DE2618610A1 - Verfahren und vorrichtung zum fahren eines fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum fahren eines fahrzeugsInfo
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Description
Patentanwälte 9 R 1 R 6 1 O
Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-InQ.
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
Ernsbergarstrasse 19
8 München 60
sociETE MTE ^ 7. April 1976
31-32, Quai National
92806 Puteaux / Frankreich
92806 Puteaux / Frankreich
Verfahren und Vorrichtung zum Fahren eines Fahrzeugs·
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fahren eines Fahrzeugs, welches mehimals hintereinander
die gleiche Bahn durchfahren soll, gegebenenfalls mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Sie betrifft die Fahrzeuge,
deren Bahn entweder durch mechanische Führungen (ζ·Β. Schienen) oder durch elektrische oder funktechnische Führungen oder Marken
(sich längs der Bahn erstreckende eingegrabene oder eingetauchte elektrische Kabel, Baken usw.) bestimmt ist.
Bekanntlich wird der Fahrer eines Kraftfahrzeugs, welcher mehrmals hintereinander auf der gleichen Straße fährt,
mit dieser vertraut und registriert allmählich die Störungen oder Unregelmäßigkeiten des Weges, welche seine Bahn, seine Geschwindigkeit
usw. verändern können. Er erwirbt die Kenntnis der Straße, welche ihm gestattet, zweckmässiger, zügiger, wirtschaftlicher
und/oder schneller zu fahren. Das Fahren ist umso besser, je besser man die Straße kennt. Mehimals auf dem gleichen
Weg zu fahren wird dann praktisch mechanisch· Ferner ist
zu bemerken, daß das Fahren umso besser wird, je weiter der Fahrer vor sich sehen kann, d.h» je länger im voraus er die Störungen
wahrnimmt, welche er antreffen wird·
Dagegen wird z.B. ein Zug, welcher stets die gleich*
Bahn durchfährt, jedes Mal so gefahren, als ob er die Bahn zum ersten Mal durchfahren würde. Dies hat zur Folge, daß der Zug,
obwohl er viel zuverlässiger und sicherer als ein Kraftfahrzeug
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ist, verhältnismäßig geringere Leistungen als dieses besitzt·
Die Erfindung bezweckt, diesem Nachteil abzuhelfen.
Hierfür ist erfindungsgemäß das Verfahren zum
Fahren eines Fahrzeugs, welches mehrmals hintereinander den gleichen Weg durchfahren soll, und bei welchem wenigstens gewisse
Organe des Fahrzeugs gemäß im voraus aufgezeichneten Informationen
betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Informationen die auf diese Organe oder von diesen Organen entsprechend
der Stellung des Fahrzeugs längs des Weges auszuübenden Betätigungen betreffen, und daß unter Ausgang von diesen Informationen
diese Organe entsprechend der tatsächlichen Stellung des Fahrzeugs, welche unter Berücksichtigung der tatsächlichen
Geschwindigkeit desselben und der Ansprechzeit dieser Organe berichtigt ist, betätigt werden.
Es ist so möglich, die Betätigung der Organe des Fahrzeugs im voraus so zu beginnen, daß die Wirkung derselben
im richtigen Augenblick und in der günstigsten Weise erfolgt, wenn sich das Fahrzeug an der entsprechenden Stelle befindet.
Dank dem Inhalt der im voraus aufgezeichneten Informationen erfolgt
dann das Fahren des Fahrzeugs gemäß einer erworbenen Gewohnheit, während man durch Ausnutzung dieser Informationen dieses
Fahren vorwegnehmen kann»
Die aufgezeichneten Informationen können von einer Aufzeichnung herrühren, welche entweder während einer ersten
Fahrt bei normalem Betrieb oder im Laboratorium unter Berücksichtigung der vermerkten Besonderheiten des Weges gemacht wurde.
Die gesteuerten Organe können natürlich verschiedener
Art sein. Es kann sieh z.B. um Arbeitszylinder, Motoren, Ventile usw. handeln, welche die Einstellung der Radachaen, die
Schräglage des Wagenkastens, die Zusammendrückung der Abfederung usw. steuern können.
Es ist eo möglich, das Fahren und/oder den Komfort
des Fahrzeugs auf die beste Weise herzustellen, indem man diesen Organen die günstigsten Zustände und/oder Stellungen gibt, welche
sie an jeder Stelle der Bahn einnehmen sollen.
Die Amplitude und die Sehnelli^reit der Steuerung
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gewisser Organ· kann zweckmässig entsprechend der tatsächlichen
Geschwindigkeit des Fahrzeugs verwirklicht werden, us iet z.B.
zweckmässig, daß die Schrägstellung des Wagenkastens in einer Kurve zur Berücksichtigung der !fliehkraft entsprechend der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs erfolgt.
Dank dem erfindungsgemäßen Verfahren wissen
so die Organe des Fahrzeugs» was sie auf dem Weg tun müssen. Es ist ferner zweckmässig, ihnen in Form einer Vorschrift das Ergebnis
anzugehen, welches sie an jeder Stelle der Bahn erreichen müssen. Diese Vorschrift kann feststehend sein, gemäß einem
weiteren Merkmal des Verfahrens betreffen jedoch diese im voraus aufgezeichneten Informationen außer auf die Organe auszuübenden
Wirkungen die Ergebnisse, welche diese entsprechend der Stellung des Fahrzeugs länge des Weges erreichen sollen.
Das Fahrzeug weiß so nicht nur, was es entsprechend dem, was ihm bevorsteht, tun soll, sondern es werden
auch Abweichungen seiner Steuerung verhindert. Bs kanu daher
vollständig automatisch gefahren werden.
Eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann außerdem gekennzeichnet sein durch einen
Speicher, welcher die die auf wenigstens ein Organ entsprechend der Stellung des Fahrzeugs längs des Weges auszuübenden
Wirkungen betreffenden Informationen enthält, erste Mittel zur Lieferung der tatsächlichen Stellung des Fahrzeuge, zweite Mittel
zur Lieferung der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, dritte Mittel zur Lieferung von die Ansprechzeit des zu
steuernden Organs betreffenden Angaben, ein Rechengerät, welches die Ausgangssignale dieser drei Mittel empfängt und eine
vorweggenommene Stellung des Fahrzeugs liefert, eine Vorrichtung zur Ablesung des Speichers an dieser vorweggenommenen Stellung,
und eine Vorrichtung zur Betätigung des Organe, welche die dieser vorweggenommenen Stellung enteprechend· Ausgangsgröße des
Speichers empfängt.
Diese Vorrichtung kann ein zweites Rechengerät
enthalten, welches das Ausgangssignal der zweiten Mittel empfängt und der Betätigungsvorrichtung ein Befehliignal aur Betätigung
de« Organs entsprechend der Art dieser Betätigung liefert·
Zwischen der Betätigungevorrichtung und dem ge-
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steuerten Organ ist eine Summiervorrichtung angeordnet, deren
einer Eingang das Ausgangssignal der Betätigungsvorrichtung und
deren anderer Eingang das Ausgangesignal einer zweiten, in eine Steuersohle ife des Arbeitens des Organs eingebauten Betätigungsvorrichtung empfängt. Das dieser Schleife gelieferte Befehlssignal rührt vorzugsweise von einem zweiten Speicher her, in
welchem im voraus Informationen aufgezeichnet sind, welche die
von diesem Organ zu erreichenden Ergebnisse entsprechend der Stellung des Fahrzeugs längs des Weges betreffen.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Pig. 1 bis 3 zeigen Blockschaltbilder von drei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungegemäße, schematised in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist in ein Fahrzeug eingebaut, welches nicht
dargestellt let und stets die gleiche Bahn durchführt. Sie enthält ein Rechengerät 1, welches gleichzeitig von einer Stellungesonde 2, einer Geschwind!gkeitseonde 3 und einem Anzeiger der
Ansprechzeit 4 herrührende Signale empfängt. Die Sonde 2 gibt die tatsächliche Augenblicksstellung des Fahrzeugs an, z.B. seine Abszisse χ längs der Bahn des Fahrzeugs· Die Sonde 3 liefert
die tatsächliche Augeriblicksgeschwindigkeit V des Fahrzeugs. Es
ist zu bemerken, daß die Geschwindigkeit V unter Ausgang von χ
mittels eines Differenziergeräts 5 berechnet werden könnte. Schließlich liefert der Anzeiger 4 eine Zeit Ϊ, welche bis auf
die Einstellungen der Ansprechzeit der Steuerkette eines zu betätigenden Organs 6 entspricht.
der Formel
χ« β x + V.T
d.h. x1 eilt gegenüber χ um di· Größe V.T vor.
Das Rechengerät 1 schickt sein Signal x1 auf einen
Speicher 7, welcher eine Tabelle der durch da« Organ 6 entsprechend den Abszissen χ auszuübenden Wirkungen enthält, und der
Speicher 7 liefert einer Betätigungevorrichtung 8 die der Abszisse χ entsprechende Betätigung. Di· Betätigungsvorrichtung 8
betätigt dann dae Organ 6.
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empfängt das Organ 6 den Befehl, welcher ausgeführt werden muß, wenn sich das Fahrzeug an ac1 befindet. Die Steuerung des Organs
wird also um die Strecke V.T oder, wenn die Geschwindigkeit V zwischen χ und x1 konstant bleibt, um die Zeit T vorweggenommen.
Falls das Organ 6 in Abhängigkeit von der Augenblicksgeschwindigkeit V des Fahrzeugs betätigt werden soll, enthält
die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem (eiehe Pig· 2) ein Rechengerät
9t welches das Signal V der Sonde 3 empfängt und der
Betätigungsvorrichtung 8 ζ·Β. ein Signal TT" liefert, un das Organ
6 entsprechend einer Potenz von V zu betätigen· Der Koeffizient k kann Werte annehmen, welche von der von dem Organ 6 ausgeübten
Wirkung entsprechen, «enn das Organ 6 x.B. die Schrägstellung
des Wagenkastens steuert, um die einseitige Überhöhung des Gleises und die Fliehkraft in den Kurven zu berücksichtigen,
kann der Koeffizient k den Wert 2 annehmen.
Die in Fig« 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen eignen
sich für Wirkungen, welche entgegen der Wirkung von elastischen Mitteln oder auch bis zu einem festen Anschlag usw. vorgenommen
werden. Die Amplitude der ausgeübten Wirkungen wird dann durch ein außerhalb der Vorrichtungen befindliches Element bestimmt.
Fig· 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher die Amplitude der Wirkung des Organs 6 gesteuert werden
kann. Hierfür enthält die Vorrichtung, welche die oben beschriebenen Elemente 1,2, 3, 4, 6, 7, 8 und 9 aufweist, außerdem eine
Summiervorrichtung 10, deren einer Eingang mit dem Ausgang der Betätigungsvorrichtung 8 und deren Ausgang mit dem Steuereingang
des Organs 6 verbunden ist· Diese· ist außerdem in einer Steuerschleife
angeordnet, welche einen Komparator 11 und eine zweite Betätigungsvorrichtung 12 enthält. Der Komparator 11 empfängt
einerseits das Ausgangssignal des Organs 6 und anderereeitβ ein
Befehlssignal, welches entweder von einer festen Befehlsvorrichtung
13 oder vorzugsweise von einer Vorrichtung 14 zur Lieferung von im voraus aufgezeichneten Befehlen kommt· Das Ausgangssignal
des Komparators 11 speist die Betätigungsvorrichtung 12, deren Ausgang mit dem anderen Eingang der Sumaiervorrichtung
10 verbunden ist.
Die Vorrichtung 14 zur Lieferung von im voraus aufge-
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zeichneten Befehlen wird durch einen Speicher gebildet, welcher
Jedem Wert von χ einen charakteristischen Wert des Ergebnisses der Wirkung des Organs 6 entsprechen lässt. Dies· Informationen,
sowie übrigens die des Speichere 7» können von einer Aufzeichnung
herrühren, welche bei einem früheren Durchfahren des gleichen Weges hergestellt wurde* Die Speicher 7 und 14 können natürlich durch ein und denselben Speicher oder durch Teile ein
und desselben Speichers gebildet werden. Der Speicher 14- wird entsprechend der von der Stellungssonde 2 gemachten Angabe χ abgelesen
und liefert an seines Ausgang das Ergebnis der entsprechenden Betätigung·
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Claims (1)
- - 7 -PAIBJi TAW SPRUCHEiy Verfahren zum Fahren eines Fahrzeuge, welches mehrmals hintereinander den gleichen Weg durchfahren soll, bei welchem wenigstens gewisse Organe des Fahrzeuge entsprechend im voraus aufgezeichneten Informationen betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Informationen die auf diese Organ« oder von diesen Organen entsprechend der Stellung des Fahrzeugs längs des Weges vorzunehmenden Wirkungen betreffen, und daß unter Ausgang von diesen Informationen dies· Organe entsprechend der tatsächlichen Stellung des Fahrzeugs betätigt werden, welche unter Berücksichtigung der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Ansprechzeit dieser Organe berichtigt ist.2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude und die Schnelligkeit 4er Betätigung wenigstens gewisser Organe eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist·3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tätigkeit dieser Organe gesteuert wird·M-. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die im voraus aufgezeichneten Informationen außer den auf die Organe auszuübenden Betätigungen die Ergebnisse betreffen, welche diese entsprechend der Stellung des Fahrzeugs längs des Weges ergeben sollen·5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen während einer früheren Fahrt aufgezeichnet wurden.6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen im Laboratorium aufgezeichnet werden.7· Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Speicher (7), welcher die die auf wenigstens ein Organ (6) entsprechend der Stellung des Fahrzeugs längs des Weges auszuübenden Betätigungen betreffenden Informationen enthält, erste Mittel (2) zur Lieferung der tatsächlichen Stellung des Fahrzeuge, zweite Mittel (3) zur Lieferung der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fshreeugs, dritte Mittel (4) zur Lieferung der die Ansprechzeit des zu betätigen-60 9 84-6/09 1 2den Organs (6) betreffenden Angaben, ein Rechengerät (1), welches die Ausgangssignale dieser drei Mittel empfängt und eine vorweggenommene Stellung des Fahrzeugs liefert, eine Vorrichtung zur Ablesung dee Speichers (7) an dieser vorweggenommenen Stellung, und eine Vorrichtung (8) zur Betätigung des Organe (6), welche die dieser vorweggenommenen Stellung entsprechende Ausgangsgröße des Speichers (7) empfängt.8. Vorrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch ein zweites Rechengerät (9), welches das Ausgangssignal der zweiten Mittel (5) empfängt und der Betätigungsvorrichtung (8) ein Befehlssignal zur Betätigung dee Organe (6) entsprechend der Art der betreffenden Wirkung liefert.9. Vorrichtung nach Anspruch 7· dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Betätigungsvorrichtung (8) und dem gesteuerten Organ (6) ein· Summiervorrichtang (10) angeordnet ist, deren einer Eingang das Ausgangesigaal der Betätigungsvorrichtung und deren anderer Eingang das Auegangesignal einer zweiten Betätigungsvorrichtung (12) empfängt, welche in eine Steuerschleife zur Steuerung dee Arbeitene d#e Organs eingeschaltet ist.10. Vorrichtung nach Anspruch 91 dadurch gekennzeichnet, daß das der St euer schleife gelieferte Befehlssignal von einem zweiten Speicher (14) kommt, in welchem im voraus Informationen aufgezeichnet sind, welch· die von diesem Organ (6) entsprechend der Stellung des Fahrzeugs auf seinem Weg zu erreichenden Ergebnisse betreffen.609846/0912Leerseite
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