DE1801967B2 - Vorrichtung zum Steuern eines frei beweglichen Fahrzeuges entlang einem stromdurchflossenen Leiter - Google Patents

Description

30 die Vielzahl der Parameter berücksichtigen zu müv sen und mittels eines großen Aufwands im Regler

Die Erfindung bezieht bich ar f eine Vorrichtung zu realisieren. Erfindungsgemäß wird dies bei einer zum Steuern eines frei beweglichen Fahrzeugs ent- Vorrichtung zum Steuern eines frei beweglichen lang einem stromdurchflossenen Leiter durch zwei Fahrzeugs entlang einem stromdurchflossenen Leiter am Fahrzeug in Längsrichtung hintereinander ange- 35 durch zwei am Fahrzeug in Längsrichtung hintereinordnete Antenneneinrichtungen, die die magnetische ander geordnete Antenneneinrichtungen, die die Feldintensität des Leiters zur Anzeige der Fahrzeug- magnetische Feldintensitä' des Leiters zur Anzeige abweichung aus der Sollstellung bzw. zur Lenkung der Fahrzeugabweichung aus der Sollstellung bzw. des Fahrzeugs mittels eines auf die Fahrzcugsteue- zur Lenkung des Fahrzeugs mittels eines auf die rung einwirkenden Servotriebs benutzt. 40 Fahrzeugsteuerung einwirkenden Servotriebs benutzt

Der automatischen Steuerung und Lenkung von dadurch erreicht, daß die durch die Abweichung des Kraftwagen kommt in zunehmendem Maße eine Fahrzeugs von seiner Sollstellung gebildeten Steuer- immer größere Bedeutung zu, wenn auch durch werte in einem unterschiedlich wählbaren Verhält- Solchc selbstgesteuerten und gelenkten Kraftwagen nis. und zwar der Steuerwert der vorderen Antennen-Im öffentlichen Verkehr der Mensch als Fahrer wohl 45 einrichtung stärker als der Steuerwert der hinteren kaum ganz ersetzbar sein dürfte. Auf verschiedenen Antenneneinrichtung auf die Auswerte- und Steuer-Gebieten aber, wie beispielsweise der technischen einrichtungen aufgeschaltet sind. Entwicklung und der Serienproduktion von Kraft- Die in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinter-

fahrzeugen, lassen sich mit selbstgesteuerten und einander angebrachten Antennenanordnungen be-•gelenkten Kraftfahrzeugen wichtige Kenntnisse gc- 50 stehen vorteilhafterweise aus zwei symmetrisch zur winnen, da neben den Versuchen im Labor und auf Längsachse des Kraftwagens angeordnete Ferritden Prüfständen die Erprobungen im praktischen antennen.

Fahrfest immer wichtiger werden. Nur auf diese Die in den beiden vorderen oder hinteren Ferrit-

Weise lassen sich der Wirklichkeit sehr nahe korn- antennen induzierten Spannungen sind gegeneinander mende oder sogar entsprechende Verhältnisse sehr 55 geschaltet, und die sich aus dem Vergleich der beiden genau nachbilden und beliebig oft wiederholen. Auch vorderen sowie der beiden hinteren Spannungen je- fct es erst durch selbstgesteucrte Fahrzeuge möglich, weils ergebenden Diffcren/spannungen sind beispielseine hohe Präzision und Gleichmäßigkeit im Ablauf weise einem Differenzverstärker unterschiedlich stark und in der Wiederholung der Versuche zu erreichen, aufgeschaltet, und zwar in der Weise, daß bei einer da sich alte menschlichen Unzulänglichkeiten und 60 Abweichung der Fahrzeuglängsachse von der Leit-Fehler weitgehend ausschalten lassen. linie das Verhältnis der Differenzspannung der vorne

Zur Durchführung solcher Versuchsreihen sind angeordneten Antennen zu der Differenzspannung schon Kraftfahrzeuge mit Selbststeuerung ausge- der hinten angeordneten Antennen über die Lenkrüstet worden, die allerdings noch erhebliche Man- bewegung des Fahrzeugs konstant, beispielsweise auf gel aufweisen. An solchen Versuchsfahrzeugen sind ⁶5 70 oder 80 % gehalten wird, beispielsweise an der vorderen Stoßstange Antennen Durch diese Maßnahme ist erreicht, daß auch ein

befestigt, die über einen in der Fahrbahn verlegten Fahrzeug, das parallel zum elektrischen Leiter verelektrischen Leiter induktiv beeinflußbar sind. Die setzt fährt, wieder auf diesen zuriickeeleitet wird.

Purch die stärkere Aufschaltung der Spannung, die in den beispielsweise an der vorderen Stoßstange angebrachten Antennen induziert ist, ist das Verhältnis zu der Spannung, die in den beispielsweise an der hinteren Stoßstange angebrachten Antennen induziert ist, bei parallel zur Leiterbahn fahrenden Fahrzeugen konstant immer > 1; nur dadurch ist auch eine Korrektur bei derartigen Abweichungen von Fahrzeugen durchführbar.

Bei jeder Abweichung des Fahrzeugs von dem in der Fahrbahn verlegten elektrischen Leiter nähert sich das Fahrzeug der Leiterbahn nach einer e-Funktion. das heißt, das Fahrzeug nähert sich sehr schnell der durch den elektrischen Leiter vorgegebenen Fahrbahn, ohne mit seiner Längsachse den elektrisehen Leiter zu überfahren.

Weicht ein Fahrzeug vorn von der vorgesehenen Fahrzeugspur ab, so wird es sofort durch die erfindungsgemäße induktive Steuerung zur Mitte hingelenkt, wobei mit dem Gegenlenken bereits begonnen ist, bevor die Längsachse des Fahrzeugs den elektrischen Leiter erreicht hat. Bricht dagegen ein Fahrzeug hinten aus, so nimmt die automatische Steuerung sofort ein Gegenlenkmanöver vor, wodurch ein seitliches Schleudern vermieden ist.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die erfindungsgemäße Steuerung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Annäherungsspur eines von dem Leiter abgewichenen Fahrzeugs,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Steuerung in Blockschaltbildern und

Fig. 3 den prinzipiellen Verlauf der Einzelspannungen und der Differenzspannung, die in einem am Fahrzeug befestigten Spulenpaar induziert sind.

In dem in Fig. 1 dargestellten Koordinatensystem möge der in der Fahrbahn verlegte stromdurchflossene Leiter in Richtung der .v-Achse verlaufen. Das ihn umgebende Magnetfeld wird dann, wie in Fig. 1 nicht näher dargestellt, durch Antennen (4-1 /, 4-1 r und 5-1 /. 5-1 r, Fig. 2) aufgenommen die am vorderen Teil 4, beispielsweise an oder unter den Stoßstangen eines schematisch dargestellten Fahrzeugs 6 sowie am hinteten Teil 5 des Wagens, beispielsweise wieder an oder unter den Stoßstangen, befestigt sind. Die in den Spulen 4-1 /, 4-1 r; 5-1 /, 5-1 r induzierten Spannungen werden über Filter 7 und Gleichrichteranordnungen 8 Differenzverstärkern 9 und 10 zugeführt; in dem Differenzverstärker 9 wird der Spannungsvergleich zwischen den induzierten Spannungen der Antennen vorgenommen, die beispielsweise an ^ der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs angeordnet sind, während im Differenzverstärker 10 die induzierten Spannungen der entsprechenden Antennen verglichen werden, die beispielsweise, an der hinteren Stoßstange befestigt sind.

Die Ausgänge der beiden Differenzverstärker 9 und 10 sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 dann auf Potentiometer Π und 12 geschaltet, an denen dann entsprechend die Spannungen Um· und Upn anliegen. Diese beiden Differenzspannungen U»v und Umi werden in einem weiteren Differenzverstärker 13 miteinander verglichen. Durch die Potentiometer 11 und 12 wird eine verschieden starke Aufschaltung der beiden Dtfferenzspanmingen Um und U im erreicht, und zwar in der Art, daß das Verhältnis der durch die vordere zur hinteren Abweichung unterschiedlich induzierten Spannungen immer gleich konstant ist, beispielsweise 70 oder 80 % beträgt. Auf Grund dieser unterschiedlichen Aufschaltung bewegt sich dann nach jeder Abweichung von dem elektrischen Leiter das Fihrzeug auf einer e-Funktion 2 (Fig. 1) auf diesen Leiter wieder zu. Dc einer solchen Abweichung entsprechenden unter-chiedlichen Spannungen LJ/,ι und Uhu sind in Fig. 1 durch Pfeile parallel zur y-Aehse symbolisiert.

Dem Differenzverstärker 13 ist dann ein weiterer Dif'.'renzverstärker 14 nachgeschaitet, der über einen Verstärker 15 einen Stelltrieb 16 schaltet, durch den die Lenksäule 18 und damit über einen nicht näher dargestellten Lenkmechanismus die Vorderräder 4-2 verstellbar sind. Auf der Lenksäule 18 ist ein Potentiometer 17 angebracht, das entsprechend jeder Veränderung der Vorderräder 4-2 mitverstellt wird, und zwar so weit, bis die von ihm abgeleitete Spannung am Eingang 14-2 des Differenzverstärkers mit der von dem Differenzverstärker 13 gelieferten, am Eingang 14-1 anliegenden Spannung übereinstimmt. Durch diesen hier nur schematisch angedeuteten Vergleich zwischen der Soll- und Iststellung der Vorderräder 4-2 eines Fahrzeugs ist sichergestellt, daß die Vorderräder immer so weit verstellt sind, wie es auf Grund einer Abweichung des Fahrzeugs den in den Ferritantennen induzierten Spannungen entspricht.

[n Fig. 3 ist der Spannungsverlauf in einem Ferritantennenpaar wiedergegeben. Hierbei stellen die durchbrochenen Linien den Spannungsverlauf in jeder einzelnen Ferritantenne dar, während die ausgezogene Kurve etwas idealisiert den Verlauf der Differenzspannung Ui,_v bzw. U_nn wiedergibt. Die parallel zu der Ordinate Ui, verlaufenden durchbrochenen Linien deuten den Fangbereich an, innerhalb dem das Fahrzeug von seinem Leiter, der in diesem Fall mit der Ordinate Ud übereinstimmen würde, maximal abweichen darf, um wieder an den Leiter zurückgeführt zu werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

in den Antennen induzierten Spannungen werden Patentansprüche· bei den bekannten Ausführungen von Femsteuerun gen für Kraftfahrzeuge voneinander subtrahiert.

1. Vorrichtung zum Steuern eines frei beweg- Bei langsam fahrenden Fahrzeugen wird nur diese liehen Fahrzeugs entlang einem strorodurchflos- 5 Differenzspannung als Maß für die seitiicne Absenen Leiter durch zwei am Fahrzeug in Längs- weichung der Fahrzeuge von der Leitlinie einem richtung hintereinander geordnete Antennenein- Proportionalregler zugeführt, der seinerseits über richtungen, die die magnetische Feldintensität einen Servoantrieb die Lenkung betätigt.

des Leiters zur Anzeige der Fahrzeugabweichung Auch ist durch die deutsche Auslegeschnft

aus der Sollstellung bzw. zur Lenkung des Fahr- to 1208 391 bereits bekannt, zwei in Richtung der zeugs mittels eines auf die Fahrzeugsteuerung Längsachse des Fahrzeugs hintereinander angeordeinwirkenden Servotriebs benutzt, dadurch nete Antenneneinrichtungen zu verwenden, gekennzeichnet, daß die durch die Ab- Bei schnell fahrenden Fahrzeugen genügt jedoch

weichung des Fahrzeugs von seiner Sollstellung diese ProporüonaJregelung weder durch die Antennen gebildeten Steuerwerte (U _M , U„n) in einem un- 15 an der vorderen Stoßstange noch durch die in Langsterschiedlich wählbaren Verhältnis, und zwar richtung hintereinander angeordneten Antennen, da der Steuerwert (U„r) der vorderen Antennen- das Fahrzeug in Abhängigkeit von «irter Geschwineinrichtung (4-1 /; 4-1 r) stärker als der Steuer- digkeit ein anderes Lenkverhalten zeigen muß. Όδ wert(i//,//) der hinteren Antenneneinrichtung sich neben der Fahrgeschwindigkeit auch die dyna-(r-1 /; 5-1 r) auf die Auswerte- und Steuereinrich- 20 mischen Eigenschaften des Fahrzeugs, die nicht nur tungen(13 ... 16) aufgeschaltet sind. vom Fahrzeugtyp, sondern beispielsweise auch von

2. Steuerung eines" Kraftwagens nach An- dessen Beladung und deren Verteilung innerhalb des spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Fahrzeugs sowie von weiteren Parametern abhängen. Antennenanordnungen aus je zwei symmetrisch auf seine Stabilität stark auswirken, ist die Dimensiozur Längsachse des Kraftwagens (6) angeordne- 25 nierung des Reglers für die Lenkung, insbesondere ten Ferritantennen (4-1 /. 4-1 r. 5-1 /. 5-1 r) be- für einen großen Geschwindigkeitsbereich, sehr stehen. schwierig und mit viel Aufwand verbunden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die

Fahrstabilität von Fahrzeugen zu verbessern, ohne