DE2228659C3

DE2228659C3 - Elektrische Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2228659C3
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: 1975-10-16
Also published as: IT988957B; ATA492773A; DE2228659B2; AT337055B; FR2163179A5; DE2228659A1; CH555565A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuerein-

' richtung für die Steuerung von Fahrzeugen durch

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

Aufnehmerspule ein Gemisch verschiedener Frequenzen gleichzeitig empfängt, das parallel einerseits von einem Selektivverstärker für die Lenkregelung der Fahrzeuge und andererseits von einem selektiven Schaltverstärker für die Steuerung der Fahrzeuge ausgewertet wird.

Bekannte Einrichtungen zur Übertragung von Signalen arbeiten entweder mit Näherungsgebern oder mit einer Signalübertragung über Funk. Die Verwendung von Näherungsgebern hat den Nachteil, daß man

3c 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 für fahl erlose 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 zu bewältigenden Informationen sind die Adresse, die

Fahrtrichtung, die Geschwindigkeit, die Kupplungsstellung, der Zustand des Fahrmotors und die Schaltung einer oder mehrerer Signallampen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der obengenannten elektrischen Steuereinrichtung dadurch gelöst, daß in einer Zentrale ein Taktgenerator vorgesehen ist, der sowohl den Sender wie auch den Empfänger der Fahrzeuge und der Zentrale steuert. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Taktfrequenz (f_T) für die Fahrzeuge zusammen mit der Leitfrequenz (/,) für die Fahrzeuge über den Leitdraht zum Fahrzeug übertragen wird, während die Signalfrequenz (f_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 Parallelsignale 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-

folgenden Abfragepunkten, ist es von Vorteil, wenn jedes Fahrzeug mit einem Kennummern-Signal gesondert angerufen wird und wenn die Fahrzeuge den Anruf mit ihrem Kennummern-Signal quittieren und daran anschließend gegebenenfalls eine Information übermitteln. Zur Vermeidung von Störungen bei der Signalübertragung hat es sich bewährt, wenn die Sender und die Empfänger von Fahrzeug und Zentrale im Wechselbetrieb arbeiten. Im Duplexbetrieb wären zwei Signalfrequenzen auf dem Signaldraht notwendig und damit auch zwei Filter. Die Einkopplung der Leitfrequenzen könnte Störungen verursachen. Insgesamt müßte ein beträchtlich größerer Aufwand betrieben werden, wodurch unter Umständen die Betriebssicherheit infolge zusätzlicher Fehlerquellen leiden würde.

Die Verriegelung zwischen Sen^.e- und Empfangsbetrieb der Zentrale erfolgt zweckmäßigerweise durch eine auf den Signaldraht schaltbare Empfangsankopplung. Die Einkopplung der Sender für die Takt- und Leitfrequenz und für die Signalfrequenz sowie die Auskopplung des Empfängers für die Signalfrequenz erfolgt über je einen getrennten Übertrager. Als besonders vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn beim Senden der Auskopplungs-Übertrager des Empfängers der Zentrale durch einen von deren Sender für die Signalfrequenz gesteuerten Schalter überbrückbar 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. 2 eine Darstellung der Steuereinrichtung im Fahrzeug.

Fig. 3 eine Darstellung der verschiedenen Signale und

Fig. 4 ein Schaltbild eines Empfängers.

In F i g. 1 ist mit 10 ein Fahrzeug bezeichnet, worin eine Aufnehmerspule 11 und ein kammartiger Ferritkern 12 einer Sendeantenne 13 angedeutet sind. Das Fahrzeug 10 bewegt sich entlang eines Leitdrahtes 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 ist 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 f_L wie auch die Taktfrequenz /₇ in den Leitdraht 14 eingekoppelt.

Die Zentrale ist mit 21 bezeichnet. Sie enthält neben der Signalverarbeitung S einen Parallel-Serien-Umsctzer 22 zur Umwandlung der von der Signalverarbeitung S ausgegebenen, binär codierten Signale in serielle Datentelegramme, welche 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 liegt.

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. Dei 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 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

dem Signaldraht 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 Signakiraht 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 ge-

taktete Leitfrequenz f_L und die Signalfrequenz f_s und gibt diese beiden Frequenzen infolge der selektiven Ausbildung 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 Leitfrequenz 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, welcher 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, binär codierten In-

formationen. 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 Signalcmpfängers dargestellt mit den beiden Stellungen 0 (aus) und 1 (ein).

Die Signalfolge 42 in Fig. 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 erfo'.gt, 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 Richtigkeil und Inhalt geprüft und verarbeitet. Der zentrale Taktgenerator 20 steuert die Sende- und Empfangseinrichtungen von Fahrzeug und Zentrale. Die Darstellung in F i g. 3 zeigt den Taktplan für die Zentrale 21 oder für ein Fahrzeug 10.

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

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 49 besteht aus der Parallelschaltung einer Drossel 50 und eines Kondensators 51

An das Filter 49 schließt sich der eigentliche Verstärker an. welcher im wesentlichen aus einem Impedanzwandler 52, einem Selektivvcrstärker 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 Selektivverstärker 53 enthält eine Spule 64 und einen dazu parallel liegenden Kondensator 65. Je ein Ende der Spule 64 und des Kondensators 65 sind mit der positiven Leitung 59 verbunden, 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 über einen Widerstand 68 und einen hierzu parallelgeschalteten Kondensator 69 an die negative Leitung 60 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 67 ist an den Verbindungspunkt zweier Widerstände 70 und 7i angeschlossen, welche einen weiteren Spannungsteiler zwischen der positiven Leitung 59 und der negativen Leitung 60 bilden. Der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen 70 und 71 ist mit dem von dem Potentiometer 62 abgekehrten Belag des Anki.pplungskondensators 63 verbunden. Am Ausgang des Selektivverstärkers 53 liegt noch eine Ver-.stärkerstufe, weiche 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 66 abgekehrten 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-Verdopplerschaltung 54 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 der Diode 79 angeschlossen, ihre Kathode ist mit dem einen Belag des Kondensators 78 verbunden, dc-sen 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-Widerstand 82 an der negativen Leitung 60 liegt. Die beiden Widerstände 81 und 82 bilden also die Ankopplung der Gleichrichter-Verdopplerschaltung 54 an den zuvor bereits genannten Schmitt-Trigger 55.

Am Eingang des Schmitt-Triggers 55 ist die Basi:- eines Transistors 83 an den Verbindiingspunkt der beiden Widerstände 81 und 82 angeschlossen, der Kollektor des Transistors 83 liegt über einen Widerstand 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 angeschlosser ist. Zwischen der Basis des Transistors 87 und dei negativen Leitung 60 liegt ein Widerstand 89. zwischen dem Kollektor des Transistors 87 und der positiven Leitung 59 liegt ein Widerstand 95.

An dem Ausgang des Schmitt-Triggers 55, welchei den Ausgang des selektiven Empfängers bildet, liegi eine Transistorschaltstufe. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist an den Kollektor des Transistor; 87 das eine Ende eines Widerstandes 90 angeschlos

sen, dessen anderes Ende einerseits mit der Basis eine! Transistors 91 und andererseits mit einem Widerstanc 92 verbunden ist, dessen von der Basis des Transistor; 91 abgekehrtes Ende mit der negativen Leitung 6( verbunden ist. Ais Last ist am Kollektor des Transi stors 91 eine Glühlampe 93 dargestellt. Der Kollektoi des Transistors 91 ist weiterhin über einen Widerstanc 94 mit der negativen Leitung 60 verbunden.

Hierzu 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 Aufnehmerspule abgetastet werden, wobei die Aufnehmerspule ein Gemisch verschiedener Frequenzen gleichzeitig empfängt, das parallel einerseits von einem Selektiivverstärker für die Lenkregelung der Fahrzeuge und andererseits von einem selektiven Schaltverstärker für die Steuerung der Fahrzeuge ausgewertet wird, 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 (10) zusammen mit der Leitfrequenz (f_L) für die Fahrzeuge (10) über den Leitdraht (14) zum Fahrzeug (10) übertragen wird, während die Signalfrequenz (f_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 mit 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 binär codierte Datentelegramme seriell übermittelt werden.

4. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fahrzeug (10) mit einem Kennummern-Signa! (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.

8. 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.

¹K 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 Sender (19, 23) für 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.