DE19640929C1 - Driver assistance device for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrzeugführers beim Fahren, insbesondere eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr, mit einer an einem Fahrzeug angeordneten Einrichtung zum Regeln einer einstellbaren Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zum Regeln des Abstands zu einem voraus fahrenden Fahrzeug sowie mit einer am Fahrzeug angeordneten automatischen Lenkeinrichtung.The present invention relates to a device for Supporting a driver while driving, especially a motor vehicle in road traffic, with a device arranged on a vehicle for Regulation of an adjustable speed of the vehicle and to regulate the distance to a vehicle ahead Vehicle and with one arranged on the vehicle automatic steering device.
Einrichtungen zur Geschwindigkeits- und Abstandsregelung sind beispielsweise aus der DE 195 09 178 C2 und der DE 195 14 023 A1 bekannt.Devices for speed and distance control are for example from DE 195 09 178 C2 and DE 195 14 023 A1 known.
Bei einer solchen bekannten Vorrichtung wird der Fahrer eines mit der Vorrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs zur Erhöhung der Verkehrssicherheit dadurch unterstützt, daß die Einrichtung zum Regeln einer einstellbaren Geschwindigkeit und zum Regeln des Abstands zu einem voraus fahrenden Fahrzeug mit Hilfe des Abstandsaufnehmers und der Mittel zum Einwirken auf die Antriebs- und/oder Bremseinrichtung während der Fahrt einen bestimmten Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einhält. Der Fahrzeugführer kann eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit einstellen, und in Abhängigkeit dieser gewünschten Geschwindigkeit wird mit Hilfe des Bord-Computers, der für diese Geschwindigkeit den erforderlichen Sicherheitsabstand berechnet, durch Betätigung der Mittel zum Einwirken auf die Antriebseinrichtung und/oder Bremseinrichtung der für diese Geschwindigkeit berechnete Sicherheitsabstand eingehalten. Hierzu kann beispielsweise auf die Antriebseinrichtung derart eingewirkt werden, daß die Kraftstoffzufuhr reduziert oder unterbrochen oder die Bremseinrichtung des Fahrzeugs - gegebenenfalls mit Hilfe eines hydraulischen Systems - betätigt wird.In such a known device, the driver a motor vehicle equipped with the device to increase traffic safety that the device for regulating an adjustable Speed and to regulate the distance to one vehicle driving ahead with the help of the distance sensor and the means for acting on the drive and / or Brake device a certain while driving Maintains a safe distance from the vehicle in front. The driver can make a desired one Set vehicle speed and depending this desired speed is achieved using the On-board computer that for that speed required safety distance calculated by Acting the means to act on the Drive device and / or braking device for this speed calculated safety distance adhered to. For this, for example, on the Drive device are acted so that the Fuel supply reduced or interrupted or the Braking device of the vehicle - if necessary with the help of a hydraulic system - is operated.
Mit Hilfe der kombinierten Geschwindigkeits- und Abstandsregel-Einrichtung wird der Fahrzeugführer auf die beschriebene Weise wirksam unterstützt. Nachteilig ist jedoch, daß der Fahrzeugführer während der Fahrt dennoch konzentriert auf den Verkehr achten muß, um das Fahrzeug auf der Fahrbahn zu halten und die gewünschte Fahrstrecke einzuhalten. Insbesondere bei längeren Fahrten kann der Fahrer des Fahrzeugs Konzentrationsschwächen oder Ermüdungserscheinungen bekommen, die die Kontrolle über das eigene Fahrzeug und die Verkehrssicherheit beeinträchtigen können. Häufig kommt es aufgrund derartiger Ermüdungserscheinungen zu Unfällen mit schwerwiegenden Folgen, beispielsweise zu Auffahrunfällen auf Autobahnen. Insbesondere Fahrer von Lastkraftwagen oder Reisebussen, die über mehrere Stunden im Einsatz sind und regelmäßig einem Zeitdruck unterliegen, verursachen häufig Unfälle, da sie übermüdet sind. Zwar sind für Berufskraftfahrer bestimmte maximale Fahrzeigen und Erholungspausen vorgeschrieben, doch werden solche Vorschriften häufig nicht eingehalten.With the help of the combined speed and Distance control device is the vehicle driver on the effectively supports the manner described. The disadvantage is however, that the vehicle driver nonetheless while driving focused on traffic to get to the vehicle keep on the road and the desired route to adhere to. Especially on longer journeys, the Driver of the vehicle lack of concentration or Get fatigue that is in control of you your own vehicle and traffic safety can affect. It often happens because of such signs of fatigue with accidents serious consequences, such as rear-end collisions on highways. Especially truck drivers or coaches that are in use for several hours are and are regularly subject to time pressure, often cause accidents because they are tired. Though are certain maximum vehicles for professional drivers and rest breaks are prescribed, but will be Regulations are often not complied with.
Die deutsche Zeitschrift "Elektronik" 1984, Nr. 15, Seiten 41 bis 46, offenbart eine Vorrichtung, bei der Omnibusse entlang eines Leitkabels geführt werden. Das Leitkabel ist mittig in bzw. auf der Fahrbahn verlegt. Sensoren am Omnibus steuern mit Hilfe einer Regelelektronik eine Servohydraulik einer Lenkeinrichtung. Der Omnibus wird so auf der Sollspur entlanggeführt. Der Omnibus wird somit automatisch gelenkt. Jedoch muß der Fahrzeugführer die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit sowie den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf herkömmliche Weise mit Hilfe seines Verstandes und somit subjektiv einstellen. Es ist weiterhin die volle Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers vonnöten, was zur Ermüdung des Fahrzeugführers führt. Die Verkehrssicherheit ist hierdurch negativ beeinflußt.The German magazine "Electronics" 1984, No. 15, Pages 41 to 46 discloses an apparatus in which Buses are routed along a guide cable. The Guide cable is laid in the middle of or on the road. Sensors on the bus control using a Control electronics a servo hydraulic one Steering device. The omnibus is thus on the target track led along. The bus becomes automatic directed. However, the driver must have the desired one Vehicle speed as well as the distance to one leading vehicle in the conventional way with the help of his mind and thus subjectively adjust. It is still the full attention of the driver necessary, which leads to driver fatigue. The This affects traffic safety negatively.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die die Vorteile der bekannten technischen Lösungen vereint und zur Erhöhung der Verkehrssicherheit eine maximale Unterstützung eines Kraftfahrzeugfahrers beim Fahren bietet.The present invention is based on the object a device of the type mentioned provide the benefits of the known technical solutions combined and to increase the Road safety a maximum support of one Motor vehicle driver offers when driving.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The task is characterized by the features of the claim 1 solved.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Fahrer eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs während der Fahrt weitgehend entlastet wird, denn die erfindungsgemäße Vorrichtung übernimmt die Geschwindigkeits regelung des eigenen Fahrzeugs, die Abstandsregelung zum vorausfahrenden Fahrzeug sowie das Lenken des eigenen Fahrzeugs entlang der Leitspur, die an der Fahrbahn angeordnet ist. Das Fahrzeug wird auf diese Weise "automatisch" entlang der vorgegebenen Fahrstrecke gefahren. Der Fahrer wird lediglich zum Aktivieren sowie zum Deaktivieren der Vorrichtung benötigt. Er kann während der "automati schen" Fahrt die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung überwachen oder sich sogar anderen Tätigkeiten zuwenden, etwa telefonieren o. dgl. Das Fahrzeug kann sicher fortbewegt werden, auch wenn der Führer des Fahrzeugs gewisse Ermüdungserscheinungen zeigt. Darüber hinaus kann der Fahrer jederzeit selbst die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen und die erfindungsgemäße Vorrichtung deaktivieren, was beispielsweise zum Überholen eines Fahrzeugs erforderlich sein kann oder zur Änderung der Fahrstrecke im Bereiche, in denen keine Leitspur vorgesehen ist.The invention ensures that the driver of a with the invention Device equipped vehicle largely relieved while driving is because the device according to the invention takes over the speed control of your own vehicle, the distance control to the vehicle in front Vehicle, as well as driving your own vehicle along the guiding lane on the Roadway is arranged. In this way the vehicle is "automatically" along the specified route. The driver is only activated as well as to deactivate the device. It can be used during the "automati "ride monitor the function of the device according to the invention or even turn to other activities, such as making calls or the like. The vehicle can be moved safely, even if the driver of the vehicle certain Shows signs of fatigue. In addition, the driver can do this himself at any time Take control of the vehicle and the device according to the invention disable what may be required, for example, to overtake a vehicle can or to change the route in areas where there is no guidance lane is provided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet für Fahrten auf Autobahnen oder Fernstraßen, auf denen ein starker Verkehr herrscht und ein Teil der beteiligten Fahrzeuge eine ähnliche Geschwindigkeit fährt, was beispielsweise bei Kolonnenfahrten von gewerblich oder militärisch eingesetzten Lastkraftwagen häufig der Fall ist. Sind mehrere innerhalb einer Fahrzeugkolonne fahrende Fahrzeuge mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet, so ergibt sich ein dynamisches System von Fahrzeugen, in dem automatisch eine gewünschte, vorwählbare Geschwindigkeit sowie ein zwischen den Fahrzeugen erforderlicher, berechenbarer Sicherheitsabstand eingehalten wird. Etwaige Abweichungen von der gewünschten Geschwindigkeit und dem dazugehörigen Sicherheitsabstand werden automatisch korrigiert, während ein Fahrzeug entlang der Leitspur gelenkt wird.The device according to the invention is particularly suitable for trips on Motorways or highways with heavy traffic and some of the vehicles involved drives a similar speed, for example for convoys of commercial or military trucks is often the case. Are several driving within a vehicle column Vehicles formed with the device according to the invention results in a dynamic system of vehicles, in which a desired, preselectable speed and a required between the vehicles predictable safety distance is maintained. Any deviations from the desired speed and the associated safety distance automatically corrected while a vehicle is being steered along the guidance lane.
Auch bietet die Vorrichtung bei Nachtfahrten oder bei schlechter Sicht durch Nebel besondere Sicherheit, denn stets wird ein erforderlicher Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und gleichzeitig die durch die Leitspur vorgegebene Fahrstrecke eingehalten. Erfindungsgemäß kann ferner das Problem, daß Berufs kraftfahrer aufgrund des Termindrucks häufig unter Ermüdungserscheinungen leiden, abgeschwächt werden, denn während der Fahrt mit Hilfe der erfindungs gemäßen Vorrichtung ist der Fahrer des Fahrzeugs weitgehend entlastet, so daß für eine sichere Fahrt seine volle Aufmerksamkeit nicht erforderlich ist.The device also offers night driving or poor visibility due to fog special security, because a required safety distance is always vehicle in front and at the same time the one specified by the guidance lane Traveled. According to the invention, the problem that professional drivers often experience fatigue due to the pressure of deadlines suffer, be weakened, because while driving with the help of Invention According to the device, the driver of the vehicle is largely relieved, so that for a safe drive his full attention is not required.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Sensor auf ein elektromagnetisches oder magnetisches Feld anspricht und ein Spursignal abgibt, dessen Stärke vom Abstand zwischen Sensor und Leitspur abhängt. Mit einem derartigen Sensor kann die automatische Lenkung des Fahrzeugs entlang der Leitspur auf einfache Weise vorgenommen werden. Sobald die Stärke des Spursignals auf Grund eines bestimmten seitlichen, quer zur Längserstreckung der Leitspur gemessenen Abstands des Sensors von der Leitspur einen bestimmten Wert unterschreitet, so wird eine die Lenkeinrichtung die Lage der Räder des Fahrzeugs verstellen, um dadurch den seitlichen Abstand zwischen Sensor und Leitspur zu verringern, so daß das Fahrzeug entlang der Leitspur gelenkt wird.A particularly preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the sensor on an electromagnetic or magnetic field responds and emits a track signal, the strength of the distance depends on the sensor and the guide track. With such a sensor, the automatic steering of the vehicle along the guide track in a simple way be made. As soon as the strength of the track signal due to a certain lateral, measured transverse to the longitudinal extent of the lead track Distance of the sensor from the lead track falls below a certain value, so the steering device will adjust the position of the wheels of the vehicle thereby reducing the lateral distance between the sensor and the guide track, so that the vehicle is steered along the guide track.
Diese Ausführungsform wird weitergebildet, in dem die Leitspur mindestens ein elektrisches Kabel aufweist, das in eine Fahrbahn einlegbar und an eine Spannungs quelle anschließbar ist. Ein derartiges Kabel gibt ein elektromagnetisches Feld ab, das mit Hilfe des Sensors erfaßt werden kann, so daß der Sensor das Spursignal abgibt, welches zur Lenkung des Fahrzeugs entlang der Leitspur verwendet wird.This embodiment is developed in which the lead track is at least one has electrical cable that can be inserted into a roadway and connected to a voltage source is connectable. Such a cable emits an electromagnetic field, that can be detected with the help of the sensor, so that the sensor detects the track signal emits which is used to steer the vehicle along the guide track.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung der Ausführungsform weist die Leitspur mindestens ein magnetisch kodiertes Band auf, das an oder unter der Oberfläche einer Fahrbahn angeordnet ist oder an einer neben der Fahrbahn verlaufenden Verkehrsleitplanke befestigt ist. Auch bei dieser Weiterbildung wird auf einfache Weise eine Leitspur bereitgestellt, die zum automatischen Lenken des Fahrzeugs verwendet wird und beispielsweise entlang einer Fernstraße oder Autobahn eine vorgegebene Fahrstrecke markiert. Schließlich kann gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung die Leitspur aus zueinander beabstandeten Magneten gebildet sein, die im Bereich der Oberfläche einer Fahrbahn angeordnet sind.According to an alternative development of the embodiment, the guide track has at least one magnetically coded tape on or below the surface is arranged on a carriageway or on a track running next to the carriageway Traffic barrier is attached. This training is also easy Way provided a guide track for automatic steering of the vehicle is used and for example along a trunk road or motorway marked the specified route. Finally, according to another Development of the invention, the guide track made of spaced magnets be formed, which are arranged in the region of the surface of a roadway.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Lenkeinrichtung eine sogenannte Servolenkung aufweist, bei der die Lage mindestens eines Rades eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe mindestens eines innerhalb eines Zylinders angeordneten Kolbens sowie einer durch den Kolben verdrängbaren Hydraulikflüssigkeit verstellbar ist. Servolenkungen werden von vielen Herstellern von Kraftfahrzeugen angeboten und erlauben mit Hilfe einer Hydraulikflüssigkeit auf konstruktiv verhältnismäßig einfache Weise eine Integration in die mit Hilfe des vom Sensor abgegebenen Spursignals gesteuerte Lenkeinrichtung.An alternative embodiment of the invention is characterized in that the Steering device has a so-called power steering, in which the location at least one wheel of a motor vehicle with the help of at least one inside a cylinder arranged piston and one displaceable by the piston Hydraulic fluid is adjustable. Power steering systems are used by many manufacturers offered by motor vehicles and allow on using a hydraulic fluid constructively relatively simple way of integration into the with the help of Steering device emitted by the track signal sensor.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Lenkeinrichtung mit dem Computer der Geschwindigkeits- und Abstandsregel-Einrichtung verbunden und wird mit Hilfe des Computers gesteuert und geregelt. Bei dieser Ausführungsform reicht ein Computer zur Steuerung und Regelung der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung, so daß der apparative Aufwand gering gehalten werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, the Steering device with the computer of speed and Distance control device and is connected with Computer controlled and regulated. At this One embodiment is sufficient for a computer to control and Regulation of the entire device according to the invention, see that the expenditure on equipment can be kept low.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures . Show it:
Fig. 1 ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug sowie eine in eine Fahrbahn eingelegte Leitspur in einer schematischen Ansicht; Figure 1 shows a motor vehicle equipped with a device according to the invention and a guide track inserted into a roadway in a schematic view.
Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer schematischen Ansicht von oben; Fig. 2 shows the embodiment shown in Figure 1 in a schematic view from above.
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles mit den einzelnen Komponenten. Fig. 3 shows a further schematic representation of the embodiment shown in Figs. 1 and 2 with the individual components.
In den Fig. 1 und 2 ist ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug 1 schematisch dargestellt, das sich auf einer Fahrbahn 2 bewegt, die mit einer abtastbaren Leitspur 4 versehen ist. Die dargestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Geschwindigkeits- und Abstandsregel-Einrichtung 6 zum Regeln einer einstellbaren Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und zum Regeln des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (nicht dargestellt), ferner die entlang einer vorgegebenen Fahrstrecke angeordnete Leitspur 4, einen am Fahrzeug 1 angeordneten Sensor 8 zum Abtasten der Leitspur 4 sowie eine ebenfalls am Fahrzeug 1 angeordnete Lenkeinrichtung 10 zum automatischen Lenken des Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 kann als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen ausgebildet sein.In Figs. 1 and 2 equipped with the inventive apparatus the motor vehicle 1 is shown schematically which is moving on a road 2, which is provided with a scannable guide track. 4 The device shown essentially comprises a speed and distance control device 6 for regulating an adjustable speed of the vehicle 1 and for regulating the distance to a vehicle in front (not shown), furthermore the guide track 4 arranged along a predetermined route, one on the vehicle 1 arranged sensor 8 for scanning the guide track 4 and a steering device 10 also arranged on the vehicle 1 for automatically steering the vehicle 1 . The vehicle 1 can be designed as a passenger car or a truck.
Die kombinierte Geschwindigkeits- und Abstandsregel-Einrichtung 6 ist im wesentlichen im vorderen Bereich des Fahrzeugs angeordnet und umfaßt, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, im wesentlichen einen Geschwindigkeitsaufnehmer 12 zum Erfassen der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit sowie einen im Frontbereich des Fahrzeugs 1 angeordneten Abstandsaufnehmer 14 zum Erfassen des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug sowie Mittel 34 zum Einwirken auf eine Antriebseinrichtung 16 des Fahrzeugs 1 und/oder zum Einwirken auf eine Bremseinrichtung 18 des Fahrzeugs 1 sowie einen Bord-Computer zur Steuerung und Regelung der zuvor beschriebenen Komponenten der Geschwindigkeits- und Abstandsregel-Einrichtung 6.The combined speed and distance control device 6 is arranged essentially in the front area of the vehicle and, as can be seen from FIGS. 2 and 3, essentially comprises a speed sensor 12 for detecting the current vehicle speed and a distance sensor arranged in the front area of the vehicle 1 14 for detecting the distance to the vehicle in front and means 34 for acting on a drive device 16 of the vehicle 1 and / or for acting on a braking device 18 of the vehicle 1 and an on-board computer for controlling and regulating the components of the speed and distance rule described above Facility 6 .
Der Geschwindigkeitsaufnehmer 12 ist im Ausführungsbeispiel als Drehzahl aufnehmer zur Messung der Drehzahl eines Vorder-Rades 20 ausgebildet. Der Geschwindigkeitsaufnehmer 12 stellt ein Signal bereit, daß zu einem Bord-Computer 22 (vgl. Fig. 3) innerhalb der Einrichtung 6 übertragen wird. In dem Computer 22 wird ein Mindest-Abstandswert in Abhängigkeit von den aufgenommenen Geschwindigkeits-Werten berechnet.In the exemplary embodiment, the speed sensor 12 is designed as a speed sensor for measuring the speed of a front wheel 20 . The speed sensor 12 provides a signal that is transmitted to an on-board computer 22 (see FIG. 3) within the device 6 . A minimum distance value is calculated in the computer 22 as a function of the recorded speed values.
In den Computer 22 kann ein gewünschter Geschwindigkeits-Wert eingegeben werden und der eingegebene Geschwindigkeits-Wert kann mit Hilfe der Einrichtung 6 eingeregelt werden durch Vergleich des tatsächlichen, mit Hilfe des Geschwindig keitsaufnehmers 12 aufgenommenen Geschwindigkeits-Wertes des Fahrzeugs 1 mit dem eingegebenen Geschwindigkeits-Wert. Hierzu wird die Antriebseinrichtung 16 sowie gegebenenfalls die Bremseinrichtung 18 mit Hilfe der Mittel 34 zum Einwirken betätigt.A desired speed value can be entered into the computer 22 and the entered speed value can be adjusted with the aid of the device 6 by comparing the actual speed value of the vehicle 1 recorded with the aid of the speed sensor 12 with the entered speed value . For this purpose, the drive device 16 and possibly the braking device 18 are actuated by means 34 for acting.
Der Abstandsaufnehmer 14 ermittelt den tatsächlichen Abstandswert zu einem (nicht dargestellten) vorausfahrenden Fahrzeug mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen, die von dem Abstandsaufnehmer 14 emittiert und vom vorausfahrenden Fahrzeug reflektiert werden. Über eine Laufzeitmessung kann in dem Computer der Einrichtung 6 der tatsächliche Abstand ermittelt und mit dem Mindest-Abstandswert verglichen werden. Unterschreitet der tatsächliche Abstandswert den berechneten Mindest-Abstandswert, so wird mit Hilfe der - unten näher anhand von Fig. 3 beschriebenen - Mittel 34 zum Einwirken auf die Antriebseinrichtung 16 und/oder Bremseinrichtung 18 das Fahrzeug 1 verzögert, so daß der berechnete Mindest-Abstandswert wiederhergestellt wird. Auf diese Weise wird eine Regelung des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorgenommen.The distance sensor 14 determines the actual distance value to a preceding vehicle (not shown) with the aid of electromagnetic waves which are emitted by the distance sensor 14 and reflected by the preceding vehicle. The actual distance can be determined in the computer of the device 6 via a transit time measurement and compared with the minimum distance value. If the actual distance value falls below the calculated minimum distance value, the vehicle 1 is decelerated with the aid of the means 34 for acting on the drive device 16 and / or braking device 18 - described in more detail below with reference to FIG. 3, so that the calculated minimum distance value is restored. In this way, the distance to a vehicle in front is regulated.
Wie aus der Darstellung einzelner Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Computer 22 eine Speichereinrichtung 24, einen Prozessor 26 sowie eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung 28 auf. Der Computer 22 ist - eingangsseitig - mit einem ersten Analog/Digital-Wandler 30 verbunden, der von dem Geschwindigkeitsaufnehmer 12, dem Abstandsaufnehmer 14 sowie von dem Sensor 18 zum Abtasten der Leitspur 4 abgegebene Analog-Signale in digitale Signale umwandelt und an den Computer 22 überträgt. As can be seen from the illustration of individual components of the device according to the invention in FIG. 3, the computer 22 has a memory device 24 , a processor 26 and an operating and display device 28 . On the input side, the computer 22 is connected to a first analog / digital converter 30 , which converts the analog signals emitted by the speed sensor 12 , the distance sensor 14 and the sensor 18 for scanning the guide track 4 into digital signals and to the computer 22 transmits.
Der Computer 22 ist - ausgangsseitig - ferner mit einem Digital/Analog-Wandler 32 verbunden, mittels dessen von dem Computer 22 abgegebene digitale Signale in analoge Signale umgewandelt werden können. Von dem Digital/Analog-Wandler 32 können die analogen Signale zu den mittels gestrichelter Linie angedeuteten Mitteln 34 zum Einwirken auf die Antriebseinrichtung 16 bzw. die Bremseinrichtung 18 übertragen werden.On the output side, the computer 22 is also connected to a digital / analog converter 32 , by means of which digital signals output by the computer 22 can be converted into analog signals. The analog signals can be transmitted from the digital / analog converter 32 to the means 34 indicated by the dashed line for acting on the drive device 16 or the braking device 18 .
Die Mittel 34 weisen im Ausführungsbeispiel sowohl einen elektrischen Servo-Motor 36 zum Einwirken auf die Vergaser- oder Einspritzanlage (nicht dargestellt) der Antriebseinrichtung 16 sowie eine pneumatische oder hydraulische Betätigungs einrichtung 38 zum Betätigen der Bremseinrichtung 18 auf.In the exemplary embodiment, the means 34 have both an electric servo motor 36 for acting on the carburetor or injection system (not shown) of the drive device 16 and a pneumatic or hydraulic actuating device 38 for actuating the braking device 18 .
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, wirkt die Lenkeinrichtung 10 auf die separat verschwenkbaren Vorder-Räder 20 des Fahrzeugs 1 ein, um die Lage der Räder 20 zu verstellen, um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ändern zu können. Die Lenkeinrichtung 10 weist in nicht dargestellter Weise mindestens einen innerhalb eines Zylinders angeordneten Kolben auf, der mit Hilfe einer Hydraulik flüssigkeit, in der ein variabler Druck erzeugt werden kann, innerhalb des Kolbens bewegt werden kann. Der Kolben ist mit einem Lenkgestänge gekoppelt, das auf die Räder 20 einwirkt. Bei einer Bewegung des Kolbens wird das Lenkgestänge bewegt und die Räder 20 ändern ihre Lage in bekannter Weise. Der Druck in der Hydraulikflüssigkeit kann beispielsweise mit Hilfe einer Zahnradpumpe erzeugt und mit Hilfe von einstellbaren Drosselventilen variiert werden. Eine derartige Lenkeinrichtung 10 wird überlicherweise als Servolenkung bezeichnet.As can be seen from FIGS. 2 and 3, the steering device 10 acts on the separately pivotable front wheels 20 of the vehicle 1 in order to adjust the position of the wheels 20 in order to be able to change the direction of travel of the vehicle 1 . The steering device 10 has, in a manner not shown, at least one piston arranged within a cylinder, which can be moved within the piston by means of a hydraulic fluid in which a variable pressure can be generated. The piston is coupled to a steering linkage that acts on the wheels 20 . When the piston moves, the steering linkage is moved and the wheels 20 change their position in a known manner. The pressure in the hydraulic fluid can be generated, for example, with the aid of a gear pump and can be varied with the aid of adjustable throttle valves. Such a steering device 10 is usually referred to as power steering.
Die Lenkeinrichtung 10 ist mit dem Digital/Analog-Wandler 32 verbunden, um von dem Wandler 32 ein Steuersignal zu empfangen, welches zur Verstellung der Lage der Räder 20 (in der zuvor beschriebenen Weise) verwendet wird. Die Lenkeinrichtung 10 wird mit Hilfe eines vom Sensor 8 abgegebenen Spursig nals unter Zwischenschaltung des Analog/Digital-Wandlers 30 des Computers 22 sowie des Digital/Analog-Wandlers 32 gesteuert und betätigt, um das Fahrzeug 1 automatisch entlang der Leitspur 4 zu lenken.The steering device 10 is connected to the digital / analog converter 32 in order to receive a control signal from the converter 32 which is used to adjust the position of the wheels 20 (in the manner described above). The steering device 10 is controlled and actuated with the aid of a Spursig nals emitted by the sensor 8 with the interposition of the analog / digital converter 30 of the computer 22 and the digital / analog converter 32 in order to automatically steer the vehicle 1 along the guide track 4 .
Vom Sensor 8 wird zur automatischen Lenkung des Fahrzeugs 1 ein Spursignal bereitgestellt, dessen Stärke vom Abstand zwischen dem Sensor 8 und der Leitspur 4 (vgl. Fig. 1 und 2) abhängt. Je größer der Abstand zwischen Sensor 8 und Leitspur 4, desto schwächer ist das vom Sensor 8 abgebene Spursignal. Zur Lenkung des Fahrzeugs 1 kommt es entscheidend auf den "seitlichen" Abstand zwischen Sensor 8 und Leitspur 4 an. Unter "seitlichem" Abstand soll hierbei eine Strecke quer zur Längserstreckung der Leitspur 4 verstanden werden.For automatic steering of vehicle 1, sensor 8 provides a track signal, the strength of which depends on the distance between sensor 8 and guide track 4 (see FIGS . 1 and 2). The greater the distance between sensor 8 and guide track 4 , the weaker the track signal emitted by sensor 8 . The "lateral" distance between the sensor 8 and the guide track 4 is crucial for steering the vehicle 1 . A “lateral” distance is to be understood here to mean a distance transverse to the longitudinal extent of the guide track 4 .
Das Spursignal wird in dem Analog/Digital-Wandler 30 digitalisiert und dem Computer 22 zugeführt. In dem Computer 22 wird das digitalisierte Signal mit Hilfe einer in der Speichereinrichtung 24 gespeicherten Programmierung (Software) verarbeitet, indem von dem vom Sensor 8 bereitgestellten Spursignal auf den tatsächlichen, seitlichen Abstand (in obigem Sinn) des Sensors 8 von der Leitspur 4 geschlossen wird. Von dem Computer 22 wird ein digitales Steuerungs-Signal bereitgestellt und an den Digital/Analog-Wandler 32 übertragen. Das übertragene Steuerungs-Signal wird von dem Wandler 32 in ein Analog-Signal umgewandelt und an die Lenkeinrichtung 10 übertragen.The track signal is digitized in the analog / digital converter 30 and fed to the computer 22 . In the computer 22, the digitized signal using a stored in the memory device 24 programming (software) is processed by being closed by the provided by the sensor 8 trace signal on the actual lateral distance (in the above sense) of the sensor 8 from the guide track 4 . A digital control signal is provided by the computer 22 and transmitted to the digital / analog converter 32 . The transmitted control signal is converted by the converter 32 into an analog signal and transmitted to the steering device 10 .
Von diesem übertragenen Signal wird die Lenkeinrichtung 10 derart betätigt, daß der tatsächliche, seitliche Abstand zwischen Sensor 8 und Leitspur 4 minimiert wird. Auf diese Weise kann das Fahrzeug entlang der Leitspur 4 geführt oder gelenkt werden.The steering device 10 is actuated by this transmitted signal such that the actual lateral distance between the sensor 8 and the guide track 4 is minimized. In this way, the vehicle can be guided or steered along the guide track 4 .
Der Sensor 8 spricht auf ein elektromagnetisches oder magnetisches Feld, das von der Leitspur 4 ausgeht, an. Im Ausführungsbeispiel ist die Leitspur 4 als elektrisches Kabel ausgebildet, das an eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Sobald ein Strom durch das Kabel fließt bildet sich um das Kabel ein elektromagnetisches Feld aus, welches von dem Sensor 8 detektiert werden kann. Wird der tatsächliche Abstand zwischen Sensor 8 und dem Kabel reduziert, so vergrößert sich das vom Sensor 8 abgegebene Spursignal. Das Kabel ist unmittelbar unter der Oberfläche der Fahrbahn 2 etwa mittig angeordnet.The sensor 8 responds to an electromagnetic or magnetic field emanating from the lead track 4 . In the exemplary embodiment, the guide track 4 is designed as an electrical cable which is connected to a voltage source. As soon as a current flows through the cable, an electromagnetic field forms around the cable, which can be detected by the sensor 8 . If the actual distance between sensor 8 and the cable is reduced, the track signal emitted by sensor 8 increases. The cable is arranged approximately centrally in the middle directly below the surface of the carriageway 2 .
Alternativ kann die Leitspur 4 ein magnetisch kodiertes Band aufweisen, welches anstelle des Kabels verwendet wird. Dieses Band kann ebenfalls unter der Oberfläche einer Fahrbahn 2 angeordnet sein. Das Band weist in Abständen magnetische Zonen auf, die von einem Magnetfeld umgeben sind, welches von dem Sensor 8 erfaßt werden kann, so daß dieser ein Spursignal bereitstellt und abgibt. Das Band kann alternativ an einer Verkehrsleitplanke befestigt sein. Ferner könnte die Leitspur aus zueinander beabstandeten Magneten gebildet sein, die im Bereich der Oberfläche der Fahrbahn 2 angeordnet sind und ebenfalls ein Magnetfeld erzeugen. Alternatively, the guide track 4 can have a magnetically coded tape which is used instead of the cable. This band can also be arranged under the surface of a roadway 2 . The tape has magnetic zones at intervals, which are surrounded by a magnetic field which can be detected by the sensor 8 , so that the latter provides and emits a track signal. The belt can alternatively be attached to a traffic guardrail. Furthermore, the guide track could be formed from magnets spaced apart from one another, which are arranged in the region of the surface of the roadway 2 and likewise generate a magnetic field.
Der Sensor 8 kann in nicht dargestellter Weise mit Hilfe eines Stabes im Vergleich zu der Darstellung gemäß Fig. 1 in einem geringeren vertikalen Abstand zu der Leitspur 4 angeordnet sein.The sensor 8 can be arranged in a manner not shown with the help of a rod in comparison to the illustration according to FIG. 1 at a smaller vertical distance from the guide track 4 .
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