CH633724A5

CH633724A5 - Anordnung zur steuerung von fahrzeugen, insbesondere von funkferngesteuerten modellfahrzeugen.

Info

Publication number: CH633724A5
Application number: CH726478A
Authority: CH
Inventors: Heinz Meyer
Original assignee: Grundig Emv
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1982-12-31
Also published as: DE2731571C3; DE2731571B2; US4206411A; JPS5419836A; DE2731571A1; IT1097022B; FR2397763B3; FR2397763A1; IT7825595A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung von Fahrzeugen, insbesondere von funkferngesteuerten Modellfahrzeugen, mittels PDM-Signalketten gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Jährlich ereignen sich allein in Deutschland mehrere tödliche Unfälle, die auf den Ausfall der Steuerung von Motorflugmodellen zurückzuführen sind. Die .Schwere dieser Unfälle ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die Personen vom Motorflugmodell mit drehender Luftschraube getroffen werden. Einmal ist die kinetische Energie der bis zum Aufprall angetriebenen Flugmodelle besonders gross; zum anderen entsteht zusätzlicher Schaden durch die sich drehende Luftschraube.

Wie nachträgliche Untersuchungen der Fernsteueranlagen der verunglückten Flugmodelle erwiesen haben, waren mindestens 80% der Fernsteueranlagen voll funktionstüchtig. Es besteht Grund zu der Annahme, dass die Ausfälle der Funkfernsteuerung durch Funkstörungen auftraten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Steuerung von Fahrzeugen, insbesondere von funkferngesteuerten Modellfahrzeugen, zu schaffen, durch das die Modellfahrzeuge bei Unterbrechungen der Funkverbindung automatisch in einen vorbestimmten Zustand gesteuert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Massnahmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Diagramm einer aus sieben Nutzsignalimpulsen und einem Synchronsignalimpuls bestehenden Signalkette sowie darunter im gleichen Zeitmassstab die aus der Signalkette extrahierten einzelnen Nutzsignale,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Überprüfung des Vorhandenseins und der Dauer eines Einzelsignals und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Überwachung mehrerer oder aller Einzelsignale einer Signalkette.

Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, kann die zur Funkfernsteuerung verwendete Signalkette beispielsweise aus sieben Einzelsignalen 1 bis 7 und einem Synchronsignal S bestehen. Die einzelnen Nutzsignale 1 bis 7 und das Synchronsignal S reihen sich dabei so aneinander, dass zwischen ihnen lediglich kleine Impulslücken gleicher Länge entstehen. Die in Fig. 1 dargestellte Extraktion der einzelnen Nutzsignale 1 bis 7 aus der Signalkette ist an sich bekannt und soll hier nicht mehr erläutert werden.

Die einzelnen Nutzsignale haben eine bestimmte vorgegebene Impulsdauer. Sie liegt im allgemeinen zwischen 0,8 und 2,3 ms. Die Periodendauer der aus Nutzsignalen 1 bis 7 und einem Synchronsignal S aufgebauten Signalkette beträgt üblicherweise etwa 20 ms.

Bei einem beispielsweise übertragungsbedingten Ausfall des Nutzsignals 5 kommt es naturgemäss auch zu einer Fehlsteuerung der zugehörigen Funktion (Funktion 5). Eine Übertragungsstörung kann daher die Ursache für eine Fehlsteuerung und damit für einen schwerwiegenden Unfall werden.

Um solche Unfälle mit hoher Wahrscheinlichkeit auszuschalten, werden erfindungsgemäss das Vorhandensein und die Dauer der einzelnen Nutzsignale 1 bis 7 mittels einer Sicherheitsschaltung überprüft. Eine solche Sicherheitsschaltung ist beispielsweise in der Fig. 2 als Blockschaltbild dargestellt. Ein über einen Eingang 8 der Sicherheitsschaltung zugeführtes Nutzsignal (beispielsweise das zuvor aus der Signalkette extrahierte Nutzsignal 5) wird einer Torschaltung 9 sowie zwei wiedertriggerbaren Monoflops 10 und 11 mit der minimalen bzw. der maximalen Dauer eines unverfälschten Einzelsignals entsprechenden Haltezeiten zugeführt. Diese Monoflops 10 und 11 steuern die Torschaltung 9. Am Ausgang 12 der Torschaltung steht nur dann ein Ausgangs-

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signal an, wenn der Sicherheitsschaltung über den Eingang 8 ein Nutzsignal von vorgegebener Impulsdauer zugeführt wird. Mit dem am Ausgang 12 der Torschaltung 9 anstehenden Signal wird ein als Ansprechverzögerung dienendes wie-dertriggerbares drittes Monoflop 13 angesteuert, das wiederum ein als Abfallverzögerung arbeitendes viertes Monoflop 14 ansteuert. Dieses vierte Monoflop 14 betätigt, wenn es angesteuert wird, einen elektronischen Umschalter 15 sowie einen Signalgenerator 16. Wird auf diese Weise der elektronische Umschalter 15 betätigt, so gelangt das am Eingang 8 der Sicherheitsschaltung anstehende Nutzsignal (beispielsweise das Nutzsignal 5) nicht mehr wie im Normalfall über den elektronischen Umschalter 15 zum Ausgang 17 der Sicherheitsschaltung. Stattdessen stehen am Ausgang 17 der Sicherheitsschaltung die vom Signalgenerator 16 erzeugten vorgegebenen Notfall-Signale zur Verfügung.

In vielen Fällen ist es erforderlich, bei Ausfall eines bestimmten Nutzsignals auch ein zweites Nutzsignal durch ein Notfall-Signal zu ersetzen. So erscheint es beispielsweise notwendig, bei Ausfall des Höhenruders gleichzeitig auch die Motordrehzahl zu verringern. Dies geschieht in einfacher Weise dadurch, dass das einer weiteren Funktion (Motordrehzahl) zugeordnete weitere Nutzsignal einem zusätzlichen Eingang 18 der Sicherheitsschaltung zugeführt wird, von wo es über einen zweiten elektronischen Umschalter 19 im Normalfall an einen zweiten Ausgang der Sicherheitsschaltung 20 gelangt. Bei Ausfall des ersten (überwachten) Nutzsignals werden dann bei Ansteuerung des vierten Monoflops 14 gleichzeitig auch der elektronische Umschalter 19 sowie ein zugehöriger Signalgenerator 21 betätigt. Dadurch wird erreicht, dass bei Störung des überwachten Nutzsignals nicht nur dieses, sondern gleichzeitig auch das die Motordrehzahl steuernde Nutzsignal durch ein Notfall-Signal ersetzt wird. Selbstverständlich könnte auch eine zusätzliche Funktion ausgelöst werden (Abbremsung, Betätigen eines Fallschirms usw.).

Es sind zahlreiche Variationen des oben geschilderten Ausführungsbeispiels der Erfindung denkbar. So ist es beispielsweise auch möglich, die gesamte Signalkette zu überwachen und bei Ausfall eines einzelnen Nutzsignals der Signalkette sämtliche Nutzsignale durch bestimmte vorgegebene Notfall-Signale zu ersetzen. Eine hierfür geeignete Schaltung ergibt sich als Blockschaltbild aus der Fig. 3. Die am Eingang 22 der Sicherheitsschaltung anstehenden einzelnen Nutzsignale der Signalkette, die im Normalfall über einen elektronischen Umschalter 23 an den Ausgang 24 der Sicherheitsschaltung gelangen, werden vom Eingang 22 der Sicherheitsschaltung aus gleichzeitig einer Torschaltung 25, einem Synchronteil 26 und einer Taststufe 27 zugeführt. Mittels der Synchronstufe 26 wird die Taststufe 27 derart betätigt, dass die hier weiter nicht interessierenden Synchronimpulse S der Signalkette ausgetastet werden. Gleichzeitig setzt die Synchronstufe 26 ein erstes und ein zweites Monoflop 10 bzw. 11 bei jeder innerhalb der Signalkette auftretenden Impulslük-ke. Das erste Monoflop 10 und das zweite Monoflop 11, die eine der minimalen bzw. der maximalen Impulsdauer ent-

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sprechende Haltezeit aufweisen, steuern die Torschaltung 25 derart an, dass an deren Ausgang 28 nur dann ein Ausgangssignal ansteht, wenn die einzelnen Nutzsignale 1 bis 7 der Signalkette vorhanden sind und ihre Impulsdauer innerhalb vorgegebener Grenzen liegt. Gegebenenfalls kann auch der Synchronimpuls in Verbindung mit mindestens einem einzelnen Nutzsignalimpuls hierfür als Kriterium verwendet werden. Das Signal am Ausgang 28 der Torschaltung 25 steuert ein als Verzögerungsschaltung arbeitendes wiedertrigger-bares drittes Monoflop 29 mit einer die Periodendauer der Signalkette nur geringfügig überschreitenden Haltezeit an. Am Ausgang 30 des dritten Monoflops 29 liegt nur dann ein Ausgangssignal an, wenn die Signalkette Empfangslücken von weniger als einer Periode aufweist. Mit dem Signal am Ausgang 30 des dritten Monoflops 29 wird ein Auf-Ab-Inte-grator 31 angesteuert, dessen Ausgangssignal dann unter einen bestimmten Wert absinkt, wenn sein Eingangssignal längere Zeit ausbleibt. Sobald ein in einem Komparator 32 gespeicherter Vergleichswert vom Ausgangssignal des Auf-Ab-Integrators 31 unterschritten wird, betätigt der Komparator 32 den elektronischen Umschalter 23 und einen Signalgenerator 33, wodurch die am Eingang 22 der Sicherheitsschaltung anstehenden Signale nicht mehr dem Ausgang 24 der Sicherheitsschaltung zugeführt werden, sondern stattdessen vom Signalgenerator 33 kommende Notfall-Signale an den Ausgang 24 der Sicherheitsschaltung geführt werden. Der Signalgenerator 33 muss bei diesem Ausführungsbeispiel selbstverständlich die Gesamtheit der einzelnen Nutzsignale durch eine entsprechende Anzahl Notfall-Signale ersetzen.

Bei Verwendung eines Mikroprozessors können die bei bestimmten Situationen verwendeten einzelnen Nutzsignale in einfachster Weise als Notfall-Signale abgespeichert und zu gegebener Zeit als solche verwendet werden.

Sowohl mittels der Schaltung entsprechend Fig. 2 als auch mittels der Schaltung entsprechend Fig. 3 ist es möglich, im Störungsfalle zusätzliche Funktionen, beispielsweise Abbremsung eines Land- oder Wasserfahrzeuges, Drosselung des Antriebs oder Betätigen eines Fallschirms, auszulösen.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die bei den Ausführungsbeispielen beschriebenen Verzögerungsschaltungen lediglich bei Auftreten von Signalausfällen wirksam werden zu lassen. Selbstverständlich könnte jedoch auch eine entsprechende Verzögerungsschaltung vorgesehen werden, die eine Rückschaltung der Sicherheitsschaltung auf Normalfunktion bei Wiedererreichen der Normalbedingungen für eine bestimmte Zeit verzögert.

Soll für den Störungsfall das Einhalten einer bestimmten Drehzahl des Motors bzw. der Luftschraube unbedingt sichergestellt werden, so kann an geeigneter Stelle des Fahrzeugmodells ein optischer Sensor angebracht werden, der die Drehfrequenz des Motors bzw. der Luftschraube erfasst und an einen Drehzahlmesser weiterleitet, der dann in an sich bekannter Weise die Drehzahl der Antriebsmaschine nachregelt.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

633 IIA PATENTANSPRÜCHE

1. Anordnung zur Steuerung von Fahrzeugen, insbesondere von funkferngesteuerten Modellfahrzeugen, mittels PDM-Signalketten, wobei das Vorhandensein und die Dauer wenigstens eines der übermittelten PDM-Einzelsi-gnale (1 bis 7) überprüft und bei ihrem Ausbleiben bzw. bei Uberschreiten bestimmter Toleranzgrenzen die überwachten PDM-Einzelsignale (1 bis 7) durch voreinstellbare Signale ersetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Torschaltung (9,25) vorhanden ist, der das bzw. die zu überwachenden PDM-Signale (1 bis 7) zugeführt werden und die durch zwei eine untere und eine obere zeitliche Grenze der zu überwachenden Signale markierende Monoflops (10,11) angesteuert wird, wobei die Torschaltung (9,25) die zu überwachenden Signale (1 bis 7) nur dann hindurchlässt, wenn deren Impulsdauer innerhalb der vorgegebenen zeitlichen Grenzen liegt und wobei andernfalls mittels eines durch Störauslösung betätigten elektronischen Umschalters (15, 19,23) aus einem Signalgenerator (16,21, 33) stammende vorgegebene Signalwerte weitergeleitet werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Störauslösungsschaltung ein Verzögerungsglied (13,29) vorgeschaltet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzögerungsglied nur bei auftretenden Abweichungen von den Normalbedingungen, nicht jedoch beim Wiedererreichen der Normalbedingungen wirksam wird.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten vorgegebener Störzeiten eine zusätzliche Funktion, z.B. Betätigen einer Bremse oder eines Fallschirms, auslösbar ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Erzeugung einer vollständigen Signalkette dienender Signalgenerator (33) vorhanden ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertestufe der Störauslöseschaltung aus einem wiedertriggerbaren dritten Mono-flop (13) besteht, an dessen Ausgang ein viertes Monoflop (14) geschaltet ist, das den bzw. die elektronischen Umschalter (15,19) sowie den bzw. die Signalgeneratoren (16,21) betätigt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertestufe der Störauslöseschaltung aus einem dritten Monoflop (29) besteht, dessen Haltezeit der Periodendauer der zu überwachenden Signalkette entspricht und dessen Ausgang (30) mit einem Auf-Ab-Integrator (31) verbunden ist, dessen Ausgang wiederum mit einem nachgeschalteten Komparator (32) verbunden ist, der beim Über- bzw. Unterschreiten bestimmter Werte den elektronischen Umschalter (23) und einen Signalgenerator (33) betätigt, der eine aus Soll-Signalen bestehende Signalkette erzeugt.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Signalgenerator (33) um einen Mikroprozessor handelt.