DE2339550A1

DE2339550A1 - Automatisches fahrzeugleitsystem

Info

Publication number: DE2339550A1
Application number: DE19732339550
Authority: DE
Inventors: Stephen Peter Waites
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1972-08-02
Filing date: 1973-08-01
Publication date: 1974-02-21
Also published as: JPS5323572B2; NL7310732A; GB1435489A; DE2339550B2; US4010409A; JPS49132731A; FR2195211A5; DE2339550C3

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

EMI LIMITED "' 100/425

Automatisches Fahrzeugleitsystem

Die Erfindung betrifft ein automatisches Fahrzeugleitsystem mit wenigstens zwei Leitkabeln, die mit Wechselstrom unterschiedlicher Frequenz gespeist werden und unterschiedliche Fahrtrouten definieren, denen ein oder mehrere Fahrzeuge folgen sollen, sowie mit wenigstens einem Fahrzeug, welches auf den Strom in den Leitkabeln empfindliche Empfangsmittel aufweist.

Es sind schon automatische Fahrzeugleitsysteme vorgeschlagen worden, in denen die Fahrtroute, denen ein Fahrzeug folgen soll, durch ein Leitkabel definiert wird, welches mit Wechselstrom gespeist wird, während das Fahrzeug mit Empfangsmitteln ausgerüstet ist, die auf den Strom im Leitkabel empfindlich sind. So ist es bekannt, zwei Suchspulen an der Vorderseite des Fahrzeugs in der Weise anzubringen, daß sich an jeder Seite des gesteuerten Hades eine der Spulen be-

409808/0459

j findet und das Lenksystem auf die Unterschiede zwischen den von beiden Spulen aufgenommenen Signalen in der Weise anspricht, daß die Unterschiede vermindert werden. Ein solches Lenksystem ist in der "britischen Patentschrift Nr. 1 097 der Anmelderin "beschrieben, in der die Signale aus den beiden Spulen voneinander subtrahiert werden, um auf diese Weise ein Lenkfehlersignal zu erhalten, dessen Größe der Große des Lenkfehlers proportional ist und dessen Phase von der Richtung des Fehlers abhängt. .Die beiden Signale werden auch addiert, um ein Signal mit einer Vergleichsphase

j zu erhalten, die verwendet wird, um das Fehlersignal zu demodulieren.

Für den Fall, daß Verschiedene Fahrtrouten vorgesehen sind, ist bereits vorgeschlagen worden, jede Fahrtroute durch ein eigenes Leitkabel zu definieren, wobei jedes Leitkabel mit Strom unterschiedlicher Frequenz gespeist wird. Ein solches System ist in der britischen Patentschrift Nr. 549 674 beschrieben. Damit das Fahrzeug der richtigen Fahrtroute zu folgen vermag, ist es erforderlich, daß das Lenksystem des Fahrzeugs nur auf die Frequenz des Stromes in dem Kabel anspricht, dem das Fahrzeug folgen soll. Eine der dazu in der britischen Patentschrift ITr. 549 vorgeschlagenen Maßnahmen besteht darin, die Suchspulen auf die gewünschte Frequenz abzustimmen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Filter zu verwenden, das die gewünschte Frequenz durchläßt, alle anderen Frequenzen jedoch ausblendet.

Normalerweise unterliegt der für Fahrzeugleitsysteme verwendete Frequenzbereich Einschränkungen, um störende Einflüsse auf andere Einrichtungen zu verhindern. " Folglich ist die Zahl der benutzbaren Frequenzen und damit

409808/0459

I auch die Anzahl der möglichen Fahrtrouten beschränkt, wenn

die verwendeten Frequenzen weit voneinander entfernt liegen,

ι Die Anzahl der Fahrtrouten wird weiter eingeschränkt, v/enn j

I gewisse Frequenzen für die Nachrichtenübermittlung zwischen ! ! einem Fahrzeug und einer Steuerstelle reserviert sind. Es
^! wäre naheliegend, die Anzahl der Frequenzen durch Vermindern

ihres gegenseitigen Abstandes zu erhöhen. Dies würde jedoch i

, sehr trennscharfe Filter erfordern, um die unerwünschten

: benachbarten Frequenzen zu unterdrücken, und es ist auch ^!

; schwierig, bei solchen Filtern eine Phasenanpassung durch- J

: zuführen. Wie bereits erwähnt wurde, ist die Phase des

Lenkfehlersignals wichtig zur Bestimmung der ilichtung des j

Fehlers, und folglich beeinflußt jeglicher Phasenfehler, |

der durch die Filter hervorgerufen wird, die Lenkung sehr !

ernstlich. Aus diesem Grund wurden bisher Leitsysteme be- ;

vorzugt, bei denen die Frequenzen hinreichend weit ausein- !

ander lagen. Die damit verbundene Beschränkung in der An- _;

^: zahl der Fahrtrouten wurde in Kauf genommen. . ■

* Es ist die Aufgabe der vorlegenden Erfindung, . !

ein Fahrzeugleitsystem der eingangs genannten Art zu schaf- \

fen, bei dem die verschiedenen Frequenzen dicht beieinander · liegen können, ohne daß sehr trennscharfe Filter benötigt werden.'

, Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein auto- ; j matisches Fahrzeugleitsystem gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs

¹1. ;

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles eingehend erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Anordnung von Leitkabeln in einem
frequenzselektiven Leitsystem, und

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Steuersystems.

Λ09808/0459

Pig. 1 zeigt die Anordnung von zwei Fahrstrecken, wobei die erste Fahrstrecke durch ein Leitkabel LGl, das durch einen elektrischen Strom mit der Frequenz Fl erregt wird, und die zweite Fahrstrecke durch ein Leitkabel LC2 definiert ist, welches durch einen elektrischen Strom der Frequenz Έ2 erregt wird. Wie man sieht, laufen die beiden Fahrstrecken an Punkten Dl, D2 ... D5 auseinander und an Punkten Cl, 02, .... C5 zusammen. Zwischen einem Punkt, an dem die Fahrstrecken zusammenlaufen, und dem folgenden Punkt, an dem sie auseinanderlaufen, wie beispielsweise zwischen den Punkten C5 und Dl, verlaufen beide Leitkabel parallel und dicht beieinander. Gewöhnlich liegen die Kabel in Schlitzen im Untergrund oder in der Fahrdecke, und die parallelen Abschnitte der beiden Kabel können der Einfaeh-heit halber im gleichen Schlitz verlegt werden. Punkte entlang der Strecke, an denen die Fahrzeuge evtl. anhalten sollen, sind mit Pl, P2 .... P8 gekennzeichnet, und jedes Fahrzeug ist so programmiert, daß es stets den kürzesten Weg über die vorgeschriebenen Haltepunkte nimmt. Wenn z.B. ein Fahrzeug an den Punkten P3, P7 und P8 halten soll, verläuft der kürzeste Weg ausgehend vom Startpunkt SP und bei Fahrtrichtung im Uhrzeigersinn über das Leitkabel LC2

zum Punkt D3, dann entlang des Leitkabels LCl von D3 ι

nach D5 und wieder entlang des Leitkabels LC2 von D5 zum Startpunkt. Die Programmiermittel können sich im Fahrzeug oder auch, wie später noch beschrieben wird,

409808/0459

an einem zentralen Ort "befinden.

Wie bereits erwähnt wurde, muß das Steua?- system eines Fahrzeugs, das einem ausgewählten Kabel folgen soll, zwischen den Signalen \oi diesem Kabel und von den Signalen der Machbarkabel unterscheiden können. In Fig. 1 sind zwar aus Gründen der Vereinfachung nur zwei Leitkabel gezeigt, in der Praxis kann jedoch eine große Anzahl Kabel verwendet werden.

Die in Fig. 2 dargestellten Mittel zum Abtasten des Stroms in den Leitkabeln LCl und LC2 umfassen ein erstes Paar Suchspulen 1 und 2 sowie ein zweites Paar Suchspulen 3 und 4. Diese Spulen sind gewöhnlich an der Vorderseite des Fahrzeugs an gegenüberliegenden Seiten von dessen Mittellinie angebracht. Deshalb sind die von den Spulen 1 und 2 bzw. von den Spulen 3 und 4 empfangenen j Signale gleich, wenn das Fahrzeug,wie Fig. 2 dargestellt, auf die Leitkabel LGl und LC2 zentriert ist. Wenn jedoch das Fahrzeug nach rechts (in der Zeichnung nach oben) vom Leitkabel abweicht, dann wachsen die von den Spulen 2 und empfangenen Signale an, da diese sich dichter an die Kabel heranbewegt haben, und die von den Spulen 1 und 3 empfangenen Signale werden in gleicher Weise schwächer. Die Spulen 1 und 2 sind in Reihe miteinander verbunden, um so ein Gesamtsignal zu erzeugen, dessen Amplitude und Phase unabhängig von Abweichungen des Fahrzeugs von seiner vorgeschriebenen Bahn konstant sind, solange die Abweichungen nicht zu groß

A09808/0459

werden. Die Spulen 3 und 4 sind gegeneinander in Reihe geschaltet, um somit ein Differenzsignal zu erzeugen, dessen Amplitude der Größe der Abweichung des Fahrzeugs von der vorgeschriebenen Bahn proportional ist und dessen Phase von der Richtung der Abweichung abhängt. Mit anderen Worten, bei einer Abweichung zur einen Seite der Leitkabel ist das Differenzsignal in Phase mit dem Summen signal, und bei einer Abweichung zur anderen Seite weist das Differenzsignal gerade die entgegengesetzte Phasenlage auf wie das Summensignal. Das Summensignal und das Differenzsignal können auch erzeugt werden, indem man die Signale von nur zwei einzelnen Spulen einmal addiert und einmal subtrahiert. Die zwei einzelnen Spulen treten dann an die Stelle der beiden Spulenpaare.

Das Summensignal wird durch einen Verstärker 6 verstärkt, der vorzugsweise ein Operationsverstärker mit automatischer Verstärkungsregelung ist,und dann einem Phasendetektor 7 zugeführt. Angenommen, daß das Fahrzeug sich dem Punkt Dl nähert, an dem die beiden Leitkabel LCl und LC2 auseinanderlaufen, dann nehmen alle Suchspulen 1 bis Signale von beiden Leitkabeln auf. Das Summensignal enthält somit Komponenten mit Frequenzen Fl und F2 und mit Schwebungsfrequenzen. Damit das Fahrzeug einem ausgewählten Leitkabel folgen kann, beispielsweise dem Leitkabel LC2, wenn das Fahrzeug an den Verzweigungspunkt Pl kommt, muß die Komponente mit der Frequenz F2 ausgewählt und die anderen Frequenzen unterdrückt werden. Die ausgewählte

409808/Q459

Frequenz und somit die Leitkabel, dem das Fahrzeug folgen soll, wird durch einen spannungsgesteuerten Oszillator 9 ermittelt, der "bei beiden ausgewählten Frequenzen zu Schwingungen erregt werden kann. Hierzu sind zwei verschiedene Zeitschaltungen 11 und 12 mit unterschiedlicher Zeitkonstante vorgesehen, die wahlweise mit dem Oszillator über einen Schalter 17 verbunden werden können, der durch die Programmittel gesteuert wird. Der Schalter 17 ist vorzugsweise ein elektronischer Halbleiterschalter, wenn auch in der Zeichnung aus -Vereinfachungsgründen ein mechanischer Schalter dargestellt ist. Auch kann natürlich an Stelle eines einzelnen Oszillators in Verbindung mit einer Anzahl von Zeitschaltungen mit· unterschiedlicher Zeitkonstante für jede der vorkommenden unterschiedlichen-Frequenzen ein eigener Oszillator vorgesehen sein.

Unter der Annahme,- daß die Zeitschaltung 12 mit dem Oszilltor 9 verbunden ist,um diesen zu Schwingungen mit der Frequenz F2 anzuregen, dann wird das Ausgangssignal des Oszillators dem Phasendetektor 7 zugeführt, dem auch das Summensignal vom Operationsverstärker 6 zu-. geführt wird. Der Phasendetektor kann von jedem beliebigen !Dyp sein und erzeu^ein Ausgangssignal, das von der Phase und der Differenzfrequenz der beiden Eingangssignale abhängt. Das das Summensignal verschiedene Frequenzkomponenten einschließlich der Frequenzen Fl und F2 enthält, enthält auch

409808/0459

das Ausgangssignal des Phasendetektors verschiedene Komponenten, nämlich ein Gleichspannungssignal, das von der Phasendifferenz zwischen dem Ausgangssignal des Oszillators der Frequenz Γ2 und der F2-Komponente des Summensignals abhängt, sowie verschiedene Wechselspannungssignale, die von den Frequenzdlfferenzen zwischen dem Ausgangssignal des Oszillators unl den anderen Komponenten des Summen-Signals abhängen. Das Ausgängssignal des Phasendetektors 7 wird über ein Filter 8, das nur die Gleichspannungskomponente durchläßt, dem Oszillator 9 zugeführt, wo es dazu verwendet wird, die Phase des Oszillators zu verstellen, um die Phasendifferenz zu vermindern. Dies bedeutet, daß der Phasendetektor 7, das Filter 8 und der Oszillator 9 eine sogenannte phasenstarre Schleife bilden, die dazu dient, eine vorbestimmte Phasenbeziehung zwischen dem Ausgangssignal des Oszillators und der F2-Komponente des Summensignals aufrecht zu erhalten, normalerweise . eine Phasendifferenz von 90° zwischen beiden Signalen. Das phasenstarre Ausgangssignal des Oszillators wird einem Phasenschieber 16 zugeführt, der seine Phase um 90° verschiebt und dadurch ein Signal erzeugt, das mit der 3?2-Komponente des Summensignals in Phase ist und gemeinsam mit dem Differenzsignal, welches von den Spulen 3 und 4 abgeleitet und über einen Verstärker 5, der dem Verstärker 6 entspricht,gelaufen ist, einem zweiten Phasendetektor 13 zugeführt wird, der dem ersten Phasendetektor 7 gleichen kann.

409808/0459

Da das Differenzsignal Komponenten verschiedener Frequenzen enthält, enthält das Ausgangssignal des Phasendetektors 13 ein auf die !^-Komponente des Differenzsignals zurückgehendes Gleichspannungssignal und verschiedene Wechselspannungskomponenten, die auf die Frequenzdifferenzen zwischen dem Oszillatorsignal und den anderen Komponenten des Differenzsignals zurückgehen. Das Gleichspannungssignal wird von den Wechselspannungssignalen durch das Filter abgetrennt. Wie bereits erwähnt wurde, befindet sich das Differenzsignal mit dem Summensignal in Phase, wenn das Fahrzeug zur einen Seite von seiner Sollbahn abweicht, und befindet sich mit dem Summensignal in entgegengesetzter Phaselage, wenn das Fahrzeug zur anderen Seite hin abweicht. Das Ausgangssignal des Oszillators ist gegenüber dem ausgewählten Summensignal um 90° phasenverschoben, so daß sich das Ausgangssignal des Phasenschiebers 16 immer in Phase oder Gegenphase mit dem Differenzsignal befindet. Folglich hat:das Gleichspannungssignal aus dem Filter 14 eine bestimmte Polarität, wenn das Differenzsignal mit dem phasenverschobenen Oszillatorsignal in Phase ist, und besitzt die entgegengesetzte Polarität, wenn sich das Differenzsignal mit dem phasenverschobenen Oszillatorsignal in Gegenphase befindet. Überdies ist die Amplitude des Gleichspannungssignals der Amplitude des Differenzsignales proportional. Das Ausgangssignal des Filters stellt daher in Amplitude und Polarität den Betrag und die

409808/0459

-ΙΟ-

Richtung einer jeden Abweichung des Fahrzeugs vom Leitkabel LC2 dar, ist jedoch unabhängig von der Abweichung des Fahrzeugs vom Leitkabel ICl, und kann dazu verwendet werden, um in beliebiger geeigneter Weise die Abweichung vom Leitkabel LC2 zu korrigieren. Beispielsweise kann das Ausgangssignal, wie in der britischen Patentschrift Nr. 1 097 beschrieben ist, zwei Kanälen zugeführt werden. Im ersten Kanal wird das Impulstastverhältnis eines Multivibrators in Einklang mit der Amplitude des Gleichspannungssignals gesteuert, jedoch ohne Rücksicht auf dessen Polarität. Im zweiten Kanal werden Torsteuersignale von der Polarität des Gleichspannungssignals abgeleitet und dazu verwendet, die Ausgangssignale des Multivibrators in Abhängigkeit von der Polarität wahlweise dem linken und dem rechten Steuermotor zuzuführen.

Nun zurück zu Fig. 2. Es ist zu sehen, daß die phasenstarre Schleife 7,8,9 aus dem zusammengesetzten Summensignal den Anteil mit der !Frequenz F2 wirksam ausfiltert. Diese Komponente wird als Phasenvergleichssignal benötigt. Unter Benutzung dieses Vergleichsignals wird durch den Phasenschieber 16, den Phasendetektor 13 und das Filter 14 die Komponente mit der gewünschten ,Frequenz F2 aus dem zusammengesetzten Differenzsignal herausgezogen und demoduliert. Zwar verwendet das beschriebene System zwei Filter 8 und 14, jedoch werden diese nur dazu benötigt, um ein Gleichspannungssignal von Wechselspannungssignalen abzutrennen. Solche Filter sind viel einfacher als hochselektive Filter und bringen keine Schwierigkeiten mit der Pha· senanpassung mit sich. Überdies können auch die benutzten Frequenzen dicht nebeneinander liegen.

409808/0459

Es wurde "beschrieben, wie ein entlang der Leitkabel LCl und LC2 in Richtung auf einen Verzweigungspunkt Dl hin sich bewegendes Fahrzeug veranlaßt wird, sein Lenkungssteuersystem auf die Frequenz F2 des Leitkabels LG2 aufzuschalten. Auf diese Weise folgt das Fahrzeug dem Leitkabel LC2, wenn es den Punkt Dl erreicht, und ignoriert dabei die vom Leitkabel LCl empfangenen Signale. Das Fahrzeug, folgt dem Kabel LC2, bis es den Punkt C2 durchläuft, an dem beide Kabel wieder zusammenlaufen. Wenn das Fahrzeug den nächsten Verzweigungspunkt D3 erreicht, soll es von da an dem Leitkabel LCl folgen. Da die Kabel LCl und LC2 zwischen den Punkten C2 und D3 parallel laufen, ist es dem Fahrzeug möglich, in diesem Bereich von einem auf das andere Kabel überzuwechseln, ohne daß die Lenkungskontrolle durcheinander gerät. Das Überwechseln geschieht einfach durch Umschalten des Oszillators 9 von der Frequenz F2 auf die Frequenz Fl. Das Lenksystem schaltet dann auf die Fl-Komponente der von den Leitkabeln empfangenen Signale und verfährt dabei in der bereits beschriebenen Weise, und folglich steuert das Fahrzeug entlang des Leitkabels LCl bis zum Abzweig D3 und darüber hinaus.

Bs wurde bereits früher erwähnt, daß es wünschenswert sein kann, gewisse Frequenzen zu reservieren, um auf ihnen einen Nachrichtenverkehr zwischen den Fahrzeugen und einer Steuerzentrale zu führen. Zwar könnte jedes Fahrzeug auch seine eigene Programmeinheit bei sich führen, wie dies in der deutschen Patentschrift Nr. 1 296 664 beschrieben ist, um seine Fahrtroute auszuwählen, es ist jedoch häufiger bequemer, eine zentrale Steuereinheit wie einen Digitalrechner zu verwenden, um die Gesamtheit der Fahrzeuge zu steuern. In einem solchen System würde für jedes Fahrzeug ein eigenes Programm in den Rechner eingegeben, wobei jedes Programm die Punkte anzeigt, an.denen das fragliche Fahrzeug beispielsweise zum Be- oder Entladen anhalten

409808/0459

soll. Die Aufgabe des Rechners besteht darin, die Portbewegung eines jeden Fahrzeugs im System zu überwachen, zu ermitteln^welche Maßnahme auf dem Streckenabschnitt, auf dem sich das Fahrzeug gerade befindet, getroffen werden muß, nämlich ob das Fahrzeug dem gegenwärtigen Kurs folgen s oll, ob die Frequenz auf ein anderes Leitkabel umgeschalten werden soll, ob das Fahrzeug am nächsten Be- oder Entladepunkt anhalten soll,oder ob es anhalten soll, um einen Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug zu vermeiden, wozu der Rechner das Fahrzeug entsprechend steuert. Hierfür ist eine Nachrichtenverbindung zwischen jedem Fahrzeug und der Steuerzentrale erforderlich, und am bequemsten verwendet man dazu eine bereits vorhandene, nämlich das Leitkabel. Es hat sich herausgestellt, daß Unterbrechungen den Stroms im Leitkabel die Lenkung der Fahrzeuge nicht nachteilig beeinflussen, solange die Unterbrechungen nur von kurzer Dauer sind. Daher ist es möglich, während solcher Unterbrechungen Nachrichten zwischen den Fahrzeugen und der Steuerzentrale zu übermitteln. In einem typischen Fall j wird der Strom alle 30 Millisekunden auf die Dauer von j IO Millisekunden unterbrochen, und während jeder dieser Unterbrechungen wird einer von vier Tönen fl, f2, f3 und ■ f4 über die Kabel übermittelt, wobei jeder Ton zwei binäre ι Bits darstellt, z.B. 01, 10, 11 und.00. Der Tonerzeuger ; kann z.B. ein Oszillator aus der Klasse der D-Oszillatoren j sein, dessen Übertragungs3pule zum Ankoppeln des Ausgangssignals an die Leitkabel zusammen mit einem von vier ausgewählten Kondensatoren als Resonanzspule dient. Die Kondensatoren können beispielsweise durch sllicium-gesteuerte Gleichrichter wahlweise, je nach dem, welche Tonfrequenz übermittelt werden soll, auf Triacs aufgeschaltet werden. Jeder Ton braucht nur 5 ms zu dauern, während der verbleibenden 5 ms können die Signaltransienten ansteigen und abfallen. Die Position eines jeden Fahrzeugs im System kann

40 9 8 08/0459

dadurch "bestimmt werden, daß man Markierungen wie z.B. Perma nentmagnete an verschiedenen Punkten entlang der Fahrtrouten anbringt und an jedem Fahrzeug Mittel wie Suchspulen vorsieht, die die Markierungen entdecken und zählen. Es kann aber auch jede andere Art "bekannter Markierungen verwendet werden, z.B. optische oder mechanische Markierungen. Derartige Verfahren sind wohl "bekannt, aber im vorliegenden System ist es nicht erforderlich, daß ein Fahrzeug die Anzahl der Markierungen, die es passiert hat, speichert. Da jedes Fahrzeug seine Position in regelmäßigen Abständen an die Steuerzentrale durchgibt, ist es lediglich erforderlich, daß das Fahrzeug die Anzahl von Markierungen speichert, die es seit der letzten Positionsiibermittlung passiert hat, um ein Beispiel zu nennen, höchstens vier Markierungen.

Jedes Fahrzeug übermittelt die Anzahl der

passierten Markierungen in kurzen Abständen von etwa jeweils 5 Sek. auf einen Befehl vom Steuerzentrum hin an das Steuerzentrum. Der Befehl kann aus dem Binärcode 00, 00, 00 bestehen, der durch den Ton f4 dargestellt wird und in drei aufeinanderfolgenden Unterbrechungszeiträumen übermittelt wird, die nachfolgend als Zeitkanäle bezeichnet werden. Das Befehlssignal wird über alle Leitkabel übermittelt und von allen Fahrzeugen empfangen, die daraufhin hintereinanderfolgend antworten. So übermittelt beispielsweise das Fahrzeug Nr. 1 im Zeitkanal Nr. 4 seine Markierungszahl, in dem es den Ton fl, f2, f3 oder f4 übermittelt, der 1, 2, 3 bzw. passierten Markierungen entspricht. Das Fahrzeug Nr. 2 antwortet in gleicher Weise im Zeitkanal Nr. 5, das Fahrzeug Nr. im Zeitkanal Nr. 6 usw.. Bei einer Gesamtzahl von 30 Fahrzeugen würde das letzte Fahrzeug im Zeitkanal Nr. 33 antworten. Darauffolgend besteht ein Zeitabschnitt von 4 Sek., ehe die Fahrzeuge erneut abgefragt werden. Während dieses Zeitabschnittes übermittelt die Steuerzentrale an die Fahrzeuge Instruktionen, die auf den neuesten Positions^gaben

409808/0459

und der vorgeschriebenen Route basieren. Wenn man es jedoch mit einer sehr großen Anzahl von Fahrzeugen zu tun hat, dann ist es praktisch nicht durchfuhrbar, während des 4 Sek. dauernden Zeitabschnittes an alle Fahrzeuge Instruktinen zu übermitteln. Es ist jedoch auch nicht wünschenswert, den Zeitabschnitt zwischen aufeinanderzufolgenden Abfragezyklen · auszudehnen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist jedes Fahrzeug mit einem Speicher ausgestattet, in dem eine empfangene Instruktion, die für mehrere Abfragezyklen Gültigkeit besitzt, gespeichert wird. Während eines jeden Abfragezyklus übermittelt die Steuerzentrale ihre Instruktionen nur zu einer kleinen Anzahl Fahrzeuge, die auf der Grundlage einer Prio-

ritätsregel ausgewählt werden, z.B. die 8 Fahrzeuge,deren bestehende Instruktionen am dringensten auf den neuesten Stand gebracht werden müssen.

Die in Form des bereits beschriebenen Codes übermittelte Instruktion kann folgende Punkte einschließen:

a) die Indentität des Fahrzeuges, für den die Instruktion bestimmt ist,

b) die nächstfolgende Steuerfrequenz, der das Fahrzeug folgen soll,

c) ob die neue Instruktion die laufende Instruktion ersetzen soll oder erst ausgeführt warden soll, nachdem die bestehende Instruktion ausgelaufen ist,

d) die Anzahl Markierungen, für die die Instruktion gültig ist.

Man stelle sich z.B. vor, daß die bestehende Instruktion im Speicher bezüglich der Steuerfrequenz Fl und bezüglich der Anzahl Markierungen auf 3 lautet. Dies bedeutet, daß das Fahrzeug nach dem Umschalten auf die Steuerfrequenz Pl drei Markierungen passieren darf, bevor die Instruktion ungültig wird. Das Fahrzeug muß dann anhalten, wenn keine

409808/0459

neue Instruktion empfangen -wurde. Im Hormalfall wird das Fahrzeug jedoch eine neue Instruktion erhalten, bevor die bestehende Instruktion ungültig wird. Angenommen, die neue Instruktion lautet auf Steüerfrequenz F2 und vie'r Markierungen, und das Fahrzeug hat bereits zwei Markierungen passiert. Wenn der Teil (c) der neuen Instruktion anzeigt, daß diese neue Instruktion die vorhergehende Instruktion ersetzt,'dann \ wird die neue Instruktion dem Bereich "geltende Instruktion" i des Speichers zugeführt, wo sie die vorherige Instruktion auslöscht. Nunmehr wird die neue Instruktion angewandt und der I Markierungszähler wird auf null zurückgestellt. Wenn jedoch Teil (c) der neuen Instruktion anzeigt, daß die neue Instruk- j tion die vorherige nicht ersetzen soll, dann vird die neue j Instruktion dem Abschnitt "nächste Instruktion" des Speichers |

ι

! zugeführt und in den Abschnitt "geltende Instruktion" des j

j Speichers übernommen, wenn die vorherige Instruktion un- ;

' gültig geworden ist, d.h., nachdem das Fahrzeug die dritte j

\ Markierung passiert hat. ;

Die an das Fahrzeug übermittelte Instruktion ' kann auch weitere Information enthalten, die andere Funktionen

. des Fahrzeugs steuert, z.B. die Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeuges; eine Anweisung, zum Be- oder Entladen oder zur Vermeidung eines Zusammenstosses anzuhalten? falls

^: es sich um einen Lastwagen handelt, die Anweisung, einen Anhänger an-oder abzuhängenj oder falls es sich um einen Gabelstapler handelt, die Anweisung, die Gabel anzuheben oder

; abzusenken; oder die Anweisung, eine Hupe oder einen Fahrt-' richtungsanzeiger zu betätigen oder anderes mehr.

j · Hat das Fahrzeug eine Instruktion erhalten, ! so übermittelt es automatisch eine Antwort an die Steuerz-entra- ; Ie, mit der Einzelheiten der empfangenen Instruktion be- ; stätigt und andere nützliche Informationen übermittelt werden, L wie beispielsweise die Frequenz des Leitkabels, dem das Fahr-

409808/0459

zeug momentan folgt, die Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung, ob das Fahrzeug beladen oder leer ist, der Zustand der Antriebsbatterie und anderes mehr. Aus dieser Information in Verbindung mitcferin. jedem Abfragezyklus erhaltenen Markierungsanzahl und dem gespeicherten Fahrprogramm des Fahrzeugs ermittelt der Rechner in der Steuerzentrale die nächste Anweisung an das Fahrzeug und deren Prioritätsrang.

Das das Leitsystem eine Anzahl von Leitkabeln j enthält, wird jede Anweisung über alle Kabel übermittelt. In entsprechender Weise übermittelt jedes Fahrzeug seine Antworten über das Kabel oder über die Kabel, entlang derer es sich fortbewegt. Hierdurch wird eine weitere Überprüfung der Position des Fahrzeugs ermöglicht. Wenn z.B. die Antj wort eines Fahrzeugs über die Kabel A, B, C und D empfangen ! wird, dann weiß der Rechner, daß sich das Fahrzeug an einem Abschnitt entlang bewegt, an dem die Kabel A,B, C und D j parallel verlaufen. Hierdurch wird die Position des Fahrzeuges allerdings noch nicht vollständig beschrieben, da es mehrere solche Abschnitte innerhalb des Systems geben kann. Wenn jedoch die nächste Antwort vom Fahrzeug über die Kabel A und E empfangen wird, dann kann dies zusammen mit der vorhergehenden Information ausreichen, um das Fahrzeug zu lokalisieren.

Während der Übermittlung von nachrichten nehmen die S-fceuerspulen 1, 2, 3 und 4 die Töne mit der ITachrichtenfrequenz auf· Da jedoch das Steuersystem auf eine davon verschiedene Frequenz ausgerichtet ist, ignoriert es die Frequenzen der ITachrichtentöne. Es ist jedoch wünschenswert, die Regelung der Phase des Oszillators 9 auch während der Unterbrechungen des Steuerstromes im Leitkabel aufrecht zu erhalten. Dies läßt¹ sich durchführen, indem man dae vom Phasendetektor und Filter 8 kommende Phasensteuersignal beispielsweise in einem Kondensator speichert. Darüber hinaus kann der Phasen~

409808/0459

detektor auch mittels einer Torschaltung 18 vom Oszillator abgetrennt werden, um zu verhindern, daß während der Unterbrechungszeiträume Störsignale den Oszillator erreichen. Die normalerweise geöffne te Torschaltung, 18 kann durch das Ausgangssignal eines Detektors 19 geschlossen werden, der das Vorhandensein von Lücken oder Unterbrechungen im Summensignal der Spulen 1 und-2 ermittelt. Das Ausgangssignal des Detektors 19 kann auch dazu verwendet werden, um eine Torschaltung 20 zu öffnen und dadurch die während der Unterbrechungen Übermittelten codierten Frequenzen einem Satz Filter fl, f2, f3 und f4 zuzuführen, die die vier Töne trennen und einer Steuereinheit 21 zuführen, in der sie dekodiert und gespeichert werden. Ein Ausgangssignal der Steuereinheit 21 steuert den Schalter 17 im Einklang mit der erhaltenen Fahrstrecken-Anweisung. Im gezeigten Beispiel werden die codierten Töne von den Spulen 1 und 2 empfangen, es können jedoch stattdessen auch getrennte Spulen dazu verwendet werden.

Die beschriebene Erfindung ist bei jeder Art Fahrzeug mit eigenem Antrieb anwendbar, z.B. bei gewerblichen Schleppfahrzeugen oder bei Gabelstaplern. Bei Schleppfahrzeugen ist vorzugsweise jedes Fahrzeug an seiner Rückseite mit einer automatischen Ankuppelvorrichtung versehen, um beim Zurückfahren Anhänger an das Schleppfahrzeug anhängen zu können. Die Kupplungsvorrichtung kann durch Stoß , durch einen Elektromagnet, durch ein Solenoid oder durch einen Motor betätigt werden. Alle diese Vorrichtungen sind an sich gut bekannt. Es ist wichtig, daß die lenkung des Fahrzeuges auch dann gesteuert wird, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, und aus diesem Grund befindet sich vorzugsweise am Ende des Fahrzeuges ein weiterer Satz Suchspulen, ähnlich den Suchspulen 1, 2, 3 und 4 an der Vorderseite dee Fahrzeuges, und es sin'd dazu Schaltmittel vorgesehen,

40 9 808/0459

um die rückwärtigen Spulen mit den Eingängen der Verstärker und 6 zu verbinden.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf ein zentral gesteuertes Verkehrs sy st em "beschränkt. Sie ist vielmehr in gleicher Weise auf ein System anwendbar, in,dem jedes Fahrzeug sein eigenes Steuerprogramm bei sich führt.Das beschriebene, zentral gesteuerte Verkehrssystem ist lediglich ein Ausführungsbeispiel, und einem Fachmann werden viele Abwandlungen und andersartige Ausführungen geläufig sein. Zum Beispiel können zur Nachrichtenübermittlung auch andere Mittel als Leitkabel verwendet werden, z.B. eine Funkverbindung über einen gesonderten leiter. Insbesondere dann, wenn die Anzahl der Fahrzeuge nur gering ist, kann an die Stelle der Anwendung des Zeitmultiplex auch die des Frequenzmultiplex treten. * ^rr' ^! :

- Patentansprüche -

409808/0459

Claims

Patentansprüche' t

1. JAutomatisches Fahrzeugleitsystem mit wenigstens zwei Leit-""""Kabeln, die mit Wechselstrom unterschiedlicher Frequenz gespeist werden und unterschiedliche Fahrtrouten definieren, denen ein oder mehrere Fahrzeuge folgen sollen, sowie mit wenigstens einem Fahrzeug, welches auf den Strom in den Leitkabeln empfindliche Empfangsmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug Signalverarbeitungsraittel aufweist, die von den Empfangsmitteln ein erstes und ein zweites Signal ableiten, die "beide Komponenten mit den Frequenzen (Fl, F2) von jedem der abgetasteten Leitkabel (LOl, £02) enthalten, wobei die Phase des ersten Signale von der Richtung der Abweichung des Fahrzeugs vom Leitkabel (LCl, LC2) abhängt und die Phase des zweiten Signals unabhängig von der Abweichung vom Leitkabel (LCl, LC2) ist, und daß das Fahrzeug Mittel zum Erzeugen .von Schwingungen, sowie Auswahlmittel enthält, die von den Mitteln zum Erzeugen von Schwingungen ein Schwingungssignal herleiten, dessen Frequenz mit der Frequenz in jenem Leitkabel (LCl, LC2) übereinstimmt, dem das Fahrzeug folgen soll, und daß im Fahrzeug Phasenregelmittel, die auf das zweite Signal ansprechen und das Schwingungssignal in einer vorbestimmten Phasenlage zu der Komponente des zweiten Signals halten, deren Frequenz mit jener des Schwingungssignals übereinstimmt, und Vergleichsmittel, die auf das erste Signal und das Schwingungssignal ansprechen und ein Fehlersignal herleiten, dessen Vorzeichen nur von der Ehasenbeziehung zwischen dem Schwingungssignal und der Komponente des ersten Signals abhängt, deren Frequenz mit der des Schwingungssignals übereinstimmt, sowie Regelmittel vorgesehen sind, die auf das Fehlersignal ansprechen und die Abweichung des Fahrzeugs vom Leitkabel (LGl, LC 2)jdem es folgen soll, herabsetzen.

409808/0453

2. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenregelmittel eine phasenstarre
Schleife (7,8,9) umfassen.

3. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach Anspruch 2, dadurch · gekennzeichnet, daß die phasenstarre Schleife einen ersten j Phasendetektor(7), Mittel zum Eingeben des Schwingungssignals < und des zweiten Signals in den Phasendetektor (7) sowie ! Mittel enthält, die vom Phasendetektor (7) ein Ausgangs- j signal ableiten, welches eine von der Phasendifferenz zwischen ! dem Schwingungssignal und der Komponente des zweiten Signales,
dessen Frequenz mit der des Schwingungssignals übereinstimmt, ■ herrührt sowie eine oder mehrere Wechselstromkomponenten
enthält, die von den Frequenzunterschieden zwischen dem j Schwingungssignal und den übrigen· Komponenten des zweiten
Signals herrühren, wobei Mittel (8) zur Abtrennung der Gleich- j Stromkomponente von den Wechselstromkomponenten sowie Mittel j vorgesehen sind, die auf die Gleichstromkomponente ansprechen I und die Phasenlage des Schwingungssignals regeln. j

4. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach einem der vorher- i gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet^ daß die Ver- . j gleichsmittel einen zweiten Phasendetektor (13) und Mittel j (14) zum Abtrennen der Gleichstromkomponente des Ausgangs- , signals des zweiten Phasendetektors (13) von den Wechselstromkomponenten umfassen, um das Fehlersignal abzuleiten. j

5. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach einem der vorher- ! gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel

zum Erzeugen von Schwingungen einen spannungsgeregelten j Oszillator umfassen, dem eine Anzahl von Zeitschaltungen
mit unterschiedlichen Zeitkonstanten zugeordnet ist, die
durch die Auswahlmittel (17) nach Wahl mit dem Oszillator
(9) verbindbar sind.

A09808/0A59

6. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel ein erstes Paar induktiver Suchspulen (1,2), die gleichsinnig in Heihe geschaltet sind, sowie ein zweites Paar induktiver Suchspulen (3,4) enthalten, die. gegeneinander in Reihe geschaltet sind.

7. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach einem.der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Programm-Steuereinheit vorgesehen ist, die die. Auswahlmittel steuert.

8. Automatisches Fahrzeugleitsystem naoh Anspruoh 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Programmsteuereinheit auf dem Fahrzeug befindet.

9. Automatische Fahrzeugleiteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Programmsteuereinheit an einer vom Fahrzeug entfernten Steuerstelle befindet.

10. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den Strom in den Leitkabeln (LGl, LC2) periodisch unterbrechen.

11. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß Übertragungsmittel vorgesehen j sind, durch die über die Leitkabel (LCl, LC2) während der j Unterbrechungen Befehle von der Programmsteuereinheit an ! das Fahrzeug übertragen werden.

12. Automatisches Fahrzeugleitsystem nach Anspruch 10 oder

11. dadurbh gekennzeichnet, daß Übertragungsmittel vorgesehen sind, durch die während der Unterbrechungen des Stroms in den Leitkabeln (LCl, LC2) über diese vom Fahrzeug Information" an die Programmsteuereinheit übertragen wird.

409808/0459

13· Automatisches Fahrzeugleitsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet» daß sich wenigstens ein leil der Information auf die Position des Fahrzeugs bezieht, um der Programmsteuereinheit die Überwachung der Position des Fahrzeuges zu ermöglichen

40980 8/0459

Leerseite