CH650738A5 - Einrichtung zur abstandhaltung von spurgebundenen fahrzeugen. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abstandhaltung von spurgebundenen Fahrzeugen mit entgegen der Fahrtrichtung nach hinten strahlenden Lichtsendern und mit in Fahrtrichtung von vorne empfangenden Lichtempfängern, welche Einrichtung mittels einer Antriebssteuerung die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs mit abnehmendem Abstand zum unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug verringert, wobei der Abstand aufgrund der empfangenen Lichtsignale ermittelt ist.
Aus der DE-OS 2 646 587 ist eine derartige Einrichtung für mittels eines Leitkabels automatisch lenkbare Fahrzeuge bekannt. Das Leitkabel ist in der Fahrbahn verlegt und wird zur Abstandhaltung der Fahrzeuge in regelmässigen Zeitabständen mit einem Steuerimpuls versorgt. Der Steuerimpuls breitet sich längs des Leitkabels aus und bewirkt beim Erreichen eines Fahrzeugs die Aussendung eines Lichtimpulses entgegen der Fahrtrichtung. Auf dem nachfolgenden Fahrzeug wird der Steuerimpuls und der vom vorausfahrenden Fahrzeug stammende Lichtimpuls detektiert und wird aufgrund der Zeit zwischen den Impulsen der Abstand ermittelt.
Die Einrichtung benötigt zur Abstandhaltung aufwendige ortsfeste Installationen. Die ortsfesten Installationen bestehen aus dem in der Fahrbahn verlegten Leitkabel und aus den dazugehörigen Ansteuervorrichtungen. Die Ansteuervorrich-tungen müssen derart vorgesehen sein, dass sich der Steuerimpuls bezüglich der Fahrtrichtung der Fahrzeuge auf jedem Fahrbahnstück in einem gleichen Richtungssinn fortpflanzt, weil die Laufzeiten der Impulse im Leitkabel und in der Luft je nach Richtungssinn zu addieren oder zu subtrahieren sind. Die auf den Fahrzeugen angeordneten Teile der Einrichtung sind aufwendig, weil die auszuwertenden Zeiten zwischen den Impulsen infolge der sehr hohen Fortpflanzungsgeschwindigkeiten kurz sind. Die Einrichtung wertet die kurzen Zeiten zwischen den Impulsen nicht zuverlässig aus, falls die Impulse verzerrt sind oder falls die Zeiten sehr kurz sind, wobei die Verzerrungen der Impulse mit zunehmender Fahrbahnlänge bzw. Leitkabellänge zunehmen und wobei die Zeiten zwischen den Impulsen mit abnehmendem Abstand abnehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfache Einrichtung zur Abstandhaltung von spurgebundenen Fahrzeugen vorzuschlagen, welche auf beliebig langen Fahrbahnen zuverlässig funktioniert, welche ohne ortsfeste Installationen betrieben werden kann und deren Zuverlässigkeit mit abnehmendem Abstand zunimmt.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass hinten auf den Fahrzeugen ein, in beliebigen Richtungen seitwärts und rückwärts gleichmässig abstrahlender, mit moduliertem Licht arbeitender Lichtsender angeordnet ist, dass vorne auf den Fahrzeugen ein in beliebigen Richtungen von den Seiten und von vorne empfangender, Licht demodulierender Lichtempfänger angeordnet ist und dass die Antriebssteuerung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit zunehmender empfangener Lichtintensität verringert.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Es zeigt:
Fig. 1 ein vorwärts und rückwärts bewegliches Fahrzeug mit beidseits vorgesehenen Lichtsendern und Lichtempfängern im Seitenriss,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines an einem Fahrzeugende angeordneten Lichtsenders und eines am gleichen Fahr-zeugende angeordneten Lichtempfängers,
Fig. 3 eine schematische Darstellung zweier Fahrzeuge auf gerader Strecke im Grundriss,
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Fig. 4 eine Darstellung der Abhängigkeit eines Signals AH von einem Abstand d,
Fig. 5 eine schematische Darstellung zweier Fahrzeuge auf gekrümmter Strecke im Grundriss und
Fig. 6 eine schematische Darstellung dreier Fahrzeuge auf benachbarten geraden Strecken im Grundriss.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein batteriebetriebenes Fahrzeug einer Flurförderanlage bezeichnet, welches sich auf einer Fahrbahn 2 mittels Rädern 3, 4 vorwärts und rückwärts bewegen kann. In der Unterlage der Fahrbahn 2 kann zum automatischen Lenken des Fahrzeugs 1 ein Leitkabel 5 verlegt sein, welches mit nicht näher dargestellten Lenkeinrichtungen des Fahrzeugs 1 zusammenwirkt. An der Oberseite des Fahrzeugs 1 befinden sich Lastaufnahmemittel 6, welche entsprechend der Art der zu befördernden Lasten verschieden ausgebildet sein können. Vorne und hinten am Fahrzeug 1 sind in staubdichten Glasgehäusen 7, 8 Lichtsender und Lichtempfänger für beide Fahrtrichtungen angeordnet. Direkt unter den Glasgehäusen 7, 8 sind Metallgehäuse 9, 10 vorgesehen, welche die anhand des Blockschaltbilds in Fig. 2 näher beschriebenen elektrischen Vorrichtungen der Lichtsender und der Lichtempfänger enthalten. Unter den Metallgehäusen 9, 10 befinden sich in Gummiwülste 11, 12 eingebettete Sicherheitskontakte, welche den Antrieb des Fahrzeugs 1 bei Zusammenstössen ausschalten.
Mit 20 ist in der Fig. 2 ein Steuerkreis bezeichnet, an welchem vier von einer nicht näher erläuterten, mit 21 bezeichneten Antriebssteuerung des Fahrzeugs 1 stammende Informationen AHE, AHL, AHR, AHT anliegen und welcher fünf Ausgangssignale EL, ER, SL, SR, ST erzeugt. Die Ausgangssignale EL, ER sind einem mit 22 bezeichneten Lichtempfänger zugeführt, während die Ausgangssignale SL, SR, ST einem mit 23 bezeichneten Lichtsender zugeführt sind, wobei der Lichtempfänger 22 und der Lichtsender 23 an einem gleichen Fahrzeugende angeordnet sind.
Die Ausgangssignale EL, ER liegen im Lichtempfänger 22 einerseits beide an einer die Betriebsart des Lichtempfängers 22 optisch anzeigenden ersten Anzeigevorrichtung 24 und andererseits einzeln an den Steuereingängen einer ersten und einer zweiten elektronischen Schaltvorrichtung 25, 26 an, wobei mittels der Kontakte der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung 25, 26 zwei infrarot-lichtempfindliche Dioden 27, 28 parallel zu einem Kondensator eines Resonanzkreises 29 schaltbar sind. Die zwei lichtempfindlichen Dioden 27, 28 sind in einer waagrechten Ebene in einem gleichen Winkel gegenüber der Fahrtrichtung derart angeordnet, dass der Lichtempfänger 22 in beliebigen Richtungen von den Seiten und von vorne Licht empfängt. Der aus einer Parallelschaltung eines Kondensators, einer Spule und eines Widerstands bestehende Resonanzkreis 29 ist mit einem Verstärker 30 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 30 ist mit dem Eingang eines Demodulators 31 verbunden. Das mit AH bezeichnete Ausgangssignal des Demodulators 31 ist der empfangenen Lichtintensität proportional und ist der Antriebssteuerung 21 zum Beeinflussen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 zugeführt.
Die Ausgangssignale SL, SR, ST des Steuerkreises 20 sind im Lichsender 23 einerseits einer die Betriebsart des Lichtsenders 23 optisch anzeigenden zweiten Anzeigevorrichtung 32 zugeführt. Andererseits liegt das Signal ST am Steuereingang einer steuerbaren Stromquelle 33, das Signal SL am Steuereingang einer dritten elektronischen Schaltvorrichtung 34 u. das Signal SR am Steuereingang einer vierten elektronischen Schaltvorrichtung 35 an. Die steuerbare Stromquelle 33 speist eine Serieschaltung 36 von zwölf Infrarotleuchtdioden, wobei von den zwölf Leuchtdioden nur vier dargestellt sind. Die Leuchtdioden sind in einer horizontalen Ebene derart fächenförmig angeordnet, dass der Lichtsender
23 in beliebigen Richtungen seitwärts und rückwärts gleichmässig Licht abstrahlt. Der Kontakt der dritten Schaltvorrichtung 34 ist parallel zu den sechs nach links strahlenden Leuchtdioden der Serieschaltung 36 geschaltet, während der Kontakt der vierten Schaltvorrichtung 35 parallel zu den sechs nach rechts strahlenden Leuchtdioden der Serienschaltung 36 geschaltet ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung aufgeführten digitalen Signale beziehungsweise Informationen können zwei üblicherweise mit «0» und «1» bezeichnete Werte annehmen. Es bedeutet:
AHE eine von der Antriebssteuerung 21 erzeugte Informa-tion, welche bei Vorwärtsfahrt den Wert AHE = 0 und bei Rückwärtsfahrt den Wert AHE = 1 an- nimmt,
AHL eine von der Antriebssteuerung 21 erzeugte Information, welche beim Vorhandensein einer benachbarten Fahrbahn links des Fahrzeuges 1 den Wert AHL = 1
und sonst den Wert AHL = 0 annimmt,
AHR eine von der Antriebssteuerung 21 erzeugte Information, welche beim Vorhandensein einer benachbarten Fahrbahn rechts des Fahrzeugs 1 den Wert AHR = 1
und sonst den Wert AHR = 0 annimmt,
AHT eine von der Antriebssteuerung 21 mittels eines quarzgesteuerten Generators erzeugte, periodisch ändernde T aktinf ormation,
EL ein mit EL = 0 den linken Teilwinkel eines Lichtempfängers 22 einschaltendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20,
ER ein mit ER = 0 den rechten Teilwinkel eines Lichtempfängers 22 einschaltendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20,
SL ein mit SL = 0 den linken Teilwinkel eines Lichtsenders 23 freigebendes Ausgangssignal des Steuer- kreises 20,
SR ein mit SR = 0 den rechten Teilwinkel eines Lichtsenders 23 freigebendes Ausgangssignal des Steuer- kreises 20 und
ST ein mit ST = 0 einen Lichtsender 23 einschaltendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20.
Die oben beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:
Wie in der Fig. 3 dargestellt sei angenommen, dass zwei mit 41, 42 bezeichnete Fahrzeuge auf einer geraden Strecke 43 gemäss den Pfeilrichtungen hintereinander vorwärts fahren und dass keine benachbarten Fahrbahnen vorhanden sind. Folglich weisen die Informationen AHE, AHL, AHR die Werte AHE = AHL = AHR = 0 auf.
Unter diesen Bedingungen haben die Ausgangssignale EL, ER, SL, SR der hinten auf den Fahrzeugen 41, 42 befindlichen Steuerkreise 20 die Werte EL = ER = 1, SL = SR = 0. Mit den Werten EL = ER = 1 sind die lichtempfindlichen Dioden 27, 28 mittels der ersten und der zweiten Schaltvorrichtungen 25, 26 von den Resonanzkreisen 29 getrennt, womit beide Teilwinkel der hinten angeordneten Lichtempfänger 22 ausgeschaltet sind. Mit den Werten SL = SR = 0 sind die Leuchtdioden der Serieschaltungen 36 mittels der dritten und der vierten Schaltvorrichtungen 34, 35 nicht kurzgeschlossen, womit beide Teilwinkel der hinten angeordneten Lichtsender 23 freigegeben sind. Die Signale ST wechseln wie die Informationen AHT mit einer Frequenz von etwa 20 kHz von «0» auf «1» und umgekehrt, weshalb die steuerbaren Stromquellen 33 die Leuchtdioden der Serieschaltungen 36 mit einem im gleichen Takt ändernden Strom speisen. Die Lichtsender 23 strahlen moduliertes Infrarotlicht gemäss schematisch dargestellten Sendecharakteristiken 44 ab, wobei die Intensität des Lichts dem Kehrwert des Abstandsquadrats proportional ist.
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Bei den obgenannten Informationswerten AHE = AHL = AHR — 0 haben die Ausgangssignale EL, ER, SL, SR der vorne auf den Fahrzeugen 41, 42 befindlichen Steuerkreise 20 die Werte EL = ER = 0, SL = SR = 1. Mit den Werten SL = SR = 1 sind die Leuchtdioden der Serieschaltungen 36 mittels der dritten und vierten Schaltvorrichtungen 34, 35 kurzgeschlossen, womit beide Teilwinkel der vorne angeordneten Lichtsender 23 ausgeschaltet sind. Mit den Werten EL = ER = 0 sind die lichtempfindlichen Dioden 27, 28 mittels der ersten und zweiten Schaltvorrichtungen 25, 26 parallel zu den Kondensatoren der Resonanzkreise 29 geschaltet, womit beide Teilwinkel der vorne angeordneten Lichtempfänger 22 eingeschaltet sind, wie dies mittels Empfangscharakteristiken 45 schematisch dargestellt ist. An den lichtempfindlichen Dioden 27, 28 liegen Spannungen an, welche aus Gleichspannungsanteilen und Wechselspannungsanteilen bestehen. Die bezüglich der Modulationsfrequenz um ein bestimmtes Mass verstimmten Resonanzkreise 29 leiten die mit der Modulationsfrequenz ändernden Wechselspannungsanteile als Empfangssignale den Verstärkern 30 mit einer durch die Verstimmung gegebenen Signaldämpfung zu. Mit zunehmenden Umgebungslichtstärken nehmen die Wechselspannungsanteile infolge verringerter Empfindlichkeiten der Dioden 27, 28 ab. Gleichzeitig nehmen die Gleichspannungsanteile an den Dioden 27, 28 ab, wobei die Sperrschichtkapazitäten der Dioden 27, 28 zunehmen. Die zunehmenden Sperrschichtkapazitäten der Dioden 27, 28 bewirken, dass die Verstimmungen der Resonanzkreise 29 abnehmen, wodurch die abnehmenden Empfindlichkeiten der Dioden 27, 28 mittels abnehmender Signaldämpfungen der Resonanzkreise 29 kompensiert sind. Die Empfangssignale werden von den Verstärkern 30 verstärkt und von den Demo-dulatoren 31 demoduliert. Die an den Ausgängen der De-modulatoren 31 auftretenden Signale AH sind von den Abständen d abhängig.
Aufgrund eines gegebenen Werts z.B. AHI oder AH2 des Signals AH ermittelt die Antriebssteuerung 21 eines Fahrzeugs 41, 42 gemäss dem Verlauf der in der Fig. 4 strichpunktiert dargestellten Kurve 46 einen Abstandswert dl oder d2. Infolge unterschiedlicher Verschmutzung der Glasgehäuse 7, 8 kann der ermittelte Wert dl oder d2 vom vorhandenen Abstand d abweichen, wobei die Grenzen des möglichen Abweichungsbereichs Adi oder Ad2 durch Kurven 47, 48 dargestellt sind. Aus den Kurven 46, 47, 48 ist ersichtlich, dass der Bereich Adi, Ad2 mit abnehmendem Abstandswert dl, d2 schmäler wird, weil die Kurven 46, 47, 48 mit abnehmendem Abstand d steiler verlaufen. Folglich nimmt die Zuverlässigkeit der Einrichtung mit abnehmendem Abstand d zu. Der ermittelte Abstandswert dl oder d2 dient der Antriebssteuerung 21 zum Steuern der Fahrgeschwindigkeit.
In der Fig. 5 sind zwei auf gekrümmter Strecke 51 hintereinander vorwärts fahrende Fahrzeuge mit 52 und 53
bezeichnet. Da keine benachbarten Fahrbahnen vorhanden sind, haben die Informationen und die Signale die gleichen Werte wie bei den Fahrzeugen 41, 42 der Fig. 3. Die gegenüber der Fig. 3 unveränderten Empfangscharakteristiken 54 und Sendecharakteristiken 55 zeigen, dass die Einrichtung auch auf der gekrümmten Strecke 51 funktioniert.
In der Fig. 6 sind zwei auf einer geraden Strecke 61 hintereinander vorwärts fahrende Fahrzeuge mit 62 und 63 bezeichnet. In Fahrtrichtung rechts von der Strecke 61 ist eine benachbarte gerade Strecke 64 vorhanden, auf welcher sich ein Fahrzeug 65 in gleicher Richtung bewegt. Die Informationen AHL, AHR der auf der linken Strecke 61 fahrenden Fahrzeuge 62, 63 weisen die Werte AHL = 0, AHR = 1 auf, während die Informationen AHL, AHR des auf der rechten Strecke 64 fahrenden Fahrzeugs 65 die Werte AHL = 1, AHR = 0 aufweisen. Unter diesen Bedingungen nehmen die Ausgangssignale ER, SR der Steuerkreise 20 der links fahrenden Fahrzeuge 62, 63 die Werte ER = SR = 1 und die Ausgangssignale EL, SL der Steuerkreise 20 des rechts fahrenden Fahrzeugs 65 die Werte EL = SL = 1 an, womit die gegen die benachbarte Strecke 61, 64 gerichteten Teilwinkel der Lichtsender 23 und Lichtempfänger 22 der Fahrzeuge 62, 63, 65 ausgeschaltet sind. Alle anderen Informationen und Signale haben die gleichen Werte wie die Informationen und Signale der Fahrzeuge 41, 42 der Fig. 3, weshalb die anderen Teilwinkel der Lichtsender 23 und Lichtempfänger 22 gemäss der Fahrtrichtung eingeschaltet sind. Dies ist mittels Sendecharakteristiken 66, 67 und Empfangscharakteristiken 68, 69 schematisch dargestellt. Folglich beeinflussen sich die Lichtsender 23 und Lichtempfänger 22 der Fahrzeuge 62, 63, 65 von benachbarten Strecken 61, 64 nicht.
Für die praktische Ausführung der erfindunsggemässen Einrichtung ist es vorteilhaft, auf vorwärts und rückwärts beweglichen Fahrzeugen vorne und hinten gleiche Vorrich-tungen vorzusehen, wobei die Informationen AHL und AHR den hinteren Vorrichtungen vertauscht zugeführt sind und wobei die Information AHE den hinteren Vorrichtungen über ein in den Vorrichtungen vorgesehenes wahlweise zuschaltbares NICHT-Glied zugeführt ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung Analog-Digital-Wand-ler für die Signale AH vorzusehen und die von einem gegebenen Signalwert AHI, AH2 ausgehende Ermittlung des Abstandswerts dl, d2 mit digitalen Mitteln auszuführen.
Weiter liegt es im Rahmen der Erfindung auf den Lichtsendern und auf den Lichtempfängern Abdeckungen derart vorzusehen, dass nur geringe vertikale Winkelbereiche für den Betrieb der Lichtempfänger und Lichtsender freibleiben.
Ferner ist es möglich einzeln einschaltbare gleichartige Lichtsender ortsfest anzuordnen und damit bei Kreuzungen, Umladestationen oder dergleichen den Verkehrsfluss zu regeln.
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2 Blätter Zeichnungen
Claims (6)
- 6S07382PATENTANSPRÜCHE1. Einrichtung zur Abstandhaltung von spurgebundenen Fahrzeugen (1, 41, 42, 52,- 53, 62, 63, 65) mit entgegen der Fahrtrichtung nach hinten strahlenden Lichtsendern (23) und mit in Fahrtrichtung von vorne empfangenden Lichtempfängern (22), welche Einrichtung mittels einer Antriebssteuerung (21) die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) mit abnehmendem Abstand (d) zum unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) verringert, wobei der Abstand (d) aufgrund der empfangenen Lichtsignale ermittelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass hinten auf den Fahrzeugen (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) ein in beliebigen Richtungen seitwärts und rückwärts gleichmässig abstrahlender, mit moduliertem Licht arbeitender Lichtsender (23) angeordnet ist, dass vorne auf den Fahrzeugen (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) ein in beliebigen Richtungen von den Seiten und von vorne empfangender, Licht demodulierender Lichtempfänger (22) angeordnet ist und dass die Antriebssteuerung (21) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) mit zunehmender empfangener Lichtintensität verringert.
- 2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (23) und der Lichtempfänger(22) von der Antriebssteuerung (21) betätigbare Schaltvorrichtungen (25, 26, 34, 35) aufweist, wobei mittels der Schaltvorrichtungen (25, 26, 34, 35) einzelne seitliche Abstrahlrichtungen des Lichtsenders (23) und einzelne seitliche Empfangsrichtungen des Lichtempfängers (22) abschaltbar sind.
- 3. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichsender (23) eine mittels eines periodischen Taktsignals (ST) steuerbare Stromquelle (33) und mehrere von der Stromquelle (33) gespiesene, in einer waagrechten Ebene fächenförmig angeordnete rückwärts und seitwärts gerichtete Infrarotleuchtdioden aufweist und dass der Lichtempfänger (22) mindestens zwei in der waagrechten Ebene in einem gleichen Winkel seitwärts und vorwärts gerichtete infrarot-lichtempfindliche Dioden (27, 28), einen mit jeder Dode (27, 28) im Sinn einer Signalüberlagerung verbindbaren, einen Eingang und einen Ausgang aufweisenden Verstärker (30) und einen mit dem Ausgang des Verstärkers (30) verbundenen Demodulator (31) aufweist, wobei das Ausgangssignal (AH) des Demodulators (31) der Antriebssteuerung (21) zugeführt ist.
- 4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungen der lichtempfindlichen Dioden (27, 28) mit dem Eingang des Verstärkers (30) eine erste und eine zweite von der Antriebssteuerung (21) betätigbare Schaltvorrichtung (25, 26) vorgesehen ist und dass parallel zu den gegen die eine Seite gerichteten Leuchtdioden und parallel zu den gegen die andere Seite gerichteten Leuchtdioden eine dritte und eine vierte von der Antriebssteuerung (21) betätigbare Schaltvorrichtung (34, 35) geschaltet ist.
- 5. Einrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Eingang des Verstärkers (30) verbundener, eine Kapazität aufweisender Resonanzkreis (29) vorgesehen ist, wobei die mit ändernder Umgebungslichtstärke ihre Kapazität und ihre Empfindlichkeit ändernden lichtempfindlichen Dioden (27, 28) parallel zu der Kapazität des Resonanzkreises (29) schaltbar sind.
- 6. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorwärts und rückwärts beweglichen Fahrzeugen (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) Lichtsender(23) und Lichtempfänger (22) für beide Fahrtrichtungen vorgesehen sind, wobei der in Fahrtrichtung vorne befindliche Lichtempfänger (22) und der in Fahrtrichtung hinten befindliche Lichtsender (23) eingeschaltet ist.
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