DE3022324C2 - Steuereinrichtung für ein gleisloses Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein gleisloses Fahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Aus der DE-OS 23 44 293 ist eine Steuereinrichtung bzw. eine Anordnung zum Spurführen von gleislosen Fahrzeugen mittels eines elektromagnetischen Feldes bekannt, das um einen entlang des Fahrweges verlegten Leitdraht aufgebaut und durch einen Sollwertgeber abgetastet wird. Mit der Lenkung des Fahrzeugs ist ein Istwertgeber gekoppelt. Die Regelabweichung zwischen den Werten des Sollwertgebers und des Istwertgebers wird als Steuersignal einer Lenk-Stellvorrichtung eingegeben. Um plötzliche größere Lenkeinschläge zu vermeiden, ist eine Begrenzungsstufe vorgesehen, die in Anpassung an die Fahrgeschwindigkeit übermäßig große Sollwertsignale begrenzt,

Es wurde bereits eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art für Portalkrane entwickelt, die zur Handhabung von Frachtgut, insbesondere zum Heben und Umsetzen von Containern in Terminals dienen. Gemäß Fig. I besteht ein derartiger Portalkran aus einer auf zwei Trägern 1 querbeweglichen Laufkatze 2 und einem vertikal beweglichen Greifer 3, der an der Laufkatze 2 aufgehängt ist und einen Container 4 ergreifen und freigeben kann. An den unteren Enden der vier Stützen des Portalkrans sind Räder 5 bis 8 mit Gummireifen mon

tiert, deren Anordnung in F i g. 2 dargestellt ist.

Das Rad 5 wird von einem Motor 9 und das Rad 8 von einem anderen Motor 10 angetrieben. Die übrigen Räder 6 und 7 sind ohne Verbindung zu Antriebsmotoren und laufen frei.

Der Portalkran fährt auf einer geraden Bahn, wenn beide Motoren 9 und 10 synchron laufen. Die Fahrtrichtung des Portalkrans kann durch Abschalten oder durch Verändern der Drehzahl eines der beiden Motoren 9

to oder 10 nach links oder rechts geändert werden. Der Portalkran kann auf diese Weise in jede gewünschte Richtung gelenkt werden.

in der Praxis ist es durch die unterschiedlichen Durchmesser der gummibereiften Räder 5 bis 8, die verschiedenen Fahrwiderstände und die Belastungen sowie durch unterschiedliche Betriebskennwerte der beiden Motoren 9, 10 schwierig, den Kran auf einer geraden Bahn zu halten, selbst wenn die beiden Motoren 9 und 10 synchron laufen. Diese Tendenz verstärkt sich mit höherer Geschwindigkeit des Krans. Ferner muß ein Kranführer, der in einer an der Laufkatze 2 angebrachten Führerkanzel 11 sitzt, neben der Fahrt des Krans auch die Querbewegung der Laufkatze 2 und die vertikale Bewegung des Greifers 3 kontrollie-en, so daß er hohen physischen und geistigen Belastungen ausgesetzt ist. Für einen zuverlässigen Betrieb des Krans war deshalb ein geschickter Kranführer notwendig.

In dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 53-39 007 vom 21.9. 1978 ist eine Steuereinrichtung angegeben.

mit der ein Kran der oben beschriebenen Art automatisch auf einer geraden Bahn bewegt werden kann. Bei dieser Steuereinrichtung nach Fig.3 sind die beiden Antriebsmotoren 9 und 10 mit einem gemeinsamen Generator 12 verbunden. Der einer der Feldwicklungen 13 oder 14 des jeweiligen Motors 9 oder 10 zugcfünrte Strom wird durch Kurzschluß eines Teils des zugehörigen Feldwiderstandes 13a oder 14a Wöer einen Rclaiskontakt 33a oder 34a verändert, wodurch die gewünschte automatische Lenk-Steuerung bewirkt wird. Um eine

to Steuerung der Geschwindigkeit zu erreichen, wird ein Spannungssignal von einer Kontrollschaltung 15 auf eine Steuereinheit 16 gegeben, deren Ausgangssignal einem Thyristor 17 zugeführt wird, um den Fcldslrom des Generators 12 zu variieren, so daß die Ausgangsspannung des Generators 12 stufenlos geändert werden kann und sich dadurch die Drehzahl der beiden Motoren 9 und 10 verstellt. Zur Lenk-Steuerung wird ein vorher unter der Bodenfläche Cl verlegter Führungsdraht 18 ständig mit einem sehr schwachen Wechsclstrum mit einer Frequenz der Größenordnung mehrerer kHz beaufschlagt. Am Kran angebrachte Sensoren 19 erfassen diesen sehr schwachen, durch den Führungsdraht 18 fließenden Strom. Die Ausgangssignale dieser Sensoren 19 erscheinen über eine Detektorschaltung 20, eine Gleichrichterschaltung 21 und einen Differenzverstärker 22 als ein Positionsfehlersignal 23. das einer Lenk-Steuerschaltung 35 zugeführt wird. Die Sensoren 19,die Detektorschaltung 2Q,dieGleichricrHerschajiung 21 und der Differenzverstärker 22 bilden eine Posiiionsfehlersensoreinheit 36. In der Lenk-Steuerschaltung 35 wird das Positionsfehlersignal 23 durch eine Differenzierschaltung 24 einmal differenziert. Dieses differenzierte Signal 25 wird dann einer zweiten Differenzierschaltung 26 eingegeben, um das Differentiationssignal

b5 2. Ordnung 27 zu erhalten. Daraufhin wird das Positionsfehlersigna! 23. das erste Differentialionssignal 25 und das Differentiationssignal 2. Ordnung 27 durch einsprechende Signalverstärkcr 28,29 und 30 einem Atldic-

rer 31 eingegeben. Das Ausgangssignal des Addierers 31 wird einem Tot-Bereichs-Vergleicher 32 (dead-zonecomparator) eingegeben, der mit zwei Relais 33 und 34 zur Korrektur etwaiger Lenkfehler verbunden ist, wobei das Relais 33 über einen Relaiskontakt 33a den Feldstrom des Motors 9 und das Reiais 34 über einen Relaiskontakt 34a den Feldstrom des Motors 10 verändern kann. Die Relais 33 und 34 werden geschaltet, um den wirksamen Wert des Feldwiderstandes und damit den

ehe Abweichung des Fahrzeugs vom Führungsdraht, während die Verzögerung erster Ordnung des Ausgangssignals eine zu einem vorherigen Zeitpunkt bestimmte Abweichung angibt Die Differenz zwischen diesen beiden Werten enthält eine Komponente, welche die Änderungsgeschwindigkeit der Abweichung wiedergibt, sowie eine die Änderungsrichtung dieser Abweichung wiedergebende Komponente. Die Steuereinrichtung ist wegen Fehlens einer Reihe von bisher not-

Feldstrom des Motors 9 oder 10 zu ändern und dadurch io wendigen Bauelementen außerordentlich einfach aufgeetwaige Lenkfehler zu korrigieren. Auf diese Weise baut und bewirkt eine gleichmäßige und sehr genaue wird die Bewegungsbahn des Portalkrans so korrigiert, ~ ' "
daß sic dem Führungsdraht 18 folgt

Nach dem oben beschriebenen Prinzip der Lenkfehlcrkorrcktur ist die Steuerausgabegröße S gegeben durch

S= D- V-θ- V- w

Steuerung der Antriebsmotoren des Portalkrans nach F i g. 1 mi! einer Lenk-Steuerschaltung nach dem Stand der Technik,

F i g. 4 eine Darstellung einer Bahnkorrektur des Portalkrans,

F i g. 5 eine schematische Seitenansicht eines mit der verbesserten Steuereinrichtung ausgerüsteten Portalkrans,

Fig.6 ein Blockschaltbild einer Ausführung der Lenk-Steuerschaltung,

F i g. 7 ein Diagramm der Beziehung zwischen den Positionsfehlern und dem Fehlersignal der Sensoreinheit in einer Ausführung der Steuereinrichtung,

Fig.8 Wellenformen verschiedener Signale einer Ausführung der Steuereinrichtung für die Beziehung zwischen der Größe des Kranpositionsfehlers und der Fahrstrecke des Portalkrans,

Fig.9 ein Schaltbild einer Ausführung der Lenk-

Spurführung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Vorderansicht eines auf Gummireifen fahrenden und ausschließlich für die Hanhabung von Containern verwendeten Portalkrans,

Fig.2 eine schematische Draufsich' init der Anordnung der vier Gummireifen und der beiden \ntriebsmo-

wobei D die Größe des Kranpositionsfehlers, V die 20 torendes Portalkrans nach Fig. 1. Fahrgeschwindigkeit des Krans, öder Winkel des Kran- F ig. 3 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur

positionsfchlers relativ zum Führungsdraht 18 und wdie Änderungsgeschwindigkeit des Kranpositionsfehlers ist Dabei wird der Wert von V- θ durch die erste Differentialion der Größe D des Kranpositionsfehlers und der Wert von Vw durch nachfolgende Differentiation von νθ berechnet in der Praxis ist jedoch die Periodendauer der Variation des Kranpositionsfehlers ziemlich lang, und sowohl der Winkel θ als auch die Änderungsgeschwindigkeit wuna sehr klein, wie in F i g. 4 gezeigt ist, so daß die Verstärker 29 und 30, die an den Ausgängen der jeweiligen Differenzierschaltungen 24 bzw. 26 liegen, einen sehr großen Verstärkungsgrad aufweisen müssen, um die Werte von Vöund Vwzufriedenstellend zu bestimmen.

Angesichts der Tatsache, daß die Differenzierschallungen 24 und 26 sogar in ihrem stationären Zustand
dazu tendieren, Schwingungen zu erzeugen, hat die
Notwendigkeit für eine solche Erhöhung des Verstärkungsgrades zu einer komplexen Schaltungsstruktur 40 Steuerschaltung, geführt. Darüber hinaus war ein Filter zur Filterung des F i g. 10,11 und 12 die Beziehung zwischen de.· Größe

Posilionsfchlcrsignals 23 nötig geworden, denn die di- des Kranpositionsfehlers und Fallstrecke des Portalrektc Zuführung dieses Signals, das Rg-ischkomponen- krans in verschiedenen Korrekturzuständen, tun von 1 bis 10 Hz enthält, zu der Differenzierschaltung Fig. 13 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführung

24 führt zu fehlerhaften Lenkfehlerkorrektursignalen 45 der Lenk-Steuerschaltung, am Ausgang der Lenk-Steuerschaltung 35. F i g. 14 ein Blockschaltbild der Lenk-Steuerschaltung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ver- in einer weiteren Ausführung.

besserte Einrichtung der oben beschriebenen Art an:zu- Eine bevorzugte Ausführung der Steuereinrichtung,

geben, bei der Sicherheitsm-.ßnahmen zur Verhinde- die in einem Portalkran nach den F i g. 1 und 2 eingebaut rung des Auftretens fehlerhafter Lenkfehler-Korrektur- 50 ist, wird im folgenden näher beschrieben, signale am Ausgang der Lenk-Steuerschaltung vorgese- Bei dtr Ausführung nach F i g. 5 sind zwei Sensoren

19 in geeignetem gegenseitigen Abstand in bezug a-jf die durch den Pfeil A angegebene Fahrtrichtung am Portalkran montiert. Diese Sensoren 19 werden wahl-

ercinrichuing der eingangs genannten Art durch die 55 weise benutzt, wobei der in Fahrtrichtung vordere Senkenn/.cichnenden Merkmale im Patentanspruch 1 ge- sor zur Lenk-Steuei t-ig eingeschaltet wird Verschiedene Steuerschaltungen, einschließlich einer Lenk-Steuerschaltung, sind in einem am Portalkran montierten Gehäuse 37 untergebracht. Die zur Korrektur einCs Lenkdes l-ahr/cugs beeinflußt, und zwar auf der Basis einer eo fehlers des Portalkrans benutzten Schaltungen weisen Differenz zwischen dem Ausgangssignal der die Fahr- eine verbesserte und modifizierte Lenk-Steuerschal-/cugposilion erfassenden Sensoreinheit und dem je- tung auf, die im einzelnen anhand von F ig. 6 erläutert weils zuvor bestimmten Ausgangssignal dieser Sensor- wird: Eine Positionsfehlersensoreinheit 36 erfaßt die einheit, d. h., es wird die Differenz zwischen dem in ei- Größe der Positionsabweichung des Portalkrans relativ nein gegebenen Zeitpunkt gemessenen Ausgangssignal 65 zu einem unter der Bodenfläche GL angeordneten Füh- und dem zuvor erfaßten und in einem besonderen Ver- rungsdraht 18 und liefert am Ausgang ein Positionsfeh-/ögcrungsglied verzögerte· Signal gebildet. Somit bil- lersignal 38. F i g. 7 zeigt die 3eziehung zwischen der (Id das Ausgangssignal der Sensoreinheit eine tatsächli- Größe des Positionsfehlers und diesem Positionsfehler-

hen sind und bei der die Struktur der Lenk-Steuerschalmng gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Steu-

Mit der so ausgebildeten Steuereinrichtung wird die Rclativgcschwindigkeit zwischen den Antriebsrädern

signal 38. Aus Fig. 7 ist zu ersehen, daß das Positionsfehlersignal 38 proportional zur Größe des Positionsfehlers ist.

Das Positionsfehlersignal 38 der Positionsfehlersensoreinheit 36 wird einem Tiefpaß erster Ordnung 39 eingegeben, der ein Ausgangssignal 42 liefert, wobei T eine Verzögerungszeit erster Ordnung und s die komplexe Variable der Laplace-Transformierten ist. Das Ausgangssignal 42 des Tiefpasses erster Ordnung 39 wird in einem Subtrahierer 40 von dem Positionsfehlersignal 38 subtrahiert. Vom Subtrahierer 40 wird ein das Ergebnis der Subtraktion wiedergebendes Ausgangssignal auf einen Verstärker 41 gegeben, der das Eingangssignal um den Faktor K verstärkt. Das Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 zeigt folglich die Änderungsgeschwindigkeit des Positionsfehlers während einer vorgegebenen, gemäß der Phasenverzögerungszeit erster Ordnung T zu bestimmenden Zeitspanne, wobei diese Änderungsgeschwindigkeit einen Wert für die Richtung oder den Stellungswinkel des Portalkrans relativ zum Führungsdraht 18 liefert. Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen dem Positionsfehlersignal 38 der Positionsfehlersensoremheit 36 und dem Ausgangssignal 42 des Tiefpasses erster Ordnung 39, und es kann aus F i g. 8 ersehen werden, daß das Ausgangssignal 42 eine um die Phasenverzögerungszeit erster Ordnung T verzögerte Form gegenüber derjenigen des Positionsfehlersignals 38 hat. i_/e durch den Verstärker 41 verstärkte Differenz des Positionsfehlersignals 38 und des Ausgangssignals 42 hat die im unteren Teil der Fig. 8 wiedergegebene Wellenform. Diese Wellenform des Ausgangssignals 43 gibt die Richtung oder den Stellungswinkel des Portalkrans relativ zum Führungsdraht 18 wieder. In einem Addierer 44 werden das Ausgangssigna! 38 der Positionsfehiersensoreinheit 36 und das Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 addiert und das das Ergebnis dieser Addition wiedergebende Ausgangssignal des Addierers 44 wird in einem Komparator 45 mit einem Referenzwert verglichen. Wird der Pegel des Komparatoreingangssignals 53 höher als der Referenzpegel, so wird das Ausgangssignal des Komparators 45 einer Relais-Betätigungsschaltung 57 eingegeben, um ein Relais (P)46 oder ein Relais (N)47 zu schalten, wodurch der Feldstrom des Antriebsmotors 9 oder 10 zur Korrektur des Lenkfehlers umgeschaltet wird.

In der verbesserten Ausführungsform wird der Winkelfaktor oder Richtungsfaktor der Bewegung des Krans relativ zum Führungsdraht 18 ständig erfaßt, um so den Beginn einer Abweichung der Kranposition zu ermitieln. so daß der Lenkfehler sofort automatisch kor- so rigiert werden kann. Wenn der Portalkran parallel und in einiger Entfernung vom Führungsdraht 18 fährt, ist es unmöglich, allein mit dem Winkelfaktor ein Korrektursignai für den Lenkfehler zu erhalten, das den Portalkran in Richtung des Führungsdrahtes 18 lenken würde. In diesem FaIi würde kein Winkelfaktor ermittelt werden. Um diese Störung zu verhindern, wird das Positionsfehlersignal 38 der Positionsfehiersensoreinheit 36 in dem Addierer 44 zu dem Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 addiert, so daß der Lenkfehler auch dann auf der Basis dos Ausgjnpssipnals des Koiiip;ir;i!c>rs 45 kor-• iLiL-ri werden k;inii. wenn der Winkelfaktor vernachlässigbar ist oder überhaupt nicht erfaßt wurde, obwohl der Kranpositionsfehler groß ist. z. B, wenn sich der Portalkran parallel aber in großer Entfernung vom Füh-'ngsdraht81 bewegt.

F i g. 9 zeigt die einzelnen Schaltkreise der die Lenk-Steuerschaltung nach F i g. 6 bildenden Blöcke. Die Sensoren 19 erfassen das um den Führungsdraht 18 gebildete Magnetfeld, worauf ein die Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt des Portalkrans anzeigendes Signal auf einen Sensorwahlkontakt 48 gegeben wird, so daß nur der in Bewegungsrichtung vordere Sensor 19 gewählt werden kann. Durch die Aktivierung des Sensorwahlkontaktes 48 wird ein Relais 50 in einer Sensorwahischaltung 49 geschaltet, um denjenigen Sensor 19 anzuwählen, der relativ zu dem anderen auf der in Vorwärtsrichtung gelegenen Seite des Portalkrans liegt, leder Sensor 19 enthält ein Spulenpaar 51 und 52 und die in diesen Spulen 51 und 52 durch das Magnetfeld des Führungsdraht 18 induzierten Signale werden unabhängig den zugehörigen Detektoren in der Detektorschaltung 20 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser Detektoren in der Detektorschaltung 20 haben die gleiche Frequenzkomponente, wie der durch den Führungsdraht 18 fließende Strom. Die Ausgangssignale der Detektoren in der Detektorschaltung 20 werden dann den jeweilig zugeordneten Gleichrichtern in der Gleichrichtcrsehaltung 21 zugeleitet, so daß die Frequenzkomponente von mehreren KHz zur Erzeugung elektrisch leicht /u verarbeitender elektrischer Signale geglättet werden kann. Die Ausgangssigsale der jeweiligen Gleichrichter in der Gleichrichtersch?^ltung 21 werden dann dem Differeniialverstärker 22 zugeführt, der das Differential zwischen den Ausgangssignalen der Spulen 51 und 52 verstärkt und ein Positionsfehlersignal 38 nach F i 5. 8 liefert.

Das Positionsfehlersignal 38 des Differcntialvcrstärkers 22 wird dem Tiefpaß erster Ordnung 39, dem Subtrahierer 40 und dem Addierer 44 zugeführt. Das Ausgangssignal 42 des Tiefpasses erster Ordnung 39 wird dem Subtrahierer 40 zugeleitet und in diesem vom Positionsfehlersignal 38 subtrahiert. Das Ausgangisignal des Subtrahierers 40 wird im Verstärker 41 verstärkt. Das Ausgangssignal 43 dieses Verstärkers 41 liegt am Addierer 44 und wird in diesem zum Positionsfehlersignal 38 des Differentialversiärkers 22 addiert. Das Ausgangssignal 53 des Addierers 44 liegt dann am Komparator 45. Der Komparator 45 enthält Potentiometer 54, um eine für den Vergleich benutzte Referenzspannung einzustellen. Der Einstellwert dieser Referenzspannung kennzeichnet die Größe des zulässigen Krunposiiionsfehlers, d. h. die maximal zulässige Entfernung zwischen dem Portalkran und dem Führungsdraht 18 in Form einer entsprechenden Spannung. Falls der den Winkelfaktor wiedergebende Pegei des Ausgangssignals 43 des Verstärkers 41 hoch ist, obwohl der Pegel des Positio.:sfehlersignals 38 des Differentialverstärkers 22 niedrig ist, entscheidet der Komparator 45, daß der Pegel des Ausgangssignais 53 des Addierers 44 höher ist als die Referenzeinstellung und liefert ein Ausgangssignal zum Anschluß h, obwohl die Größe des erfaßten Positionsfehlers innerhalb des zulässigen Bereiches liegt, denn das Ausgangssignal 53 des Addierers 44, das die Spannung ist, die mit der Referenzspannung verglichen werden muß, stellt das Ergebnis der Addition des Positionsfehlersignals 38 des Differenzverstärkers 22 und des Ausgangssignals 43 des Verstärkers 41 dar. Wenn umgekehrt der Pegel des Positionsfehlersignals 38 des Differentialverslürkers 22 hoch isl. obwohl der ilen Winkel faktor repräsentierende Pegel des Ausgangssignals 4.J des Verstärkers 41 niedrig ist, entscheidet der Komparator 45, daß der Pegel des Ausgangssignals 53 des Addierers 44 höher ist als die Referenzeinstellung und liefert ein Ausgangssignal zum Anschluß h. Ist andererseits der Pegel des Positionsfehlersignals 38 des Differenzverstärkers 22 hoch und das den Winkelfaktor reDräsentie-

rcnclc Vcrstärkerausgangssignal 43 hat einen hohen negativen Pegel, so wild kein Ausgangssignal vom Komparator 45 geliefert und keine Lenkfehlerkorrektur ausgeführt, denn das Positionsfehlersignal 38 und das Ausgangssignal 43 heben sich im wesentlichen beim Addieren auf, ,>-id der Pegel des resultierenden Signals am Komparator 45 ist niedriger als die zum Vergleich benutzte Referenzspannung.

Befinden sich die Spulen 51 und 52 auf entgegengesetzten Seiten einer vertikalen Mittelebene des Führungsdrahtes, dann stehen die magnetischen Flüsse durch die Spulen 51 und 52 in einer Gegenphasenbeziehung zueinander. Befinden sich die Spulen 51 und 52 jedoch auf derselben Seite der vertikalen Mittelebene, dann sind die Magnetflüsse in Gleichphase. Die von den Spulen 51 und 52 abgegebenen Signale, die ein Maß für die Magnetflüsse durch die Spulen darstellen, werden über die Detektorschaltung 20 einer Komparatorsektion 55 zugeführt, die so geschaltet ist, daß ein Alarmsignal am Anschluß g im Falle der Gleichphasigkeit erzeugt wird. Wenn ferner die Pegel der Ausgangssignale der Gleichrichter in der Gleichrichterschaltung 21 sehr niedrig sind, so wird kein Strom durch den Führungsdraht 18 fließen, und die automatische Lenk-Steuerung ist in diesem Fall undurchführbar. Um diese Störung zu verhindern, enthält der Komparator 45 eine weitere Komparatorsektion 56, die ein Alarmrelais zur Erzeugung eines Alarmsignals schaltet, wenn beide Pegel der Ausgang^ignale der jeweiligen Gleichrichter der Gleichrichterschaltung 21 sehr niedrig sind.

Das Ausgangssignal des Komparators 45 wird der mit den Relais 46 und 47 verbundenen Relais-Betätigungsschaltung 57 zugeleitet, um wahlweise den Feldstrom des Motors 9 oder 10 umzuschalten. Wenn der Komparator 45 ein Ausgangssigna! am Anschluß hoder /liefert, wird jeweils Relais 46 oder 47 geschaltet. Die Ausgangssignale von den Komparatorsektionen 55 und 56 werden auf ähnliche Weise der Relais-Betätigungsschaltung 57 zugeführt, um die jeweils zugehörigen Alarmrelais zu schalten.

Eine Steuereinrichtung mit einer derart verbesserten Lcnk-Steuerschaltung steuert die Bewegung des Portalkrans in der im folgenden beschriebenen Weise.

F i g. 10 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem der Portalkran seine Bewegung mit einem großen Positionsfehlcr und auch mit einem großen Stellungswinkel beginnt. Dabei gibt der durchgezogene Teil der Kurve den Teil der Bahn eines Reifens an, auf dem die Lenkkorrektursteucrung wirksam ist, während der gestrichelte Teil der Bahn ohne Lenkkorrektursteuerung durchfahren wird. Wenn sowohl das Positionsfehlersignal 38 als auch das Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 positiv sind und damit das Ausgangssigna! 53 des Addierers 44 größer ist als der durch das Potentiometer 54 gesetzte Referenzspannungspegel, gibt der Komparator 45 ein Ausgangssignal an den Anschluß Λ ab, der wiederum das Relais (P)46 schaltet, so daß der Feldstrom in der oben beschriebenen Weise zur Lenkung des Krans in Richtung zum Führungsdraht 18 gesteuert wird. Als Ergebnis der Lenkkorrektursteuerung verändert sich das ursprünglich in bezug auf den Führungsdraht 18 divergierende Positionsfehlersignal 38, um sich unter der Lenkkorrektursleuerung allmählich dem Führungsdraht 18 anzunähern. Nach dem Punkt mit der maximalen Abweichung geht das Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 von positiv nach negativ, so daß der Addierer 44 nun das Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 von dem Positionsfehlersignal 38 subtrahiert Schließlich wird ein Ausgleich zwischen dem Positionsfehlersignal 38 und dem Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 erreicht, so daß das Ausgangssignal 53 des Addierers 44 kleiner wird als die durch das Potentiometer 54 gesetzte Referenzspannung, und der Komparator 45 gibt damit kein Ausgangssignal mehr an den Anschluß h ab, wodurch das Relais (P)46 abgeschaltet und die Lenkkorrektur beendet wird. Die ohne Lenkkorrektursteuerung fortgesetzte Bewegung des Krans wird jedoch eine Erhöhung des negativen Pegels des Ausgangssignals 43 des Verstärkers 41 wegen des großen anfänglichen Stellungswinkels zur Folge haben, während der positive Pegel des Positionsfehlersignals 38 wegen der Annäherung an den Führungsdraht 18 abnimmt. Deshalb nimmt das Ausgangssignal 53 des Addierers 44 einen größeren negativen Wert an, als der durch das Potentiometer 54 gesetzte Referenzspannungspegei und veranlaßt damit den Komparator 45, ein Ausgangssignal an den Anschluß Λ abzugeben und des Relais (N)47 zu schalten. Als Ergebnis erfolgt eine Feldsteuerung derart, daß der Stellungswinkel relativ zum Führungsdraht 18 verkleinert wird. Schließlich werden sowohl das Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 und das Positionsfehlersignal 38 kleiner und beenden das Ausgangssignai des Komparators 45, wo· durch die Lenkkorrektursteuerung für jede Richtung beendet wird.

F i g. 11 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem der Kran seine Bewegung in eine vom Führungsdraht 18 wegweisende Richtung mit einem großen Stellungswinkel aufnimmt, aber ohne jegliche anfängliche Positionsabweichung. In diesem Fall hat das Ausgangssignal 43 des Verstärkers 41 einen hohen positiven Pegel, und das Relais (P)46 wird zur Korrektur des Lenkfehlers geschaltet. Wenn als Ergebnis dieser automatischen Lenksteuerung der Steüungswinkc! relativ zu dem Führungsdraht 18 unter einen vorbestimmten Wert abnimmt, so wird der Pegel des Positionsfehlersignals 38 erniedrigt und das Relais (P)46 fällt ab und schaltet damit die automatische Lenksteuerung des Krans ab.

F i g. 12 veranschaulicht ein anderes Beispiel, bei dem der Kran seine Bewegung mit einem großen Positionsfehler aber mit einem kleinen Stellungswinkel aufnimmt, d. h, der Kran bewegt sich im wesentlichen parallel mit dem Führungsdraht 18. In diesem Fall hat das Positionsfehlersignal 38 einen hohen positiven Pegel, und das Ausgangssignal des Komparators 45 schaltet das Relais (P)46, um den Lenkfehler zu korrigieren. Eine Annäherungsbewegung des Krans in Richtung zum Führungsdraht i8 um eine kleine Distanz erniedrigt den Wert des Kranpositionsfehlers, der dann innerhalb des zulässigen Positiorisfehlerbereiches liegt, und beendet die automatische Lenksteuerung des Krans.

Aus der vorhergehenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung ist zu ersehen, daß der Wegfall der Differenzierschaltungen für die erste und zweite Ordnung eine Unzulänglichkeit des Standes der Technik, nämlich die Neigung solcher Differenzierschaltungen zu Schwingungen beseitigen kann. Ferner kann die Erfindung die Anforderung des Standes der Technik nach Verbesserung im Verstärkungsgrad der Verstärker leicht durch bloße Veränderung der Phasenverzögerungszeitkonstante 7"des Tiefpasses erster Ordnung erfüiien. Deshalb ist die Steuereinrichtung von einfacherer Struktur und billiger als die Steuereinrichtung nach dem Stand der Technik, bei der Differenzierschaltungen für die erste und zweite Ordnung in Kombination vorhanden sein müssen. Ein weiterer Vorteil der verbesserten, einen Tiefpaß erster Ordnung aufwei-

senden Einrichtung im Vergleich zum Stand der Technik, die Differenzierschaltungen einschließt, ist, daß der Steuerbetrieb nicht durch Rauschkomponenten der Größenordnung 1 Lis 10 Hz nachteilig beeinflußt wird und daß die Einrichtung frei von jeglicher fehlerhaften Funktion aufgrund ,solcher Rauschkomponenten ist.

Diese Vorteile können mit den in F i g. 13 und 14 gezeigten anderen Arten der Lenk-Steuerschaltung ebenso erzielt werden.

Die Lenk-Steuerschaltung nach Fig. 13 ist dadurch von jener nach F i g. 6 modifiziert, daß der Verstärker 41 zwischen der Positionsfehlersensoreinheit 36 und dem Tiefpaß erster Ordnung 39 liegt. Ein weiterer Verstärker 41 kann zusätzlich zur Verfügung gestellt oder der Verstärker 41 kann an einer anderen Stelle benutzt werden.

Die Lenk-Steuerschaitung nach Fig. i4 ist eine weitere Modifikation jener nach F i g. 6. Dabei ist der Addierer 44 nach F i g. 6 weggelassen, und ein Verstärker 58 mit dem Verstärkungsfaktor K\ dient zur Verstärkung des Positionsfehlersignals 38, das dann dem Subtrahierer 40 zugeführt wird. In Fig. 14 hat der Tiefpaß erster Ordnung 39 die zusätzliche Funktion der Verstärkung um den Faktor K₂.

In jeder der beiden in Fig. 13 und 14 gezeigten Ausführungsformen kann der Verstärkungsfaktor auf geeignete Weise bestimmt werden, um dem Zweck der automatischen Lenksteuerung zu genügen.

Bei allen bisher erläuterten Ausführungsformen wird die Korrektur des Lenkfehlers durch Umschalten des Feldstroms der Motoren 9 und 10 durch die jeweils zugehörigen Relais 46 und 47 bewirkt. Wird jedoch ein Thyristor für die stufenlose Kontrolle der Feldstromkreise jedes der Motoren 9 und 10 benutzt, so kann das Aiisgangssigna! 53 des Addierers 44 nach F i g. δ einer Thyristorkontrollschaltung zur wahlweisen, stufenlosen Steuerung des Feldstroms der einzelnen Motoren 9 oder 10 zugeführt werden.

Bei den vorher erläuterten Ausführungsformen bestimmt der Komparator die Art der Lenkfehlerkorrektur aufgrund

einheit verbundene Lenk-Steuerschaltung und eine mit der Lenk-Steuerschaltung verbundene Lenkantriebseinheit zum Lenken des bewegten Körpers auf. Die Lenk-Steuerschaltung weist einen Tiefpaß erster Ordnung zum Empfang des Ausgangssignals der Positionsfehlersensoreinheit, einen Subtrahicrer zum Empfang des Ausgangssignals der Positionsfehlersensoreinheit und des Ausgangssignals des Tiefpasses erster Ordnung und einen Komparator zum Empfang des Ausgangssignals des Subtrahierers auf. In der Lenk-Steuerschaltung wird das Ausgangssignal des Tiefpasses erster Ordnung im Subtrahierer von dem Ausgangssignal der Positionsfehlersensoreinheit subtrahiert, um die Veränderungsgeschwindigkeit des Positionsfehlers während einer vorher bestimmten Zeitspanne zu ermitteln, und das die Information über die Veränderungsgeschwindigkeit des Kranpositionsfehiers enthaltende Ausgangssigiiai des Subtrahierers wird in dem Komparator mit einer Referenzeinstellung verglichen. Abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs wird die Lenkantriebseinheit in Gang gesetzt, um eine Annäherung des bewegten Körpers in Richtung auf den Führungsdraht zu bewirken.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

1. des Winkelfaktors, d. h., den die Bewegungsrichtung des Krans angebenden Faktor, und

2. des Abweichungsfaktors der Kranposition vom Führungsdraht, & h„ des Faktors, der die Größe des Kranpositionsfehlers angibt. Der Faktor, der die anfängliche Bewegungsrichtung des Krans angibt, kann jedoch nur momentan bestimmt werden, und die spätere Bewegungsrichtung des Krans kann zur so Korrektur des Lenkfehlers vorhergesagt werden. Bei einer solchen Modifikation ist der Faktor, der die Größe des Kranpositionsfehlers angibt, unnötig, und der Addierer 44 in der Steuerkontrollschaltung kann entfallen.

In jeder der oben erläuterten Ausführungsformen kann der Subtrahierer 40 auch durch eine Kombination eines Addierers und eines Signalinverters realisiert werden, und ebenso kann der Addierer 44 durch die Kombi- ω nation eines Subtrahierers und eines Signalinverters realisiert werden.

Zusammengefaßt weist die Einrichtung zur Steuerung eines gleislos bewegten Körpers einen Fülimngsdraht, eine auf dem gleislos bewegten Körper angebrachte Positionsfehlersensoreinheit zur Erfassung von Positionsabweichungen des bewegten Körpers relativ zum Führungsdraht, eine mit der Positionsfehlersensor-

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für ein gleisloses Fahrzeug, bestehend aus einem ortsfesten Führungsdraht, aus einer am Fahrzeug angeordneten Sensoreinheit zum Erfassen der Positionsabweichung des Fahrzeugs vom Führungsdraht, aus Antriebsrädern an jeder Fahrzeugseite und aus einer Lenk-Steuerschaitung, weiche die Relativgeschwindigkeit der Antriebsräder entsprechend den Ausgangssignalen der Sensoreinheit steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenk-Steuerschaltung einen Schaltkreis (39, 40) zum Erhalt der Differenz zwischen dem Positionsfehlersignal (38) der Positionsfehlersensoreinheit (36) und einer Verzögerung erster Ordnung (39) dieses Positionsfehlersignals (38) sowie Steuerglieder (45,46,4?;-zum Verstellen der Relativgeschwindigkeit der Antriebsräder (5, S) an den verschiedenen Fahrzeugseiten entsprechend dem Ausgangssignal (43) dieses Schaltkreises (39,40) enthält.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit der Antriebsräder (5, 8) verstellt wird, wenn das Ausgangssignal (43) des Schaltkreises (39,40) einen Soll-Wert übersteigt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Lenk-Steuerschaltung ein Addierglied (44) enthält, in dem das Ausgangssignal (43) des Schaltkreises (39, 40.) mit de-n Positionsfehlersignal (38) der Positionsfehlersensoreinheit (36) addiert wird, wobei diesem Addie ^r (44) ein Soll-Wert-Vergleicher (45) nachgeschaitet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Lenk-Steuerschaltung zwischen dem Addierglied (44) und dem die Differenz bildenden Subtrahierglied (40) einen Verstärker (41) enthält.