Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung von Fahrzeugen, mit zumindest einer vorzugsweise im Bo- den verlegten, stromdurchflossenen Leiterschleife und einer daran angeschlossenen Auswerteinheit zum Erfassen von Veränderungen des Stromes in der Leiterschleife, die durch die Anwesenheit metallischer Fahrzeugkompo- nenten oberhalb der Leiterschleife hervorgerufen wer- den.

Zur Erfassung der Anwesenheit eines Fahrzeuges bei¬ spielsweise vor einer Ampel oder einem Schranken in der Einfahrt eines Parkhauses oder einer Tiefgarage ist es bereits bestens bekannt, im Boden Leiterschleifen zu verlegen, um berührungslos die Anwesenheit metallischer Fahrzeugkomponenten, insbesondere der Karrosserie, des Motors oder des Rahmens zu erfassen. Typischerweise wird dabei die Leiterschleife zusammen mit einem Kon- densator als in der Frequenz freischwingender, durch Rückkopplung aufrecht erhaltener Schwingkreis betrie¬ ben. Wenn ein Fahrzeug mit seinen metallischen Kompo¬ nenten oberhalb der Schleife angeordnet ist, so verän¬ dert sich deren Induktivität und damit verstellt sich die Frequenz des Schwingkreises. Diese Frequenzänderung läßt sich einfach erfassen und daraus schließen, daß ein Fahrzeug oberhalb der Leiterschleife steht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Er- fassung von Fahrzeugen der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der es neben der Erfassung der bloßen Anwesenheit eines Fahrzeuges auch möglich ist, weitere Informationen über das Fahrzeug oder den Fahrzeughalter zu erhalten. Außerdem soll die Einrichtung einen mög- liehst einfachen Aufbau aufweisen und vorteilhaft bei

bestehenden Anlagen mit im Boden verlegten Schleifen ohne große baulichen Eingriffe nachrüstbar sein.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß weiters eine Empfangseinrichtung zur berührungslosen Erfassung der Daten einer im bzw. am Fahrzeug angeordneten Iden¬ tifikationseinheit vorgesehen ist, wobei die Leiter¬ schleife als Antenne der Empfangseinrichtung verwendet wird.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist es ohne große baulichen Eingriffe möglich, eine bisherige Anlage mit einer Leiterschleife zur bloßen Erfassung der Anwesen¬ heit metallischer Fahrzeugkomponenten zu ergänzen, um fahrzeug- bzw. fahrerspezifische Daten, die in der Identifikationseinheit gespeichert sind, zu erfassen. Dieses System läßt sich beispielsweise bei der Einfahrt in ein Parkhaus oder in eine Tiefgarage einsetzen. Nor¬ male Fahrzeuge mit metallischen Fahrzeugkomponenten werden bloß auf Anwesenheit erfaßt. Es wird dann bei¬ spielsweise ein Parkschein ausgegeben und in der Folge ein Schranken geöffnet. Von den Fahrzeugen, die mit einer Identifikationseinheit ausgestattet sind, kann zunächst ebenfalls die Anwesenheit des Fahrzeuges auf- grund von dessen metallischen Komponenten erfaßt wer¬ den. Zusätzlich zu den normalen metallischen Fahrzeug¬ komponenten weisen solche Fahrzeuge aber eben eine vor¬ teilhaft außen an der Unterseite des Fahrzeugs angeord¬ neten Identifikationseinheit auf, die durch die erfin- dungsgemäße Empfangseinrichtung gelesen werden kann. Es kann dann beispielsweise in einer Datenbank nachgesehen werden, ob das einfahrende Fahrzeug eine Dauerberechti¬ gung hat und damit ohne Ausgabe des sonst üblichen Parkscheines der Schranken zur Einfahrt aufgehen. Bei der Ausfahrt aus einem Parkhaus kann analog von einem

Fahrzeug ohne Identifikationseinheit oder ohne gültige Identifikationseinheit ein bezahlter Parkschein ver¬ langt werden, während bei Fahrzeugen mit gültiger Iden¬ tifikationseinheit sofort der Schranken aufgeht.

Die Verwendung von Identifikationseinheiten an Fahrzeu¬ gen an sich ist bereits bekannt. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt aber darin, für die herkömm¬ liche Erfassung der bloßen Anwesenheit metallischer Fahrzeugkomponenten einerseits und die Kommunikation mit einer gegebenenfalls vorhandenen Identifikations¬ einheit andererseits ein und dieselbe Leiterschleife zu verwenden.

Grundsätzlich ist es möglich, die elektronischen Be¬ standteile der bisherigen bekannten Auswerteinheit wei- terzuverwenden und zusätzliche neue elektronische Kom- poneten vorzusehen, die die erfindungsgemäße Empfangs¬ einrichtung bilden. Man könnte dann beispielsweise über einen elektronisch realisierten Umschalter die Leiter¬ schleife wahlweise auf die Auswerteinrichtung (bisher bekannte Verwendung) und wahlweise auf die Empfangsein¬ richtung für die Identifikationseinheit (neue zusätzli¬ che Verwendung) schalten. Prinzipiell wäre es sogar denkbar, die Leiterschleife mittels einer Überlage¬ rungsvorrichtung gleichzeitiger Schleifen für die Aus¬ werteinheit und als Sende- und Empfangsantenne der Sende- und Empfangseinrichtung zu verwenden. Günstiger erscheint es jedoch, die Auswerteinheit und die gegebe- nenfalls durch eine Sendeeinrichtung ergänzte Empfangs¬ einrichtung aus denselben Hardware-Komponenten (elektronischen Bauteilen) aufzubauen und dann diese Hardware-Komponenten in einer ersten Betriebsart als Auswerteinrichtung zur Anwesenheitserfassung metalli- scher Fahrzeugkomponenten zu betreiben und in einer

zweiten Betriebsart als Sende- und Empfangseinrichtung zur Kommunikation mit der Identifikationseinheit am Fahrzeug. Beispielsweise ist es möglich, daß ein Mikro¬ prozessor automatisch die gesamte Einrichtung zunächst in der ersten Betriebsart betreibt, um die Anwesenheit metallischer Fahrzeugkomponenten zu erkennen. Sobald diese Anwesenheit erkannt ist, schaltet dann beispiels¬ weise ein Mikroprozessor automatisch in die zweite Be¬ triebsart um und versucht die Identifikationseinheit zu lesen. Wenn eine Identifikationseinheit am Fahrzeug an¬ gebracht ist, können die Daten dann weiterverarbeitet werden, beispielsweise mit einer Berechtigungsdatenbank verglichen werden. Nach dem Passieren dieses Fahrzeugs kann dann der Mikroprozessor wieder in die erste Be- triebsart zurückschalten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher er¬ läutert.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch die Schranken- und Parkscheinaus¬ gabeeinheit an der Einfahrt eines Parkhauses oder einer Tiefgarage mit drei hintereinander verlegten Leiterschleifen,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine im Boden verlegte Leiterschleife mit herannahendem Fahrzeug, das mit einer Identifikationsein¬ heit ausgestattet ist, Fig. 3 schematisch ein einfaches Ausführungsbeispiel zur Realisierung der erfindungsgemäßen Idee, Fig. 4 in einem schematischen Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung, sowie eine zugehörige Identifi- kationseinheit,

Fig. 5 den Stromverlauf in einer der Gleiterschlei¬ fen der Fig. 4 in verschiedenen Fahrzeugposi¬ tionen bzw. verschiedenen Betriebsarten der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In Fig. 1 ist die bei Parkhäusern oder Tiefgaragen üb¬ liche Anordnung gezeigt. Im Boden sind drei Leiter¬ schleifen Sl, S2, S3 verlegt. Diese erfassen über eine in der Säule 2 schematisch dargestellte Auswerteinheit 3 die Anwesenheit metallischer Fahrzeugkomponenten oberhalb der Leiterschleifen Sl, S2, S3. Wenn sich ein Fahrzeug über die Schleifen Sl, S2 bewegt, erfolgt die Ausgabe eines Parkscheines und der Schranken 4 öffnet sich, über die Schleife S3 kann erfaßt werden, ob das Fahrzeug den Bereich des Schrankens verlassen hat, um zu verhindern, daß dieser mit dem Fahrzeug beim Schlie¬ ßen kollidiert, über die Schleifen Sl, S2, S3 und die Auswerteinheit läßt sich im wesentlichen nur die Anwe¬ senheit metallischer Fahrzeugkomponenten und nur im be- schränkten Umfang deren Struktur erfassen. Eine tatsächliche Identifizierung einzelner Gastfahrzeuge ist damit nicht möglich.

Um eine solche Identifizierung berührungslos zu ermög- liehen, sieht die Erfindung vor, daß an Fahrzeugen 5 eine Identifikationseinheit 6 vorgesehen ist, in der fahrzeug- und/oder fahrerspezifische Daten abgespei¬ chert sind. Gemäß der Grundidee der Erfindung ist vor¬ gesehen, daß die Leiterschleife Sl auch als Antenne einer Empfangseinrichtung zum Lesen der Daten der Iden¬ tifikationseinheit 6 verwendet wird (Fig. 2) . Die Lei¬ terschleife (oder bei mehreren Leiterschleifen zumin¬ dest eine derselben) wird also doppelt verwendet, ein¬ mal - um wie bisher üblich - bloß die Anwesenheit me- tallischer Fahrzeugkomponenten zu erfassen und zusätz-

lieh als Antenne zum Lesen der Identifikationseinheit 6 an einem Fahrzeug 5.

Ein einfaches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Es ist eine im Boden verlegte stromdurchflossene Leiterschleife Sl mit einer daran angeschlossenen Auswerteinheit 3. Diese dient zum Erfassen von Veränderungen des Stromes in der Leiter¬ schleife Sl, welche durch die Anwesenheit metallischer Fahrzeugkomponenten oberhalb der Leiterschleife hervor¬ gerufen werden. Es kann also erfaßt werden, ob sich ein Fahrzeug oberhalb der Leiterschleife Sl befindet. Bei dem in Fig. 3 dargestellten einfachen Ausführungsbei¬ spiel ist nun ein Umschalter 7 vorgesehen, der selbst- verständlich auch elekronisch realisiert sein kann.

Dieser Umschalter 7 wird über eine Steuerleitung 8 an¬ gesteuert, wenn die Auswerteinheit dabei feststellt, daß ein Fahrzeug auf der Schleife Sl steht. Dann geht der Schalter 7 aμf die in Fig. 3 gezeigte Stellung in eine Stellung, in der er die Schleife Sl mit der Emp¬ fangseinrichtung zum Lesen der Identifikationseinheit 6 am Fahrzeug 5 verbindet. In dieser Stellung wirkt die Leiterschleife Sl also als Antenne für die Empfangsein¬ richtung ^" 9. Die Empfangseinrichtung 9 kann nunmehr die schematisch dargestellte Identifikationseinheit 6, die sich in Wirklichkeit über der Schleife Sl befindet, le¬ sen und beispielsweise die gelesenen Daten mit gespei¬ cherten Daten vergleichen. Nach dem Lesevorgang oder einer bestimmten Zeitspanne kann dann der Umschalter 7 wieder in die in Fig. 3 dargestellte Stellung zurückge¬ hen. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform läßt sich im Prinzip neben der Beibehaltung einer be¬ reits vorhandenen Schleife Sl auch deren Auswerteinheit 3 praktisch unverändert weiterverwenden. Es wird also ein bisheriges System praktisch nur durch einen Um-

Schalter 7 und eine Empfangseinrichtung 9 ergänzt. Die Weiterverwendung der bisherigen Auswerteinheit 3 stellt jedoch kaum einen entscheidenden Vorteil dar. Wesent¬ lich ist lediglich, daß keine groben baulichen Verände- rungen vorgenommen werden müssen, daß also insbesondere eine bereits verlegte Schleife im Boden verbleiben kann, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung nachgerü¬ stet werden soll.

Wenn die erfindungsgemäße Einrichtung bei einem beste¬ henden System nachgerüstet werden soll und selbstver¬ ständlich erst recht, wenn es sich um die Neuinstalla¬ tion eines kompletten Systems handelt, ist es günstig, wenn die Auswerteinheit zur Anwesenheitserfassung me- tallischer Fahrzeugkomponenten und die (Sende- und)

Empfangseinrichtung zur Kommunikation mit der Identifi¬ kationseinheit im wesentlichen aus denselben Hardware- Komponenten bestehen. Im wesentlichen dieselben Hard¬ ware-Komponenten, die vorteilhaft einen Mikroprozessor umfassen, lassen sich dann einfach in einer ersten Be¬ triebsart als Auswerteinheit zur Anwesenheitserfassung metallischer Fahrzeugkomponenten und in einer zweiten Betriebsart als (Sende- und) Empfangseinrichtung zur Kommunikation mit der Identifikationseinheit 6 am Fahr- zeug verwenden.

Ein solches Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die dort dargestellte Einrichtung arbeitet also sowohl als Auswerteinheit 3 zur bloßen Anwesen- heitserfassung metallischer Fahrzeugkomponenten als auch als Empfangseinrichtung zum Lesen der in der Iden¬ tifikationseinheit 6 gespeicherten Daten.

Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung weist einen Os- zillator 10 auf, der über einen Leistungsverstärker 11

die schematisch dargestellten, im Boden verlegten Schleifen Sl, S2, S3 mit Wechselstrom fester Frequenz f _Q versorgt. Diese Frequenz liegt beim Ausführungs¬ beispiel typisch im Bereich von etwa 100-150 kHz. über die Steuerleitung 12 und die Schaltereinheit 13 lassen sich die Leiterschleifen Sl bis S3 in Zeitmultiplex¬ betrieb betreiben, um so genauere Informationen über die Fahrzeugposition zu erhalten. Grundsätzlich würde die Einrichtung aber mit einer Leiterschleife Sl auch funktionieren, weshalb im folgenden lediglich auf die Leiterschleife Sl bezug genommen wird.

Die Induktivität der Schleife Sl und die Kapazität der insgesamt mit 14 bezeichneten Kondensatoreinrichtung bilden einen Serienschwingkreis, der auf die Treiber¬ frequenz f _Q aus dem Oszillator 10 abgestimmt ist. Im Gegensatz zu bekannten freischwingenden Schwingkreisen, die mittels eines Rückkopplungsverstärkers nur auf ihrer jeweiligen Resonanzfrequenz laufen, wird bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel vom Oszil¬ lator 10 definitiv eine feste Frequenz vorgegeben. Wenn der Serienschwingkreis Sl, 14 ideal auf diese Frequenz f ₀ abgestimmt ist, fließt durch die Leiterschleife Sl und die Stromerfassungseinrichtung 15 ein Strom mit der maximalen Stromstärke. Jede Verstimmung des Serien¬ schwingkreises Sl, 14 gegenübe der Frequenz f _Q bringt eine Verringerung der Stromstärke (Amplitude des Wech¬ selstromes) . Dies wird ausgenutzt, um die in der Strom¬ erfassungseinrichtung 15 erfaßte Stromstärke als Meß- signal heranziehen zu können, über eine Filtereinrich¬ tung 16 und einen Analogdigitalwandler 17 steht somit auf der Leitung 18 dem Mikroprozessor 19 der Stromstär¬ kenwert in digitaler Form zur Verfügung und kann daher leicht digital weiterverarbeitet werden.

In Fig. 5 ist der zeitliche Verlauf der von der Erfas¬ sungseinrichtung 15 erfaßten Stromstärke beispielhaft dargestellt. Im Bereich A liegt die maximale Strom¬ stärke (Amplitude AI) vor. Es ist in diesem Zeitab- schnitt keine metallische Fahrzeugkomponente im Bereich der Schleife Sl. Diese ist zusammen mit der Kondensa¬ toreinrichtung 14 ideal auf die Grundfrequenz f _Q des Oszillators 10 abgestimmt. Kommt nun eine metallische Komponente eines Fahrzeugs in den Bereich der Schleife Sl, so ändert sich deren Gesamtinduktivität, womit es zu einer Verstimmung des Schwingkreises und damit zu einer Reduzierung des Stromflusses Sl bei gleichblei¬ bender Trägerfrequenz f _Q kommt. Dies ist im Bereich B dargestellt. Die Stromamplitude sinkt also bei Anwesen- heit eines Fahrzeugs auf den Wert A2. Sobald dies der Mikropozessor 19 im digitalen Stromsignal 18 erkennt, steuert er über die Steuerleitung 20 den Verstärker 11 in geeigneter Weise an, um in der Schleife Sl Stromim¬ pulse, wie sie im Bereich C dargestellt sind, zu erzeu- gen. Diese Stromimpulse bzw. die dadurch hervorgerufe¬ nen Sender in der Umgebung der Schleife Sl dienen zum Abfragen der Identifikationseinheit 6. Die Leiter¬ schleife Sl arbeitet im Bereich C also als Senderan¬ tenne.

Die Identifikationseinrichtung weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Antenne 21 und einen Kondensa¬ tor 22 auf. Bei geschlossenem Schalter 23 ist es über diese Schaltung möglich, nach Gleichrichtung in einen Gleichrichter 24 für die elektronische Logikschaltung 25 die nötige Versorgungsspannung zur Verfügung zu stellen. Durch die Senderimpulse aus der Leiterschleife Sl wird also die Identifikationseinheit 6 "aufgeweckt". Solche batterielosen Identifikationseinheiten sind dem Fachmann grundsätzlich bereits bekannt und brauchen da-

her im Detail nicht näher beschrieben werden. Nach dem "Aufwecken" geht es nun darum, daß die Identifikations¬ einheit 6 als Antwort fahrzeug- bzw. fahrerspezifische Daten zurücksendet, die beispielsweise in einem E ² PROM 26 abgespeichert sind. Die Logikschaltung 25 nimmt diese abgespeicherten Daten auf und steuert über die Steuerleitung 27 den Schalter 23 um die pinär (0/1)-ko¬ dierten Daten zu übertragen. Bei jeder Öffnung des Schalters 23 wird der Schwingkreis 21, 22 unterbrochen und dämpft damit die Amplitude der Stromstärke in der Leiterschleife Sl weiter auf einen Wert A3, wie dies im Bereich D in Fig. 5 gezeigt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die in E ² PROM 26 gespeicherten Daten berüh¬ rungslos an die Empfangseinrichtung 9 zu übertragen, wobei dann die Leiterschleife Sl als Empfangsantenne arbeitet.

Wenn die Empfangseinrichtung 9 feststellt, daß sie keine Daten erhält, so ist das Fahrzeug mit keiner (oder einer nicht funktionierenden) Identifikationsein- heit 6 ausgestattet. In diesem Fall öffnet der Mikro¬ prozessor 19 über die Verstärkereinheit 28 den Schran¬ ken 29, nachdem er über einen nicht dargestellten Park¬ automaten einen Parkschein ausgegeben hat. Ist das Fahrzeug mit einem funktionierenden Datenträger (Identifikationseinheit 6) ausgestattet, so kann der Mikroprozessor 19 die gelesenen Daten mit intern oder extern in einer Datenbank gespeicherten Daten auf Be¬ rechtigung überprüfen und im Falle eines positiven Er¬ gebnisses ohne Ausgabe eines Parkscheines sofort den Schranken 29 öffnen. Damit ist für Fahrzeuge mit gülti¬ ger Identifikationseinheit ein rasches und einfaches Passieren von Kontrollstationen, insbesondere von Schranken an der Einfahrt eines Parkhauses oder einer Tiefgarage möglich.

Zu ergänzen wäre noch eine besonders vorteilhafte auto¬ matische Abgleichung des aus der Leiterschleife Sl und der Kondensatoreinrichtung 14 bestehenden Schwingkrei¬ ses auf die Treiberfrequenz f _Q . Es hat sich nämlich ge- zeigt, daß aufgrund von äußeren Einflüssen bzw. von

Feuchtigkeit die Induktivität der Leiterschleife Sl va¬ riiert. Durch eine Veränderung der Kapazität der Kon¬ densatoranordnung 14 kann dennoch immer eine optimale Abgleichung des Schwingkreises auf die fixe Treiberfre- quenz f _Q realisiert werden. Dabei kann der Mikroprozes¬ sor von Zeit zu Zeit über die Steuerleitung 30, die schematisch dargestellten Schalter der einzelnen Kon¬ densatoren Cl bis C5 selektiv zu- und abschalten, bis der auf der Leitung 18 digitale Stromwert maximal wird. Bei der dann vorliegenden Gesamtkapazität der Kondensa¬ toreinrichtung 14 (bestehend aus den Kondensatoren Cl bis C5 die selektiv zu- und wegschaltbar sind) und der vorliegenden Induktivität der Leiterschleife Sl ist dann der gebildete Schwingkreis Sl, 14 ideal auf die Oszillatorfrequenz f _Q abgestimmt. Neben dem selektiven Zu- und Abschalten einzelner Kondensatoren wäre es grundsätzlich auch möglich, Kondensatoren mit regelba¬ rer Kapazität, beispielsweise Drehkondensatoren zum Ab¬ gleich zu verwenden. Zur Vermeidung mechanisch bewegter Bauteile scheint jedoch die in Fig. 4 dargestellte Lö¬ sung günstiger zu sein.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dar¬ gestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbeson- dere eignen sich die verschiedensten Typen von Daten¬ trägern (Identifikationseinheiten 6) . Beispielsweise können solche verwendet werden, die laufend die in ihnen enthaltene Information aussenden und zwar ohne Abfrage von außen. Bei einem Kraftfahrzeug steht ohne- hin immer eine Gleichspannung zur Verfüung, die eine

solche bloße Sende-Identifikationseinheit laufend ver¬ sorgen könnte. In diesem Fall braucht die Leiter¬ schleife Sl keine Sendeantennenwirkung, sondern ledig¬ lich eine Empfangsantennentwirkung entfalten. Es sind aber auch noch weitere Datenträgertypen durchaus denk¬ bar und möglich.

Eine Kondensatoreinrichtung, deren Gesamtkapazität selektiv zu- und abschaltbar ist, kann auch in anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, und ist daher nicht an die Verwendung in einer Fahrzeugserfassungs¬ einrichtung gebunden.