: zwecks Öffnung
der Parkschranke ohne Ausstellen eines Parkscheins aus dem Parkscheinautomaten wenn
das Fahrzeugerkennungssignal aus der Recheneinheit 21 zugeführt wird;
des Weiteren zwecks Öffnung
der Parkschranke ohne Ausstellen eines Parkscheins aus dem Parkscheinautomaten
wenn das Fahrzeugerkennungssignal aus der Recheneinheit 21 zugeführt wird
und wenn das Fahrzeugerkennungssignal aus dem Fahrzeugerkennungskreis 40 zugeführt wird;
und zwecks Betätigung
des Parkscheinautomaten und des Parkschrankentreibers, damit ein
Parkschein ausgestellt und nach Lösen des Parkscheins am Parkscheinautomaten
die Parkschranke geöffnet
wird, wenn das Fahrzeugerkennungssignal nicht aus der Recheneinheit 21 zugeführt wird,
sondern das Fahrzeugerkennungssignal aus dem Fahrzeugerkennungskreis 40 während jener
Zeitspanne zugeführt
wird, zu welchem das Signal für
hohes Potential zur Öffnung
des UND Gatters erzeugt wird.
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Im
Bezug auf jene Begriffe, welche in den Ansprüchen gebraucht werden, entspricht
die Loop-Spule 1 einem „induktiven Element", der Fahrzeugerkennungskreis 10 entspricht
einem „ersten Fahrzeugerkennungskreis", der Transponder 30 entspricht
einem „Transponder" und der Fahrzeugerkennungskreis 40 (40A, 40B,
welche später
beschrieben werden) entspricht einem „zweiten Fahrzeugerkennungskreis".
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Nun
wird die Funktionsweise des Fahrzeugerkennungssystems beschrieben,
welches, wie oben erläutert,
entsprechend der Ausführungsform der
Erfindung konstruiert ist.
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In
dem Fahrzeugerkennungssystem dieser Ausführungsform oszilliert der Referenzoszillator 11 des
Fahrzeugerkennungskreises 10 mit einer vorgegebenen Frequenz.
Die Oszillationsfrequenz des Referenzoszillators 11 wird
durch den Frequenzteiler 12 in eine Frequenz von ungefähr 100 kHz
geteilt. Nach Erhalt der aus dem Referenzoszillator 11 ausgegebenen
Oszillation führt
die Recheneinheit 21 dem UND-Gatter 13 ein in 3A dargestelltes Steuersignal a zu mit
einem Tastverhältnis
von etwa 1/2 und einer Breite von ungefähr 50 msec. Während der Zeitspanne
mit hohem Potential des Steuersignals a wird das Gatter des UND-Gatters 13 geöffnet, so dass
ein geteilter Burst-Output von ungefähr 100 kHz aus dem Frequenzteiler 12 an
den Leistungsverstärker 14 geleitet
wird, welcher eine Leistungsverstärkung durchführt und
die verstärkte
Leistung an den seriellen Schwingkreis aus Loop-Spule 1 und
Kondensator 15 weitergibt.
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Nach
Empfang einer Ausgabe des Leistungsverstärkers 14, wird auf
die Loop-Spule 1 eine hohe Spannung der Ausgangsspannung
des Leistungsverstärkers 14 angewandt,
vervielfacht mit Q des seriellen Schwingkreises aus Loop-Spule 1 und Kondensator 15,
so dass die Loop-Spule 1 ein
magnetisches Feld erzeugt (d.h. die Loop-Spule 1 wird zur
Erzeugung eines magnetischen Felds angeregt). In diesem Fall wird
der Pegel dieser hohen Spannung durch den Begrenzer B begrenzt,
um zu verhindern, dass der Kreis des anschließenden Stadiums durch das hohe
Potential zerstört
wird.
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Im
Sinne der Beschreibung wird nun jener Fall betrachtet, bei dem ein
Fahrzeug A, unter dessen Stoßstange
der Transponder 30 montiert ist, zuerst in einen vorgegebenen
Bereich rings um die Loop-Spule 1 einfährt und dann über diese
hinweg fährt.
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Wenn
das Fahrzeug A mit unter der Stoßstange montiertem Transponder 30 in
den vorgegebenen Bereich um die Loop-Spule 1 einfährt, koppelt diese
den unter dem Fahrzeug A angebrachten Transponder 30 magnetisch.
Diese magnetische Kopplung wird in 1 durch
M1 angezeigt. Mit dieser magnetischen Kopplung stellt die Spule 31 Verbindung
zu magnetischen Flüssen
her, deren Erzeugung durch die Loop-Spule 1 erfolgt, auf
welche eine verstärkte
Ausgabe des Leistungsverstärkers 14 angewandt
wird. Deshalb wird eine elektromotorische Kraft in die Spule 31 induziert,
und zwar während
der Zeitspanne mit hohem Potential (50 msec) des Steuersignals a
(vgl. 3A), so dass Strom durch den parallelen
Schwingkreis aus Spule 31 und Kondensator 32 fließt. Dieser
Strom wird durch die Diode 33 gleichgerichtet und lädt den Kondensator 34.
Daher wird der Transponder 30 während dieses Zeitraums aktiviert
und eine gleichgerichtete Spannung b (3B)
tritt am Kondensator 34 auf, welcher folglich als eine
Stromquelle für
den Transponder 30 fungiert. Da der Transponder 30 während dieses
Zeitraums aktiviert wird, erweist sich eine andere Stromquelle, z.B.
eine Batterie, als überflüssig.
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Nach
Anwendung der geladenen Spannung am Kondensator 34 liest
die Steuereinheit 36 die diskriminierenden Informationen
aus dem Speicher 35. Die gelesenen diskriminierenden Informationen FSK-modulieren
einen Träger
von ungefähr
100 kHz während
eines in 3C dargestellten Zeitraums und
werden aus der Steuereinheit 36 via den parallelen Schwingkreis
aus Spule 31 und Kondensator 32 übertragen.
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Im
Anschluss an die Zeitspanne (50 msec) mit hohem Potential des Steuersignals
a gibt die Recheneinheit 21 während einer folgenden Zeitspanne (50
msec) ein Kleinsignal aus. Während
der Kleinsignal-Zeitspanne des Steuersignals a ist das Gatter des
UND-Gatters 13 geschlossen, so dass dem Leistungsverstärker 14 kein
Eingangssignal zugeführt wird.
Das Ausgangs-Terminal des Leistungsverstärkers 14 tritt daher
in einen Grundzustand, und die Loop-Spule 1 und der Kondensator 15 bilden
einen parallelen Schwingkreis im Bezug auf den Träger und fungieren
als eine Antenne zum Empfang eines aus dem Transponder 30 übertragenen
Signals. Während
dieses Zeitraums wird die Loop-Spule 1 nicht stimuliert.
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3A zeigt die Wellenform des Steuersignals
a, welches aus der Steuereinheit 21 zugeführt wird, 3B stellt die Wellenform einer geladenen Spannung
des Kondensators 34 dar, und 3C veranschaulicht
Takt und Amplitude des durch die Spule 31 und den Kondensator 32 erzeugten
Trägers 32.
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Eine
Ausgabe aus der Loop-Spule 1, welche die FSK-modulierte
und aus dem Transponder 30 übertragene Welle erhalten hat,
wird via den Begrenzer B und den Kondensator 18 dem Verstärker 19 zugeführt. Eine
verstärkte
Ausgabe des Verstärkers 19 wird
dem Demodulator 19 zwecks Demodulation zugeführt. Die
demodulierte Ausgabe des Demodulators 20 wird der Recheneinheit 20 zugeführt, welche die
Demodulationsausgabe, z.B. einen Fehlerkorrekturvorgang und einen
Decodiervorgang, verarbeitet, um zu entscheiden, ob die diskriminierenden
Informationen angeben, dass es sich um ein Monatsvertrag-Fahrzeug
oder ein dem Parkbereich zugehöriges
Fahrzeug handelt. Fällt
das Fahrzeug unter einen Monatsvertrag oder gehört es dem Parkbereich zu, wird
diesbezüglich
ein diskriminierendes Signal aus dem Fahrzeugerkennungskreis 10 zu
der Steuereinheit 10 gesendet, um auf diese Weise zu erfassen,
dass das Monatsvertrag-Fahrzeug oder das dem Parkbereich zugehörige Fahrzeug
einfährt. Nach
Empfang des diskriminierenden Signals hindert die Steuereinheit 60 den
Parkscheinautomaten an der Ausstellung eines Parkscheins und veranlasst den
Treiber der Parkschranke zu deren Öffnung.
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Befindet
sich das Fahrzeug A zwar in dem vorgegebenen Bereich, aber noch
nicht über
der Loop-Spule 1, ist deren Induktivität höher, als wenn das Fahrzeug über sie
fährt.
In diesem Fall erkennt der Fahrzeugerkennungskreis 40 nicht,
dass ein Fahrzeug einfährt
und sendet kein Fahrzeugerkennungssignal an die Steuereinheit, wie
nachfolgend beschrieben wird.
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In
dem Maße,
in dem sich das Fahrzeug A in Richtung der und über die Loop-Spule 1 bewegt,
verringert sich deren Induktivität.
Eine verstärkte
Ausgabe des Leistungsverstärkers 14 wird
auf den seriellen Schwingkreis aus Loop-Spule 1 und Kondensator 1S angewandt.
Der serielle Schwingkreis aus Loop-Spule 1 und Kondensator 15 schwingt
mit einer Resonanzfrequenz fr1 stärker als mit einer Resonanzfrequenz
fr2, z.B. mit ungefähr
100 kHz, wenn die Induktivität
der Loop-Spule 1 nicht verringert wird. Daher fließt Strom
in Entsprechung zu der Resonanzfrequenz fr1, wie anhand Kurve a1
in 4A dargestellt ist; die Phase des
Stroms wird durch Kurve b1 in 4B veranschaulicht.
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In
diesem Stadium stellen in dem Fahrzeugserkennungskreis 40 magnetische
Flüsse,
deren Erzeugung durch die Loop-Spule 1, auf welche die
verstärkte
Ausgabe des Leistungsverstärkers 14 angewandt
wird, erfolgt, eine Verbindung zu der Spule 50 her, so
dass eine elektromotorische Kraft in die Spule 50 induziert
wird. Ein Signal, das für
den Phasenvergleich durch den Kondensator 41 tauglich gemacht wurde,
wird dem Vergleicher 42 zugeführt, der es mit einer Ausgabe
des Frequenzteilers 12 vergleicht. Eine Phasenvergleichsausgabe
aus dem Phasenvergleicher 42 wird dem Integrator 43 zugeführt, welcher diese
integriert. Eine integrierte Ausgabe wird A/D-gewandelt und der
Steuereinheit 60 zugeführt. Die
A/D-gewandelte Ausgabe wird während
der Zeitspanne mit hohem Potential des der Steuereinheit 60 zugeführten Steuersignals
a überprüft (der
Stimulationszeitspanne für
die Loop-Spule 1 oder der Aktivierungszeitspanne für den Transponder 30).
In diesem Fall urteilt die Steuereinheit 60, dass die A/D-gewandelte
Ausgabe sich mit jenen Daten deckt, welche einem vorgegebenen Niveau
entsprechen, und erkennt, dass sich das Fahrzeug A über der
Spule 1 befindet. Diese Fahrzeugerkennung durch das Fahrzeugerkennungssystem 40 wird
immer durchgeführt, und
zwar ungeachtet dessen, ob ein Fahrzeug mit einem Transponder 30 ausgestattet
ist oder nicht.
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Sofern
Fahrzeug A mit dem Transponder 30 ausgerüstet ist,
wurde es bereits bei Einfahrt in den vorgegebenen Bereich rings
um die Loop-Spule 1 als dem Parkplatzbereich zugehörig oder
unter einen Monatsvertrag fallend eingestuft und seine Anwesenheit
schon erkannt. Daher stellt der Parkscheinautomat ungeachtet der
Erfassung des Fahrzeugs A durch den Fahrzeugerkennungskreis 40 keinen
Parkschein aus, und die Parkschranke wird geöffnet, um dem Fahrzeug die
Einfahrt in den Parkbereich zu gestatten.
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Während der
Zeitspanne mit niedrigem Potential des Steuersignals a (der nicht
stimulierenden Zeitspanne für
Spule 1 oder der Übertragungszeitspanne
für den
Transponder 30), wird die FSK-modulierte Welle aus der
Spule 31 übertragen.
In diesem Fall wird jedoch die Spule 50 nicht durch die
FSK-modulierte Welle beeinträchtigt,
weil die Anzahl an Windungen der Spule geringer ist, als jene der
Loop-Spule 1, und ein magnetischer Kopplungskoeffizient
zwischen der Loop-Spule 1 und der Spule 50 ist
niedrig. Da eine in die Spule 50 induzierte Energie aus
dem gleichen Grund, wie oben genannt, gering ist, benötigt der
Fahrzeugerkennungskreis 40 keinen Begrenzer, selbst wenn
eine hohe Spannung in die Loop-Spule 1 induziert
wird.
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Ist
das Fahrzeug A nicht mit einem Transponder 30 ausgestattet,
wird bei seiner Einfahrt in den vorgegebenen Bereich um die Spule
auch keine Diskriminierung durch einen Transponder 30 vorgenommen,
und somit wird die Anwesenheit des Fahrzeugs nicht erkannt. Erst
wenn das Fahrzeug über die
Loop-Spule 1 fährt,
wird es erfasst, und als ein Zeitparkgebühren unterliegendes Fahrzeug
eingestuft. Deshalb gibt der Parkscheinautomat einen Parkschein
aus, wenn der Fahrzeugerkennungskreis 40 das Fahrzeug A
erkennt, und sobald der Parkschein gelöst ist, wird die Parkschranke
geöffnet,
um dem Fahrzeug die Einfahrt in den Parkbereich zu ermöglichen.
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Wenn
an dem Fahrzeug A kein Transponder 30 angebracht ist, stellen
magnetische Flüsse,
welche durch den in der Loop-Spule 1 fließenden Strom erzeugt
werden, lediglich zu der Spule 50 eine Verbindung her.
Deshalb gibt der Demodulator 20 kein Signal aus, und die
Recheneinheit 21 sendet das diskriminierende Signal nicht,
welches anzeigt, dass es sich um ein Monatsvertrag-Fahrzeug oder
um ein dem Parkbereich zugehöriges
Fahrzeug handelt. Da das diskriminierende Signal nicht aus dem Fahrzeugerkennungskreis 10 zu
der Steuereinheit 60 gesendet wird, entscheidet letztere,
dass es sich weder um ein Monatsvertrag-Fahrzeug noch um ein dem
Parkbereich zugehöriges
Fahrzeug handelt. Demzufolge hindert die Steuereinheit 60 den
Parkscheinautomaten nicht an der Ausgabe eines Parkscheins, sondern gestattet
diese.
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Als
nächstes
erfolgt die Beschreibung eines Falles, bei dem das Fahrzeug nicht über die Loop-Spule fährt. Hierbei
ist die Induktivität
der Loop-Spule 1 höher
als jene, wenn das Fahrzeug über
die Loop-Spule 1 fährt.
Deshalb schwingt der serielle Schwingkreis aus Loop-Spule 1 und
Kondensator 15, auf welchen die verstärkte Ausgabe des Leistungsverstärkers 14 angewandt
wird, mit der Resonanzfrequenz fr, wenn die Induktivität der Loop-Spule 1 nicht
verringert wird. Somit fließt
Strom in Entsprechung zu der Resonanzfrequenz fr2, welche in 4A anhand Kurve a2 dargestellt ist, und die
Phase des Stroms wird durch Kurve b2 in 4B veranschaulicht.
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In
diesem Stadium stellen magnetische Flüsse, welche von der Loop-Spule 1,
auf welche die verstärkte
Ausgabe des Leistungsverstärkers 14 angewandt
wird, erzeugt werden, in dem Fahrzeugerkennungskreis 40 eine
Verbindung zu der Spule 50 her, so dass eine elektromotorische
Kraft in die Spule 50 induziert wird. Ein Signal, welches
für den
Phasenvergleich durch den Vergleicher 42 tauglich gemacht wurde,
wird dem Vergleicher 42 zugeführt, welcher es mit einer Ausgabe
des Frequenzteilers 12 vergleicht. Ein aus dem Phasenvergleicher 42 ausgegebener
Phasenvergleich wird dem Integrator 43 zugeführt, welcher
diesen integriert. Eine integrierte Ausgabe wird A/D-gewandelt und
der Steuereinheit 60 zugeführt. Die A/D-gewandelte Ausgabe
wird während
der Zeitspanne mit hohem Potential des der Steuereinheit 60 zugeführten Steuersignals
a überprüft. In diesem
Fall entscheidet die Steuereinheit 60, dass sich die A/D-gewandelte
Ausgabe mit einem Level deckt, welches niedriger ist als ein Level
von Daten, welches einem vorgegebenen Level entspricht, und erkennt,
dass Fahrzeug A nicht über
die Loop-Spule 1 fährt.
Aus diesem Grund wird weder der Parkscheinautomat noch der Parkschrankentreiber
angetrieben, und folglich wird weder ein Parkschein ausgestellt,
noch die Parkschranke geöffnet.
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Selbst
wenn das mit dem Transponder 30 ausgestattete Fahrzeug
A in den vorgegebenen Bereich um die Loop-Spule 1 einfährt, funktioniert
der Fahrzeugerkennungskreis 40 in der gleichen Weise, wie
beim obigen Vorgang, welcher auszuführen ist, wenn das Fahrzeug
nicht bzw. bis es über
die Loop-Spule fährt.
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Als
nächstes
wird eingehender beschrieben, wie die Steuereinheit 60 entscheidet,
dass ein Fahrzeug einfährt.
Eine Temperaturwanderung der Resonanzfrequenz des aus der Loop-Spule 1 und
dem Kondensator 15 bestehenden Schwingkreises in dem Fahrzeugerkennungssystem 10 kann
gesenkt werden durch sachgemäßes Einstellen
des Kondensators 15, so dass sich eine durch Temperaturveränderung
hervorgerufene Variation eines Ausgabelevels des Phasenvergleichers 42 beseitigen
lässt.
Die Induktivität
der Loop-Spule 1 verändert
sich stärker, wenn
ein Kraftwagen über
die Loop-Spule 1 fährt,
als wenn ein nicht gebührenpflichtiges
Fahrzeug über die
Loop-Spule 1 fährt.
Deshalb lasst sich ein einfahrendes Fahrzeug in Übereinstimmung mit nur einer Leveländerung
in einer Ausgabe des A/D-Wandlers 44 beurteilen.
Da die Steuereinheit 60 im allgemeinen einen Mikrocomputer
benützt,
kann eine Beurteilung eines eintreffenden Fahrzeugs in Übereinstimmung
mit einem Leveländerungsmuster
einer Ausgabe des A/D-Wandlers einfacher vonstatten gehen.
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Anhand
einer derartigen Beurteilung, welche unter Verwendung eines Leveländerungsmusters
getroffen wird, erweist sich der Temperaturausgleich des Schwingkreises
durch sachgemäßes Einstellen des
Kondensators 15 als überflüssig, so
dass sich die Bedingungen für
Gestaltung und Installation des Fahrzeugerkennungssystems vereinfachen
lassen. Bei 3D handelt es sich um
ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel für ein Leveländerungsmuster
einer Ausgabe des A/D-Wandlers 44 veranschaulicht. Eine
Zeitspanne, in welcher eine Spannung, dargestellt durch einen Balken
in 3D, erzeugt wird, entspricht der
Zeitspanne mit hohem Potential des in 3A gezeigten
Steuersignals a. Eine Zeitspanne, in welcher keine Spannung erzeugt wird,
entspricht der Zeitspanne mit niedrigem Potential des in 3A dargestellten Steuersignals a. Die Zeitspannen
t1, t3 und t5 entsprechen jenen Zeitspannen, in welchen sich die
Induktivität
der Loop-Spule 1 infolge einer Temperaturveränderung allmählich verändert, und
eine Ausgabe des Integrators 43 wandert. Eine Zeitspanne
t2 entspricht jener Zeitspanne, in welcher der Integrator 43 sein
Ausgabelevel geringfügig
erhöht,
weil sich ein Fahrrad oder Ähnliches über die
Loop-Spule 1 bewegt. Eine Zeitspanne t4 entspricht jener
Zeitspanne, in welcher der Integrator 3 sein Ausgabelevel
beträchtlich
erhöht, weil
ein Fahrzeug über
die Loop-Spule 1 fährt.
In Übereinstimmung
mit einem Maß an
Veränderung und
Veränderungsmerkmalen,
z.B. differenziellen Merkmalen, derartiger Ausgabelevel ist es der
Steuereinheit 60 möglich,
ein Ausgabeleveländerungsmuster
des A/D-Wandlers 44 zu erkennen. Durch Vergleich des erkannten
Musters mit im Voraus gespeicherten Mustern kann die Steuereinheit
entscheiden, dass ein Fahrzeug über
die Loop-Spule fährt.
Auf diese Weise lassen sich größere Stabilität und eine
geringere Anzahl von Fehlern bei der Fahrzeugerkennung erreichen.
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Ein
Beispiel für
ein Parkbereichsverwaltungssystem, welches das Fahrzeugerkennungssystem
der erfindungsgemäßen Ausführungsform
enthält,
wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Eine
Loop-Spule 1A ist unter einer Einfahrtsstraße eines
Parkbereichs eingelassen, und eine weitere Loop-Spule 1B ist
unter einer Parkbereichsstraße
an der auswärts
führenden
Seite einer Parkschranke 4 angelegt. Die Loop-Spule 1A ist
im wesentlichen mit den Fahrzeugerkennungskreisen 10 und 40 verbunden.
Ein diskriminierendes Signal aus dem Fahrzeugerkennungskreis 10 und
ein Erkennungssignal aus dem Fahrzeugerkennungskreis 40 werden
einer Steuereinheit 60A zugeführt. In Übereinstimmung mit einer Ausgabe
aus der Steuereinheit 60A werden ein Parkscheinautomat 2 und
ein Parkschrankentreiber 3 gesteuert. Fährt ein Fahrzeug über die
Loop-Spule 1A steuert eine Ausgabe der Steuereinheit 60A den
Treiber des Parkscheinautomaten 2 in Entsprechung dazu,
ob das Fahrzeug A mit einem Transponder 30 ausgestattet
ist, und steuert den Parkschrankentreiber 3 unabhängig davon, ob
das Fahrzeug A mit einem Transponder 30 versehen ist. Spezifischer
ausgedrückt,
wird der Parkscheinautomat 2 bei einem mit Transponder 30 ausgestatteten
Fahrzeug an der Ausstellung eines Parkscheins gehindert und der
Parkschrankentreiber 3 zur Öffnung der Parkschranke 4 veranlasst,
wohingegen bei einem Fahrzeug A ohne Transponder der Parkscheinautomat 2 zur
Ausstellung eines Parkscheins veranlasst wird, und, nachdem der Fahrer den
Parkschein gelöst
hat, der Parkschrankentreiber 3 zur Öffnung der Parkschranke veranlasst
wird.
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Fährt das
Fahrzeug A nicht über
die Loop-Spule 1A, werden das diskriminierende Signal des
Fahrzeugerkennungskreises 10 und das Erkennungssignal des
Fahrzeugerkennungskreises 40 nicht gesendet, so dass die
Steuereinheit 60A den Parkscheinautomaten 2 und
den Parkschrankentreiber 3 nicht antreibt, und die Parkschranke 4 somit
geschlossen bleibt.
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Loop-Spule 1B ist
so weit von Loop-Spule 1A beabstandet, dass keinerlei Probleme
hinsichtlich Interferenzen zwischen den beiden Loop-Spulen 1A und 1B auftreten.
Aus diesem Grund kann eine herkömmliche
Fahrzeugerkennungseinheit 1008 für Loop-Spule 1B verwendet
werden. Fährt
ein Fahrzeug über
die Loop-Spule 1B, wird das Fahrzeug mittels der Fahrzeugerkennungseinheit 1008 erfasst und
die Parkschranke mittels des Parkschrankentreibers 3 unter
Steuerung der Steuereinheit 60A geschlossen.
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Im
obigen Beispiel wird die Durchfahrt eines Fahrzeugs durch die Parkschranke 4 mittels
der Loop-Spule 1B und der herkömmlichen Fahrzeugerkennungseinheit 1008 erfasst.
Ansonsten ist die Konfiguration die Gleiche wie bei Loop-Spule 1A,
und die Fahrzeugerkennungskreise 10 und 40 können ebenfalls
eingesetzt werden. Der Fahrzeugerkennungskreis 10 funktioniert
als Reaktion auf das in 3A dargestellte
Steuersignal a. Selbst wenn mehrere Fahrzeugerkennungskreise 10 mit
Loop-Spulen 1A mit geringem Abstand voneinander platziert
werden, können
Interferenzen mittels sachgemäßer Synchronisation
der Steuersignale a verhindert werden. Wird ein weiterer Fahrzeugerkennungskreis 10 mit
der Loop-Spule 1B anstelle des Fahrzeugerkennungskreises 100B verbunden
und die Synchronisation der Steuersignale a für die mit den Loop-Spulen 1A und 1B verbundenen
Fahrzeugerkennungskreise fachgerecht durchgeführt, dann ist ein stabiler
Betrieb gewährleistet,
selbst wenn die Loop-Spulen 1A und 1B in einem
Bereich angeordnet werden, in dem Interferenzen möglich sind.
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Die
Funktionsweise des in 5 veranschaulichten Parkbereichsverwaltungssystems
wird nun unter Bezugnahme auf das in 6 dargestellte Flussdiagramm
beschrieben.
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Bei
Beginn der Geschäftszeit
des Parkbereichs wird die Steuereinheit 60A in Erwartung
eines eintreffenden Fahrzeugs initialisiert (Schritt S1). Daraufhin
wird überprüft, ob diskriminierende
Daten vorhanden sind, welche durch magnetische Kopplung mit einem
Transponder 30 eines eintreffenden Fahrzeugs A erhalten
werden (Schritt S2). Wenn das Fahrzeug A nicht mit Transponder 30 ausgestattet ist,
wird in Schritt S2 entschieden, dass keine diskriminierenden Daten
vorhanden sind, und danach erfolgt eine Überprüfung, ob ein Fahrzeug A über die Loop-Spule 1A fährt (Schritt
S6).
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Wenn
das Fahrzeug A in Schritt S2 mit dem Transponder 30 ausgerüstet ist,
wird entschieden, ob die diskriminierenden Daten Gültigkeit
besitzen oder nicht (Schritt S3). Wird in Schritt S3 entschieden, dass
die diskriminierenden Daten gültig
sind, folgt im Ablauf Schritt S6 auf Schritt S3. Die Entscheidung
in Schritt S3, dass die diskriminierenden Daten keine Gültigkeit
besitzen, bedeutet offenbar, dass Fahrzeug A weder ein dem Parkbereich
zugehöriges Fahrzeug
noch ein Monatsvertrag-Fahrzeug ist; beispielsweise kann es auch
heißen,
dass die diskriminierenden Daten den Ablauf der gültigen Vertragsdauer
angezeigt haben.
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Werden
die Daten in Schritt S3 für
gültig
befunden, wird der Parkscheinautomat 2 an der Ausgabe eines
Parkscheins gehindert (Schritt S4), und dann wird die Parkschranke
geöffnet
(Schritt S5).
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Wird
in Schritt S6 entschieden, dass ein Fahrzeug über die Loop-Spule 1A fährt, gibt
der Parkautomat 2 einen Parkschein aus (Schritt S7). Dann wird überprüft, ob der
Parkschein gelöst
wird (Schritt S8). Falls bestätigt
wird, dass der Parkschein gelöst wurde,
wird die Parkschranke 3 in Schritt S5 geöffnet.
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Nachdem
die Parkschranke 3 in Schritt S5 geöffnet wirde, wird überprüft, ob das
Fahrzeug A durch die Parkschranke 3 und über die
Spule 1B fährt (Schritt
S9). Wenn das Fahrzeug A über
die Spule 1B fährt,
wird die Parkschranke 3 geschlossen (Schritt S10), und
das Fahrzeug parkt im Parkbereich. In dem obigen Beispiel richtet
sich die Beschreibung auf die Einfahrtseite des Parkbereichs. Ähnliche
Operationen werden ebenfalls auf der Ausfahrtseite des Parkbereichs
ausgeführt,
wo allerdings ein Parkgebührenrechner
anstelle des Parkscheinautomaten 2 aufgestellt ist, und
die Parkschranke 4 nach Begleichung der Parkgebühren geöffnet wird.
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Als
nächstes
wird eine Modifikation des Fahrzeugerkennungssystems gemäß der Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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7 stellt
ein Blockdiagramm dar, welches die Konfiguration der Modifikation
des Fahrzeugerkennungssystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Ein Fahrzeugerkennungskreis 10A wird anstelle des Fahrzeugerkennungskreises 10 eingesetzt,
und ein weiterer Fahrzeugerkennungskreis 40A wird anstelle
des Fahrzeugerkennungskreises 40 verwendet.
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In
dem Fahrzeugerkennungskreis 10 der obigen Ausführungsform
wird mit der Spule 50 hoher Strom erfasst, welcher durch
die Loop-Spule 1 während
der Zeitspanne mit hohem Potential des Steuersignals a fließt. Demgegenüber wird
in dieser Modifikation der Strom, welcher in der Loop-Spule 1 fließt, durch
einen Widerstand 23 erfasst, welcher zwischen einen Kondensator 15 und
dem Boden eingefügt
ist und einen geringen Widerstandswert besitzt, welcher das Q des
seriellen Schwingkreises aus Loop-Spule 1 und Kondensator 15 nicht
erheblich beeinflusst. Die Spannung am Widerstand 23 wird
via einen Widerstand 24 zu dem Fahrzeugerkennungskreis 40A geleitet.
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Bei
dem Fahrzeugerkennungskreis 40A wird eine Spannung, welche
durch den Widerstand 23, welcher die Spule 50 der
obigen Ausführungsform
ersetzt, auf einen Kondensator 45 angewandt, um diesen
zu laden, und die an dem Kondensator 45 geladene Spannung
wird einem Phasenvergleicher zugeführt. Deshalb wird bei dieser
Modifikation auf die Spule 50 und den Kondensator 41 der
obigen Ausführungsform
verzichtet. Der Widerstand 24 und der Kondensator 45 werden
zweckgemäß ausgewählt, so
dass der Phasenvergleicher 42 in der Lage ist, einen optimalen
Phasenvergleich mit der durch die Loop-Spule 1 erzeugten
Spannungsphase durchzuführen.
Die anderen Strukturen der Fahrzeugerkennungskreise 10A und 40A stimmen
mit jenen der Fahrzeugerkennungskreise 10 und 40 überein,
und die Fahrzeugerkennungskreise 10A und 40 führen Operationen
aus, welche zu jenen der Fahrzeugerkennungskreise 10 und 40 äquivalent
sind.
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Als
nächstes
wird eine weitere Modifikation des Fahrzeugerkennungssystems gemäß der Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Wie
erläutert,
eröffnet
sich gemäß des erfindungsgemäßen Fahrzeugerkennungssystems
die Möglichkeit,
mittels Verwendung eines preisgünstigen
Transponders dem Parkbereich zugehörige Fahrzeuge, unter Monatsverträge fallende
Fahrzeuge und Zeitparkgebühren
unterliegende Fahrzeuge diskriminierend zu erkennen.