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Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Kraftfahrzeugen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Kraftfahrzeugen.
Die selbsttätige Steuereinrichtung besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren Photozellensystemen, welche im, unter oder vor dem Fahrgestell des Fahrzeuges angeordnet sind und welche ihre Lichtbeaufschlagung entweder direkt oder indirekt von unten von der Fahrbahn durch Reflexion erhalten.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführung schematisch dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen schematisch Ansicht und Draufsicht einer Ausführungsform bei gerader Fahrt, Fig. 3 stellt die Draufsicht auf die Anordnung in einer Kurve dar. Fig. 4 zeigt die Schaltungsanordnung und die Fig. 5 und 5 a den Lenkmechanismus mit der erfindungsgemässen Einrichtung. Fig. 6 zeigt ein Detail, während in Fig. 7 und 8 eine weitere Ausgestaltung in Ansicht und Draufsicht schematisch dargestellt ist.
Zwecks selbsttätiger Steuerung des Fahrzeuges wird die Fahrbahn mit einem Leitstrich 1 versehen, wobei für jede Fahrtrichtung ein solcher durchlaufender Leitstrich j ! vorzusehen ist. Farbe bzw. Material dieses Leitstriches können verschieden gewählt sein, wesentlich ist jedoch, dass die Licht-bzw. Strahlenreflexion durch diesen Leitstrich gegenüber jener der übrigen Fahrbahnfläche verschieden, d. h. stärker oder schwächer ist. Hiebei kann der Leitstrich auch aus einem Material bzw. von einer Farbe gewählt sein, derart, dass unter anderem auch mit einer Reflexion von unsichtbaren (infraroten) Strahlen gearbeitet werden kann.
Die Einrichtung besteht ferner aus einer Licht-bzw. Strahlenquelle 2 (Fig. 1), welche im, unter oder vor dem Fahrgestell angeordnet ist und welche die Strahlen entweder direkt oder mittels Spiegelablenkung indirekt auf die Fahrbahn in Form eines breiteren Bandes 3 quer zur Fahrtrichtung. wirft, wie dies im Prinzip in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Fahrbahn wird nun diese Strahlen zurückwerfen und so das System von Photozellen 4 beeinflussen. An der Stelle, an der der Leitstrich 1 das Strahlenband 3 kreuzt, wird ein Maximum bzw. Minimum an Lichtreflex und somit an Strahlenbeeinflussung im Photozellensystem 4 (Fig. 1) entstehen und dieses daher an dieser differenzierten Stelle D (Fig. 2 bzw. 3) am stärksten bzw. schwächsten reagieren.
Die Photozellen 4 stehen nun mit elektrischen Verstärkereinrichtungen 5 bzw. elektrischen Steuerrelais 6 derart in Verbindung, dass (etwa nach Fig. 4) zu einer oder zu mehreren Zellen der Zellengruppen 4 ein Verstärker J, der ein zugeordnetes Steuerrelais 6 betätigt, gehört. Dieses Relais vermag in Abhängigkeit von dem ihm zugeführten Strom, der dem Photostrom der Zelle und damit ihrer Lichtbeaufschlagung proportional ist, den Stromkreis für einen elektrischen Steuermotor M schalttechniseh derart zu beeinflussen, dass die Betätigung des Steuermotors in Abhängigkeit von der Intensität des auf die Zelle geworfenen Lichtes stattfindet. Dadurch wird die Betätigung des Steuermotors in Abhängigkeit von der Lage der differenzierten Stelle D gegenüber der Mittellinie des Fahrzeuges gebracht.
Mit 7 sind die Zellenleitungen bezeichnet, 8 sind die Relaisleitungen und 9 die Motorleitungen. Durch die Stromquelle 10 wird der Speisestrom für die Verstärkereinrichtungen 6 und die Relais 6 geliefert.
Der Steuermotor M kann beispielsweise gemäss Fig. 5 a an der Lenksäule angeordnet sein und durch ein Übersetzungsgetriebe auf den vorhandenen Lenkmechanismus des Fahrzeuges (Steuerschnecke od. dgl.) einwirken.
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Die durch die Photozellen 4 gesteuerten Stromkreise sind etwa nach Fig. 4 derart geschaltet, dass bei Ansprechen der Zellen B links von der Mittellinie des Fahrzeuges (Fig. 2 bzw. 4) der Steuermotor M durch sie in einer Drehrichtung b (Fig. 4), bei Ansprechen der Zellen A rechts von der Mittellinie des Fahrzeuges in der entgegengesetzten Drehrichtung a (Fig. 4) in Bewegung gesetzt werden wird. Durch eine geeignete, mittels der Relais 6 schaltbare Anordnung von Widerständen 11 und allfällige Kurz- schliessung von Teilen 12 der Erregerwicklung des Motors kann der Motorstrom bzw. die Umdrehunggeschwindigkeit der Motorwelle so abgestuft werden, dass jene Photozellen, welche der Mittellinie des Wagens benachbart sind, eine geringere Wirkung ausüben als die weiter nach aussen liegenden.
Dadurch wird bewirkt, dass im Falle stärkeren Abgewichenseins vom Leitstrich 1 durch die Steuereinrichtung entsprechend stärkere Lenkstangendrehung und damit raschere Rückführung des Fahrzeuges in die richtige Stellung herbeigeführt wird als bei geringerem Abgewichensein.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung ist beispielsweise die folgende : Solange sich das Fahrzeug mit der Längsmitte genau über dem Leitstrich J ! bewegt, wird lediglich die in der Fahrzeugmitte (in Fig. 4 nach der einen Seite 0 verlegt) angebrachte Photozelle c (Fig. 4) durch die differenzierte Stelle beeinflusst. Diese Zelle bewirkt nur, dass die Relais 13 und 14 (siehe später) gehalten werden. Eine Beeinflussung der Lenkung findet nicht statt. Weicht der Leitstrich von der geraden Richtung ab, so wird die differenzierte Stelle in den Bereich einer der Zellengruppen A oder B zu liegen kommen und wird die Relais dieser Zellengruppe, von der Mitte ausgehend, nacheinander zum Ansprechen bringen.
Durch die Mittelzelle c bzw. durch deren Relais 14 wird in diesem Fall vorerst der Steuermotor eingeschaltet. Durch die Relais der ersten Zellen rechts bzw. links von der Mitte wird der Ankerstromkreis des Hauptschlussmotors in der für die gewünschte Drehrichtung richtigen Weise geschaltet. Die weiteren Zellen veranlassen das nacheinander erfolgende Kurzschliessen von Teilen des Reihenwiderstandes 11, wodurch Drehzahl und Drehmoment steigen. Bei Ansprechen der letzten beiden Zellen kann durch Feld- schwächung (Teile 12) eine weitere Drehzahlerhöhung erzielt werden.
Hat das Kraftfahrzeug die richtige Lage erhalten, so wird bereits durch eine kleine Verschiebung der differenzierten Stelle nach der andern Seite (erste Zelle der andern Gruppe) die umgekehrte Drehrichtung und damit die Rückführung der Steuerung automatisch bewirkt. Die Umkehrung der Ankerdrehrichtung des Motorstromes wird durch Umschaltung der Stromrichtung im Anker bei gleichbleibender Stromrichtung in der Feldwicklung durchgeführt.
Es wird also durch diese Anordnung der Steuermotor M immer eine solche Lage des Fahrzeuges anstreben, in der der Leitstrich 1 der Fahrbahn genau unter der Mittellinie des Fahrzeuges zu liegen kommt. Ein Pendeln um diese Lage wird durch geeignete Bemessung der Schaltorgane, etwa der Widerstände im Motorregler oder durch eventuelle Flüssigkeits-oder Reibungsbremsen verhindert.
Das Lenkrad 15 des Fahrzeuges wird, etwa nach Fig. 5 bzw. 6 mit einem Kontaktsystem 16, 17 ausgestattet, das derart arbeitet, dass durch das Kontaktsystem der dem Steuermotor und der Verstärkereinrichtung zuzuführende Speisestrom dann ausgeschaltet wird, wenn das Gewicht einer oder beider Hände des Fahrzeuglenkers auf dem Lenkrad 15 bzw. dessen oberem Ring 18 lastet. Solange also eine Hand oder beide Hände des Fahrers auf dem Lenkrad lasten, ist der automatische Steuermechanismus ausgeschaltet. Im Momente aber, in dem die Hände völlig vom Lenkrade entfernt werden, betätigt das Kontaktsystem eine Einschaltung des automatischen Steuermechanismus. 19 (Fig. 4 und 5) stellt ein Relais dar, und mit 20 ist eine kleine Stromquelle zu dessen Betätigung dargestellt.
Vorteilhaft wird die Schaltung so getroffen, dass, wenn alle Photozellen oder auch nur eine Zelle wirkungs-oder funktionslos wird, ein Licht-oder Schallsignal gegeben wird. Die beispielsweise mögliche Lösung (I, Fig. 4) ist so gedacht, dass bei Aufhören der Funktion einer Zelle das betreffende Relais 6 nicht anspricht, wodurch die Relaiskontakte 21 geöffnet bleiben, wodurch in weiterer Folge Relais 13 anspricht und eine Alarmvorriehtung 22 ausgelöst wird. Relais 13 fällt jedoch nur ab, wenn die Zelle c versagt oder nicht unter dem Einfluss der differenzierten Stelle D steht. Der Alarm wird auf diese Weise auch dann eingeleitet, wenn der Leitstrich 1 vollkommen unterbrochen ist. Durch diese Einrichtung können also auch Warnungssignale, z. B. vor Bahnübergängen, abgegeben werden.
Es ist hiezu nur
EMI2.1
signal entsprechend in Tätigkeit zu setzen, da an den Unterbrechungsstellen die Photozellen in der geschilderten Weise unwirksam werden, daher der Signalapparat 22 in Tätigkeit tritt. Dieselbe Wirkung könnte beispielsweise auch dadurch hervorgerufen werden, dass neben dem Leitstrich 1 (z. B. nach Fig. 8) entsprechend ausgebildetes Signalzeichen, etwa in Form unterbrochener Striche 23 ähnlich dem Leitstrich 1, laufen, welche ein bestimmtes, vom System 4 unabhängiges, für diesen Spezialzweck besonders angeordnetes Photozellensystem 24 beeinflussen, welches eigene Signale durch einen eigenen Signalstromkreis dem Kraftwagenlenker gibt. Der Hauptleitstrieh j ! braucht in diesem Falle nicht unterbrochen zu werden.
Durch Wahl verschiedener Farben bzw. Reflexionswerte der beiden Leitstriche (also des Haupt- leitstriches 1 und des Signalnebenleitstriches 23) oder durch Verwendung verschiedener Farbfilter vor den Photozellen können die beiden Photozellensysteme 4 und 24 in der Wirkung voneinander unabhängig gemacht werden.