DE2228659B2

DE2228659B2 - Elektrische Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2228659B2
Application number: DE2228659A
Authority: DE
Inventors: Richard 7418 Metzingen Haeussermann; Juergen Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Schick
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-06-13
Filing date: 1972-06-13
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DE2228659A1; CH555565A; FR2163179A5; IT988957B; ATA492773A; DE2228659C3; AT337055B

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuereinrichtung für die Steuerung von Fahrzeugen durch

is elektromagnetische Felder, die um wenigstens je einen entlang der Fahrstrecke des Fahrzeuges verlaufenden von Wechselströmen durchflossenen Leitdraht und Signaldraht aufgebaut sind, welche von einer Aufnehmerspule abgetastet werden, wobei die

ao Aufnehmerspule ein Gemisch verschiedener Fre quenzen gleichzeitig empfängt, das parallel einerseits von einem Selektiwerstärker für die Lenkregelung der Fahtzeuge und andererseits von einem selektiven Schaltverstärker für die Steuerung der Fahrzeuge aus

as Bewertet wird.

Bekannte Einrichtungen zur Übertragung von Si enalen arbeiten entweder mit Näherungsgebern oüer mit einer Signalübertragung über F unk. Die Verwendung von Näherungsgebern hat den Nachteil, daß man

so bei der Übertragung der Signale auf bestimmte Orte festgelegt ist. Die Signalübertragung über Funk ist verhältnismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand eine betriebssichere und

« exakte Signalübertragung zu ermöglichen. Insbesondere gilt es. eine vorteilhafte Signalübertragung fur fahrerlose Fahrzeuge zum halleninternen Materialtransport zu finden, bei der die Signalübertragung zwischen einer Zentrale mit einem Prozeßrechner und

dem Fahrzeug in beiden Richtungen störungsfrei verläuft, und zwar besonders dann, wenn eine größere Zahl von Fahrzeugen von einer Zentrale aus gesteuert wird. Die wichtigsten, durch die Signalübertragung /u bewältigenden Informationen sind die Adresse, die

Fahrtrichtung, die Geschwindigkeit, du Kupplungs stellung, der Zustand des Fahrmotors und die Scha! tung einer oder mehrerer Signallampen

Die gestellte Aufgabt, wird erfindungsgeimiß bei der obengenannten elektrischen Steuereinrichtung

dadurch gelöst, daß in einer Zentrale ein Taktgenera tor vorgesehen ist, der sowohl den Sender wie auch den Empfänger der Fahrzeuge und der Zentrale steu ert Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Taktfrequenz (/,) für die Fahrzeuge zusam-

men mit der Leitfrequenz (f_L ) für die Fahrzeuge über den Leitdraht zum Fahrzeug übertragen wird, während die Signalfrequenz (/_s) in den Signaldraht eingespeist wird.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen,

wenn sowohl die Zentrale wie auch das Fahrzeug mit je einer Signalverarbeitung und mit Serien-Parallelumsetzern zur Umwandlung von Serien- in Parallclsignale und umgekehrt versehen sind, und wenn die Signale zwischen der Zentrale und dem Fahrzeug als

binär codierte Datentelegramme seriell übermittelt werden.

Zur Vermeidung von Überschneidungen bei der Signalübertragung, insbesondere bei dicht aufeinander-

Hlgenden Abfragepunkten, ist es von Vorteil, wenn JIjIeS Fahrzeug mit einem Kennummern-Signal geändert angerufen wird und wenn die Fahrzeuge den jfnruf mit ihrem Kennummern-Signal quittieren und ptran anschließend gegebenenfalls eine Information ibermitieln. Zur Vermeidung von Störungen bei der «Signalübertragung hat es sich bewährt, wenn die Senfer und die Empfänger von Fahrzeug und Zentrale |n Wechselbetrieb arbeiten. Im Duplexbetrieb wären spyei Signalfrequenren auf dem Signaidraht notwendig iilnd damit auch zwei Filter. Die Einkopplung de«· Leit- |requenzen könnte Störungen verursachen. Insgesamt müßte ein beträchtlich größerer Aufwand betrieben j^erden, wodurch unter Umständen die Betriebssicherheit infolge zusätzlicher Fehlerquellen leiden VYÜrde.

¥; Die Verriegelung zwischen Sende- und Empfangsilbetrieb der Zentrale erfolgt zweckmäßigerweise durch |>ine auf den Signaldraht schaltbare Empfangsan- ;|opplung. Die Einkopplung der Sender für die Takiiind Leitfrequenz und für die Signalfrequenz sowie die Auskopplung des Empfängers für die Signalfrequenz iSrfolgt über je einen getrennten Übertrager. Als besonders vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, i^venn beim Senden der Auskopplungs-Übertrager des sjjEmpfängers der Zentrale durch einen von deren Sender für die Signalfrequenz gesteuerten Schalter über- ^brückbar ist. Im Einzelfall kann es vorteilhaft sein. !'Wenn der Sender und der Empfänger der Zentrale an ^mehrere parallele Leitfrequenz- oder Signalfrequenzschleifen ankoppelbar sind.

Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Darstellungen in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung der gesamten Steuereinrichtung,

Fig. - eine Darstellung der Steuereinrichtung im Fahrzeug,

Fig. 3 eine Darstellung der verschiedenen Signale und

Fig. 4 ein Schaltbild eines Empfängers
In Fig. 1 ist mit 10ein Fahrzeug bezeichnet, worin , eine Aufnehmerspule 11 und ein kammartiger Ft rrit- ; kern 12 einer Sendeantenne 13 angedeutet sind. Das Fahrzeug 10 bewegt sich entlang eines Leitdrah'es 14 und eines Signaldrahtes 15, welche parallel zueinander im Boden verlegt sind.

Im Zuge des Leitdrahtes 14 liegt die Primärwicklung 16 eines Übertragers 17. dessen Sekundärwicklung 18 an einen Sender 19 für die Leitfrequenz des Fahrzeuges angeschlossen ist. Mit dem Sender 19 i&t ein Taktgenerator 20 gekoppelt, welcher die Taktfrequenz für die Steuerung der Sender und der Empfänger sowohl der Fahrzeuge wie auch der Zentrale erzeugt und aus diesem Grund auch mit der Signalverarbeitung S der Zentrale verbunden ist. Über den Übertrager 17 wird also sowohl die Leitfrequenz/L wie auch die Taktfrequenz/_r in den Leitdraht 14 eingekoppelt.

Die Zentrale ist mit 21 bezeichnet. Sie enthält nehen der Signalverarbeitung S einen Parallel-Serien-Umsetzer 22 zur Umwandlung der von der Signalverarbeitung 5 ausgegebenen, binär codierten Signale in serielle Datentelegrammc, wekhe einem Sender 23 zugeführt werden. Die Einkopplung des Senders 23 für die Signalfrequenz in den Signaldraht 15 erfolgt mittels eines Übertragers 24, dessen Primärwicklung 25 mit dem Sender 23 verbunden ist und dessen Sekundärwicklung 26 im Zuge des Signaldrahtes 15 Hegt.

Die Zentrale 21 enthält weiterhin einen Serien-Parallel-Umsetzer 27, welcher die von einem Empfänger 28 der Zentrale 21 aufgenommenen seriellen Signale für die Einspeisung in die Signalverarbeitung S in parallele Signale umformt. Der Empfänger 28 der Zentrale ist über einen Übertrager 29 an den Signaldraht 15 angekoppelt; hierzu ist die Primär-

wicklung 30 des Übertragers 29 in den Signaldraht 15 eingeschaltet, während die Sekundärwicklung 31 mit dem Empfänger 28 der Zentrale verbunden ist. Der Primärwicklung 30 des Übertragers 29 ist ein Kondensator 32 parallel geschaltet, so daß diese beiden Teile einen Parallelschwingkreis bilden. Im Zuge des Signaldrahtes 15 liegt weiterhin ein Dämpfungswiderstand 33. Der Schwingkreis aus Primärwicklung 30 und Kondensator 32 und der Widerstand 33 sind durch einen Schalter 34 überbrückt, welcher vom

»ο Sender 23 gesteuert wird und beim Senden die Empfangsankopplung überbrückt. Hierdurch entsteht ein von der Zentrale gesteuerter Wechselbetrieb zwischen Senden und Empfangen, die Zentrale hat Vorrang. Im Duplexbetrieb wären zwei Signalfrequenzen auf

as dem Signaldrahi notwendig und somit auch zwei Filter. Hierdurch würde die Einkopplung der Leitfrequenzen zu hoch, weshalb man für Duplexbetrieb zwei Signalschleifen benötigen würde.

Fig. 2 zeigt die Ubertragungseinrichtungen des Fahrzeuges 10. Über dem Leitdraht 14 und dem Signaldraht 15 sind die Aufnehmerspule 11 und die Sendeantenne 13 zu erkennen. Als Aufnehmerspule ist die im Fahrzeug bereits vorhandene Referenzspule des Lenkreglers verwendet. Sie empfängt die getaktete Leitfrequenz /, und die Signalfrequenz /_s und gibt diese beiden Frequenzen infolge der selektiven Aiishildung zweier Verstärker 35 und 36 getrennt an die Signalverarbeitung S' des Fahrzeuges weiter. Der Verstärker 35 ist als selektiver Schaltverstärker ausgebildet, welcher nur die Signalfrequenz f_s verstärkt und über einen Serien-Parallel-Umsetzer 37 an die Signalverarbeitung S' gibt. Beim Verstärker 36 handelt es sich um einen Selektivverstärker, welcher die Lcitfrequen/ empfängt und verstärkt und dann über einen Geräteteil 38, worin die Taktfrequenz ausgekoppelt wird, an die Signalverarbeitung S' weitergibt. Zur Steuereinrichtung des Fahrzeuges gehört weiterhin ein Parallel-Serien-Umsetzer 39, weichet die von der Signalverarbeitung .S" erhaltenen, binär codierten

Signale in ein seriell zu übermittelndes Datentelegramm umformt und an einen Sender 40 für die vom Fahrzeug auszustrahlenden Signale gibt. Der Sender 40 ist mit der Sendeantenne 13 verbunden.

Fig. 3 zeigt die verschiedenen, binar codierten Informationen. In der oberen Reihe ist bei 41 der Takt dargestellt, die mittlere Reihe zeigt eine Signalfolge am Signalsender und in der unteren Reihe ist bei 43 ein Zustandsdiagramm des Sigmlempfängers dargestellt mit den beiden Stellungen 0 (aus) und 1 (ein).

Die Signalfolge 42 in F i g. 3 setzt sich zusammen aus einem Startsignal 44, einer darauffolgenden Signalfolge 45, welche die Kenn-Nummer des jeweils gesondert angerufenen Fahrzeuges enthält, einer gestrichelt dargestellten Folge von Befehlen und schließlich ei-

nem Stoppsignal 46. Das Fahrzeug quittiert den Anruf mit seinem Kennzeichen und anschließender Information. Der Sende- und Empfangsbetrieb zwischen der Zentrale und dem Fahrzeug erfolgt, wie weiter

oben bereits erläutert, im Wechselbetrieb, wobei die Zentrale Vorrang hat, da während des Sendebetriebes der Zentrale die Empfangsauskopplung in der Zentrale durch den Schalter 34 überbrückt ist. Die als serielle Datentelegramme übermittelten Kennzeichen und Informationen werden parallel umgesetzt und in der Signalverarbeitung S bzw. 5' auf Richtigkeit und Inhalt geprüft und verarbeitet. Der zentrale Taktgenerator 20 steuert die Sende- und Empfangseinrichtungen von Fahrzeug und Zentrale. Die Darstellung in Fig. 3 zeigt den Taktplan für die Zentrale 21 oder für ein Fahrzeug 10.

Fig. 4 zeigt den Aufbau des Empfängers 28, der im wesentlichen mit dem Aufbau des Empfängers 35 übereinstimmt; im Gegensatz zu dem Empfänger 36 haben die beiden Empfänger 28 und 35 Schaltcharakteristik.

Im Zuge des Signaldrahtes 15 liegt der Dämpfungswiderstand 33 und die Primärwicklung 30 des Übertragers 29, welche durch den Filter-Kondensator 32 überbrückt ist. Der Sekundärwicklung 31 des Übertragers 29 ist ein Filter-Kondensator 47 parallel- und ein Dämpfungswiderstand 48 sowie ein zweites Filter 49 nachgeschaltet. Das Filter 49besteht aus der Parallelschaltung einer Drossel 50 und eines Kondensators

An das Filter 49 schließt sich der eigentliche Verstärker an, welcher im wesentlichen aus einem Impedanzwandler 52, einem Selektiwerstärker 53, einer Gleichrichter-Verdopplerschaltung 54 und einem Schmitt-Trigger 55 mit Transistorausgang besteht

An das Filter 49 ist der Impedanzwandler 52 angeschlossen, welcher über einen Kondensator 56 an das Filter 49 angekoppelt ist. Der dem Filter 49 zugekehrte Anschluß des Kondensators 56 ist an den einen Verbindungspunkt der Drossel 50 und des Kondensators 51 angeschlossen, die andere Elektrode des Kondensators 56 liegt am Verbindungspunkt zweier Widerstände 57 und 58, welche einen Spannungsteiler zwischen einer positiven Leitung 59 und einer negativen, an Masse liegenden Leitung 60 bilden. Der Verbindungspunkt der beiden Spannungsteiler-Widerstände 57 und 58 ist ferner mit der Basis eines Transistors 61 verbunden, dessen Kollektor an der positiven Leitung 59 und dessen Emitter über ein Potentiometer 62 an der negativen Leitung 60 liegt.

An den Abgriff des Potentiometers 62 ist der Selektiwerstärker 53 über einen Kondensator 63 angekoppelt. Der Selektiwerstärker 53 enthält eine Spule 64 und einen dazu parallel hegenden Kondensator 65. Je ein Ende der Spule 64 und des Kondensators 65 sind mit der positiven Leitung 59 verbanden, die beiden anderen Enden der Spule 64 und des Kondensators 65 sind über einen Widerstand 66 mit dem Kollektor eines Transistors 67 verbunden, dessen Emitter aber einen Widerstand 68 and einen hierzu parallel -geschalteten Kondensator 69 an die negative Leitung 60 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 67 ist an den Verbindungspunkt zweier Widerstände 70 and 71 angeschlossen, welche einen weiteren Spannungstener zwischen der positiven Leitung 59 und der negativen Leitung 60 bitten. Der Verbindungspunkt zwi- schen den beiden Widerständen 70 und 71 ist mit dem von dem Potentiometer 62 abgekehrten Belag des Ankopplungskondensators 63 verbunden. Am Ausgang des Selektivverstärkers 53 liegt noch eine Verstärkerstiife, welche über einen Kondensator 72 an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 66 und der Spule 64 bzw. dem Kondensator 65 angekoppelt ist. Der Verstärker enthält einen Spannungsteiler mit zwei Widerständen 73 und 74, deren Verbindungspunkt einerseits an den vom Widerstand 6iS ab gekehrten Belag des Kondensators 72 und andererseits an die Basis eines Transistors 75 angeschlossen ist; der Kollektor des Transistors 75 liegt an der positiven Leitung 59, sein Emitter ist über einen Vorwiderstand 76 an die negative Leitung 60 angeschlossen. An den Selektivverstärker 53 schließt sich eine Gleichrichter-Veidopplerschaltung54 an. Sie enthält zwei Kondensatoren 77 und 78 sowie zwei Dioden 79 und 80. Die eine Elektrode des Kondensators 77 ao liegt an dem Emitter des Transistors 75, die andere Elektrode dieses Kondensators 77 an der Kathode der Diode 79. deren Anode mit der negativen Leitung 60 verbunden ist. Die Anode der Diode 80 ist an den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 77 und as der Diode 79 angeschlossen, ihre Kathode ist mit dem einen Belag des Kondensators 78 verhunden, dessen anderer Belag an der negativen Leitung 60 liegt.

Mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 78 und der Diode 80 ist weiterhin das eine Ende eines Serien-Schutzwiderstandes 81 verbunden, dessen anderes Ende über einen Ableit-Widei stand 82 an der negativen Leitung 60 liegt. Die beiden Widerstände 81 und 82 bilden also die Ankopplung der Gleichrichter-Verdopplerschaltung 54 an den zu\or bereits genannten Schmitt-Trigger 55.

Am Eingang des Schmitt-Triggers 55 ist die Basis eines Transistors 83 an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände 81 und 82 angeschlossen, der Kollektor des Transistors 83 liegt über einen Widcrstand 84 an der positiven Leitung 59. Vom Kollektor des Transistors 83 führt die Parallelschaltung eines Kondensators 85 und eines Widerstandes 86 zur Basis . eines Transistors 87, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 83 gekoppelt und über einen Widerstand 88 an die negative Leitung 60 angeschlossen ist. Zwischen der Basis des Transistors 87 und der negativen Leitung 60 liegt ein Widerstand 89. zwischen dem Kollektor des Transistors 87 und der positiven Leitung 59 liegt ein Widerstand 95. so An dem Ausgang des Schmitt-Trigge« s 55, weichet den Ausgang des selektiven Empfängers bildet, liegi eine Transistorschaltstufe. Beim dargestellten Aus führungsbeispiel ist an den Kollektor des Transistor 87 das eine Ende eines Widerstandes 90 angeschios sen, dessen anderes Ende einerseits mit der Basis eine: Transistors 91 und andererseits mit einem Widerstam 92 verbanden ist, dessen von der Basis des Transistor 91 abgekehltes Ende mit der negativen Leitung 61 verbunden ist. Als Last ist am Kollektor des Transi So stors 91 eine Glühlampe 93 dargestellt. Der Kollekte des Transistors 91 ist weiterhin über einen Widerstand 94 mit der negativen Leitung 60 verbunden.

Hierza 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Steuereinrichtung für die Steuerung von Fahrzeugen durch elektromagnetische Felder, die um wenigstens je einen, entlang der Fahrstrecke des Fahrzeuges verlaufenden, von Wechselströmen durchflossenen Leitdraht und Signaldraht aufgebaut sind, welche von einer Aufnehinerspule abgetastet werden, wobei die Aufnehmerspule ein Gemisch verschiedener Frequenzen gleichzeitig empfängt, das parallel einerseits von einem Selektiwerstärker für die Lenkregelung der Fahrzeuge und andererseits von einem selektiven Schaltverstärker für die Steuerung der Fahrzeuge ausgewertet *ird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zentrale (21) ein Taktgenerator (20) vorgesehen ist, der sowohl den Sender (23,40) wie auch den Empfänger (28, 35) der Fahrzeuge (10) und der Zentrale (21) steuert.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz (f_T) für die Fahrzeuge iiO) zusammen mit der Leitfrequenz (/,) für die Fahrzeuge (10) über den Leitdraht (14) zum Fahrzeug (10) übertragen wird, während die Signalfrcqucnz (/_s) in den Signaldraht (15) eingespeist wird.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Zentrale (21) wie auch das Fahrzeug (10) mit je einer Signalverarbeitung (S, S) und nr.it Serien-Parallel-Umsetzern (22,27; 37. 39) zur Umwandlung von Serien- in Parallelsignale und umgekehrt versehen sind, und daß die Signale zwischen der Zentrale (21) und dem Fahrzeug( 10) als binar codierte Datentelegramme seriell übermittelt werden.

4. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fahrzeug (10) mit einem Kennummern-Signal (45) gesondert angerufen wird.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge (10) den Anruf mit ihrem Kennummern-Signal (45) und gegebenenfalls mit einer daran anschließenden Information quittieren.

6. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (23, 40) und die Empfänger (28. 35) von Fahrzeug (10) und Zentrale (21) im Wechselbetrieb arbeiten.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung zwischen Sende- und Empfangsbetrieb der Zentrale (21) durch eine auf den Signaldraht (15) schaltbare Empfangsankopplung (29,30,31; 32; 33; 34) erfolgt.

S. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auskopplungs-Übertrager (29) des Empfängers (28) der Zentrale (21) durch einen von deren Sender (23) für die Signalfrequenz gesteuerten Schalter (34) überbrückbar ist.

9. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (23) und der Empfänger (28) der Zentrale (21) an mehrere parallele Signalfrequenzschleifen ankoppelbar sind.

10 Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkopplung der SeDder (19, 23) fur die Takt- und Leitfrequenz und für die Signalfrequenz sowie die Auskopplung des Empfängers (28) für die Signalfrequenz über je einen getrennten Übertrager (17, 24, 29) erfolgt.