DE3923680C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Spurfindungseinrichtung für einen Kraft­ wagenzug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Kraftwagenzügen, insbesondere Lastkraftwagenzügen, bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Anhängefahrzeug ist es beispielsweise aus der CH-PS 6 60 711 bekannt, über eine elektronische Regelschaltung unter Auswertung der Winkel zwischen einem Anhänger und einem damit verbundenen Zugfahrzeug sowie zwischen dem Zugfahrzeug und dessen gelenkten Rädern diese gelenkten Räder derart zu steuern, daß der Lagewinkel des Anhängers bei Rückwärtsfahrt dem durch ein Steuerorgan vorgegebenen Wert folgt. Hierdurch wird das Rück­ wärtsfahren mit Anhänger wesentlich erleichtert und vereinfacht, wodurch auch häufig beim Rückwärtsfahren auftretende Beschädigungen und Unfallrisiken praktisch vermieden werden können.

Trotz dieser Erleichterung des Rückwärtsfahrens von Kraftfahrzeugzügen wird aufgrund der fahrerseitigen Bedienung des Steuerorgans beim Andocken an eine Verladerampe relativ viel Platz benötigt und der Andockbereich pro Fahr­ zeug ist entsprechend breit zu halten.

Ferner ist aus der DE 26 42 895 A1 eine Vorrichtung zum Spurführen eines an seiner Vorderachse lenkbaren Fahrzeugs entlang einem von Wechselstrom durchflossenen Leitkabel bekannt, bei dem am Chassis des Fahrzeugs bug- und heckseitig jeweils ein Spulenpaar angeordnet ist, um auf das von dem Leitkabel erzeugte Magnetfeld anzusprechen, wobei die induzierten Wechselspannungen einem Lenkregler zugeführt werden, der den seitlichen Abstand der Fahrzeuglängs­ achse vom Leitkabel ermittelt und den Leitwinkel gegenüber dieser Achse so verstellt, daß der Abstand des bugseitigen Spulenpaars vom Leitkabel ein Mi­ nimum wird. Hierdurch wird das Fahrzeug bei Vorwärtsfahrt automatisch über das Leitkabel längs eines vorbestimmten Wegs geführt. Dies gelangt beispielsweise bei Gabelstaplern u. dgl. in Magazinen zur Anwendung. Hierbei wird eine Gewich­ tung der bugseitigen zu den heckseitigen Signalen vorgenommen, um die Spur­ genauigkeit zu erhöhen. Für das Rückwärtsfahren mit einem Anhängefahrzeug ist dies nicht geeignet, da sich hierdurch nur das Zugfahrzeug steuern ließe, und zwar letzteres auch nur bei genügend guter Spurausrichtung, da durch passende Bewertung der Signale der heckseitigen Spulen eine aperiodische Annäherung an das Leitkabel erfolgen soll. Für das Ansteuern etwa einer Andockstelle durch ein Anhängefahrzeug eines Kraftfahrzeugzuges läßt sich diese Vorrichtung daher nicht verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spurfindungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die es ermöglicht, einen Kraftwagen­ zug rückwärts automatisch in eine vorgegebene Position etwa an einer Verlade­ rampe od. dgl. zu bringen.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird es möglich, den Andockbereich pro Fahrzeug zu verkleinern und den Zeitbedarf für das Andocken zu verringern.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den Abbildun­ gen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen Kraftfahrzeugzug beim Einspuren.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Heckansicht des Kraftfahrzeugzuges mit Leitdraht- und Antennenanordnung.

Fig. 3 zeigt als Diagramm die Ausgangsspannung bei einer Antenne als Funktion der Spurabweichung.

Fig. 4 zeigt schematisch die Signalverarbeitung bei der Spurfindung.

Die Spurfindungseinrichtung umfaßt einen vorzugsweise im Boden verleg­ ten Leitdraht 1, der die mit dem aus einem Zugfahrzeug 2 und einem Anhänge­ fahrzeug 3 bestehenden Kraftfahrzeugzug zu fahrende Spur vorgibt, gerade und/oder längs einer Kurvenbahn verläuft und an eine Hochfrequenzquelle 4 an­ geschlossen ist, die beispielsweise mit einer Frequenz im Bereich von ca. 5 bis 10 kHz arbeitet, so daß durch den Leitdraht 1 ein entsprechender Wechsel­ strom fließt, der dazu führt, daß sich ein magnetisches Wechselfeld konzen­ trisch zu dem Leitdraht 1 ausbildet, dessen Feldlinien 5 in Fig. 2 gestrichelt angedeutet sind.

Der Anhänger 2 besitzt heckseitig zwei mit Abstand zueinander angeord­ nete Ferritantennen 6 _hr und 6 _hl sowie zwei weitere vordere, mit Abstand zuein­ ander angeordnete Ferritantennen 6 _vr und 6 _vl (v = vorne, h = hinten, r = rechts, l = links), wobei die vorderen entweder fest mit dem Fahrgestell des Anhängers 2 verbunden oder mit dessen Deichsel 16 drehbar sind, während die hinteren Ferritantennen 6 _hr und 6 _hl fest bezüglich des Fahrgestells des Anhän­ gers 2 angeordnet sind. Insbesondere sind die Ferritantennen 6 unterhalb der Vorder- und Hinterachse 2′, 2′′ des Anhängers 2 montiert, da sie sich hierdurch relativ nahe zum Boden befinden, so daß das vom Leitdraht 1 abgestrahlte Sig­ nal entsprechend schwach sein kann. Dies ist auch insofern vorteilhaft, als die Höhe des Aufbaus des Anhängers über dem Boden belastungsabhängig ist, je­ doch möglichst ein gleichbleibender Bodenabstand der Ferritantennen 6 ange­ strebt werden sollte, so daß sich eine Anbringung der Antennen 6 am Aufbau weniger anbietet. Außerdem befinden sich die Ferritantennen 6 dann in einem relativ geschützten Bereich unterhalb des Anhängers 2.

Das durch den Leitdraht 1 erzeugte magnetische Wechselfeld induziert in den vier Ferritantennen 6 vier Spannungen U_hr, U_hl, U_vr und U_vl. Zur Erzeugung dieser Spannungen ist eine entsprechende Verstärkung durch einen Vorverstärker 7, ein Gleichrichten durch einen Gleichrichter 8 und ein Filtern durch Filter 9 und 10 zweckmäßig. Durch Verwendung eines entsprechend engen Filterdurch­ laßbandes können Störquellen eliminiert werden, falls sie nicht gerade auf der Nutzfrequenz liegen.

Aus den vier Spannungen U läßt sich die Spurabweichung Δy berechnen:

Dadurch, daß die Spannungsdifferenz im Zähler durch die Summe der Spannun­ gen geteilt wird, werden Feldschwankungen, etwa durch die Änderung der Di­ stanz zwischen Leitdraht 1 und Antenne 6 (Bodenunebenheiten), eliminiert.

Die beiden Δy-Werte werden noch mit Faktoren K₁ und K₂ multipliziert (verstärkt), die beide berechnet oder empirisch (anhängerspezifisch) bestimmt werden, und folgende Funktion wird analog oder digital gebildet:

Prinzipiell ergibt sich, wie in Fig. 3 dargestellt, eine eindeutige Kurve, wenn man die Spurabweichung y gegenüber Δy = y_r - y_l aufträgt (die absoluten Werte hängen u.a. von der Höhe der Antennen 6 über dem Boden und dem Antennenabstand ab). Die Spurabweichung ist somit solange eindeutig, bis sich eine Antenne 6 über dem Leitdraht 1 befindet.

Bei parallelen Spuren, die zu nebeneinanderliegenden Andockstellen füh­ ren, darf die maximale Abweichung von der Spur nicht viel größer sein als eine halbe Kraftfahrzeugbreite, da sonst der Anhänger in den Fangbereich der ne­ benliegenden Spur kommt.

Die von einem Schaltkreis 11a gebildete Funktion U = f(α) wird einem Mikroprozessor 11 zugeführt (stattdessen können aber auch die hierzu not­ wendigen Spannungen U über einen A/D-Wandler dem Mikroprozessor 11 zuge­ führt und die Funktion U = f(α) in diesem berechnet werden). Ferner werden dem Mikroprozessor 11 digitalisierte Signale von drei Winkelsensoren 12, 13, 14 als Istwerte zugeführt. Hierbei ist der Winkelsensor 12 mit der Anhängerkupp­ lung 15 am Zugfahrzeug 3, der Winkelsensor 13 mit der Deichsel 16 des Anhän­ gers 2 und der Winkelsensor 14 mit dem Lenkrad 17 des Zugfahrzeugs 3 gekop­ pelt. Die notwendige Korrektur als Funktion des Winkels α und der Winkel an Deichsel 16, Anhängerkupplung 15 und Lenkrad 17 wird laufend durch den Mikro­ prozessor 11 berechnet und an einen Servomotor 18, der mit der Zugfahrzeug­ lenkung gekoppelt ist, weitergeleitet, so daß nicht vom Fahrer der zu korri­ gierende Winkel α, sondern von der Lage der Antennen 6 zum Leitdraht 1 ab­ hängt.

Der Servomotor 18 wird mittels einer Pumpe 19 betätigt, die von einem Gleichstrommotor 20 betrieben wird, der über ein Relais 21, das mit der Fahr­ zeugbatterie 22 gekoppelt und über den Mikroprozessor 11 betätigbar ist, zu­ geschaltet wird.

Für den Fall, daß kein Leitdraht 1 vorhanden ist, ist ein manuell be­ tätigbarer Lenkhebel 23 vorgesehen, der über eine Schalteinrichtung 24 mit dem Mikroprozessor 11 koppelbar ist, über die auch bei entsprechender Schaltstel­ lung die Übermittlung der Funktion U = f(α) bzw. der Spannungswerte erfolgt.

Zusätzlich ist eine Bereichsanzeige 25 für den Fahrer vorgesehen, die ihm anzeigt, ob sich der Anhänger 2 im Fangbereich des Leitdrahtes 1 be­ findet. Wenn die Bereichsanzeige 25 aktiviert ist, d.h. z.B. aufleuchtet, ist auch garantiert, daß das Einfädeln über die Spurfindungseinrichtung möglich ist. Erst dann wird die Spurfindungseinrichtung zum automatischen Einfädeln eingeschaltet (Betätigungstaste 24′ der Schalteinrichtung 24).

Die Antennen 6 sind zweckmäßigerweise eingegossen, damit sie erschüt­ terungs- und witterungsunempfindlich sind. Gegebenenfalls können die Vor­ verstärker 7, Gleichrichter 8, Filter 9, 10 und A/D-Wandler mit eingegossen sein.

Mit einer derartigen Spurfindungseinrichtung lassen sich Laderampen oder andere Andockstellen o.dgl. mit einer Breite von beispielsweise ca. 3 m für Lastkraftwagen einrichten, denen jeweils ein Leitdraht 1, die parallel zuein­ ander angeordnet sind, zugeordnet ist.

Außerdem kann aus Sicherheitsgründen eine Einrichtung 26 zur Kontrolle der Fahrgeschwindigkeit vorgesehen sein, damit die Spurfindungseinrichtung nicht durch übermäßiges Gasgeben durch den Fahrer übersteuert werden kann.

Bei einem Sattelzug ist keine Deichsel vorhanden, so daß dann nur der Winkel der Längsachse des Zugfahrzeugs zur Stellung seiner Sattelkupplung (und damit zur Längsachse des Aufliegers) und der Winkel zwischen der Längsachse des Zugfahrzeugs und dessen gelenkten Rädern von Bedeutung ist.

Claims (7)

1. Spurfindungseinrichtung beim Rückwärtsfahren eines Kraftfahrzeug­ zuges, wobei das Rückwärtsfahren über eine elektronische Regelschaltung vor­ genommen wird, die einen Mikroprozessor (11) umfaßt, der die Ausgänge von Sen­ soren (12, 13, 14) für den Winkel der Längsachse eines Zugfahrzeugs (3) und seiner Anhängerkupplung (16), den Winkel zwischen der Längsachse des Zugfahr­ zeugs (3) und dessen über eine Lenkung (17) gelenkten Rädern sowie gegebenen­ falls den Winkel zwischen der Längsachse eines Anhängefahrzeugs (2) und dessen Deichsel (16) auswertet, um die Lenkung (17) über einen Servomotor (18) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß ein an eine Hochfrequenzquelle (4) angeschlossener Leitdraht (1) bodenseitig verlegt ist und das Anhänge­ fahrzeug (2) vorder- und heckseitig an den Achsen jeweils zwei Antennen (6 _vr, 6 _vl, 6 _hr, 6 _hl), die in Richtung quer zur Längsachse des Anhängefahrzeugs (2) mit Abstand zueinander symmetrisch zu dessen Längsachse angeordnet sind, trägt, wobei die Differenzen der von den vorderen und den hinteren Antennen gelieferten Spannungen (U_vr-U_vl, U_hr-U_hl) durch den Mikroprozessor (11) zur Verstellung der Lenkung des Zugfahrzeugs (3) verarbeitet werden und sich der Leitdraht (1) mindestens etwa über die anderthalbfache Länge des Radstands des Anhängefahrzeugs (2) von einer Andockstelle erstreckt.

2. Spurfindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen (6) Ferritantennen sind.

3. Spurfindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antennen (6), gegebenenfalls zusammen mit einem Vorverstärker (7), einem Bandfilter (9, 10) und einem Gleichrichter (8), eingegossen sind.

4. Spurfindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (11) die Differenzen der von den vor­ deren und den hinteren Antennen (6 _vr, 6 _vl, 6 _hr, 6 _hl) gelieferten Spannungen (U_vr-U_vl; U_hr-U_hl) jeweils durch die Summe dieser Spannungen (U_vr+U_vl; U_hr+U_hl) dividiert.

5. Spurfindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen (6) unterhalb der Achsen (2′, 2′′) des Anhän­ gefahrzeugs (2) angeordnet sind.

6. Spurfindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bereichsanzeige (25) für den Fangbereich des Leit­ drahtes (1) vorgesehen ist.

7. Spurfindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Leitdraht (1) mindestens etwa über die andert­ halbfache Länge des Radstands des Anhängefahrzeugs (2) von einer Andockstelle erstreckt.