EP0052263B1 - Einrichtung zur Abstandhaltung von spurgebundenen Fahrzeugen - Google Patents

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EP0052263B1
EP0052263B1 EP81108920A EP81108920A EP0052263B1 EP 0052263 B1 EP0052263 B1 EP 0052263B1 EP 81108920 A EP81108920 A EP 81108920A EP 81108920 A EP81108920 A EP 81108920A EP 0052263 B1 EP0052263 B1 EP 0052263B1
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EP
European Patent Office
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light
vehicles
vehicle
drive control
spacing
Prior art date
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Expired
Application number
EP81108920A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0052263A1 (de
Inventor
Jean-Claude Schick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Digitron AG
Original Assignee
Inventio AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Priority to AT81108920T priority Critical patent/ATE17285T1/de
Publication of EP0052263A1 publication Critical patent/EP0052263A1/de
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Publication of EP0052263B1 publication Critical patent/EP0052263B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/34—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for indicating the distance between vehicles or trains by the transmission of signals therebetween
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
    • Y10S367/909—Collision avoidance

Definitions

  • the invention relates to a device for keeping track-bound vehicles at a distance, with light transmitters arranged on the rear side, emitting modulated light against the direction of travel in the reverse direction, and with light receivers arranged on the front side receiving light uniformly from the front in the direction of travel, which device uses a drive control to control the speed controls a vehicle so that its distance from the vehicle immediately ahead does not fall below a predetermined value, the distance being determined on the basis of the received light intensity.
  • the limit distance that triggers the stop of the trailing vehicle must therefore be selected so that a collision-preventing braking is guaranteed for the most unfavorable combination of the vehicle speeds. For all other speed combinations, the stop is therefore premature and therefore not optimal.
  • German published application DE-A-2 219 204 describes an optoelectronic system which can be used to supply both a central point for coordinating traffic and each individual road user with the necessary information for an undisturbed traffic flow.
  • Each vehicle is equipped with transmitters or receivers that transmit in all directions and receive from all directions, the IR radiation used being modulated for the purpose of information transmission.
  • Similar reception systems are permanently installed at important points in the road network.
  • a disadvantage of this device is the fact that, based on the information obtained that characterizes the traffic situation, the traffic flow is not automatically and correctively intervened, neither by the central unit nor by the vehicle control system. Rather, it is up to the road user to interpret the information obtained and, if necessary, to intervene in the control of his vehicle. This device is therefore not usable as an automatic collision safety device, and certainly not in driverless vehicles.
  • DE-OS 2 646 587 shows a device for vehicles which can be steered automatically by means of a guide cable.
  • the guide cable is laid in the lane and is supplied with a control pulse at regular intervals to keep the vehicles at a safe distance.
  • the control pulse spreads along the guide cable and causes a light pulse to be emitted against the direction of travel when a vehicle is reached.
  • the control pulse and the light pulse originating from the preceding vehicle are detected on the following vehicle and the distance is determined on the basis of the time between the pulses.
  • This device requires elaborate, fixed installations to keep the distance.
  • the fixed installations consist of the guide cable laid in the carriageway and the associated control devices.
  • the control devices must be provided in such a way that the control impulse with respect to the direction of travel of the vehicle propagates in the same direction on each section of the lane, because the transit times of the impulses in the guide cable and in the air have to be added and subtracted depending on the direction.
  • the parts of the device arranged on the vehicles are complex because the times to be evaluated between the pulses are short due to the very high propagation speeds. The device does not reliably evaluate the short times between the pulses if the pulses are distorted or if the times are very short, the distortions of the pulses increasing with increasing roadway length or guide cable length and the times between the pulses decreasing with decreasing distance.
  • the invention is based on the object of proposing a relatively simple device for keeping track-bound vehicles at a distance, which works reliably on tracks of any length, which can be operated without fixed installations and whose reliability increases with decreasing distance.
  • this spacing device ensures collision protection which is based on equalization of the vehicle speeds and not on a vehicle stop.
  • the collision protection is therefore tailored to the normal driving behavior of the vehicles while avoiding interruptions in operation with their disadvantageous consequences for transport performance and operational processes.
  • the distance between two vehicles is proportional to their speed, so that the resulting collision protection works optimally at all speeds.
  • FIG. 1 denotes a battery-operated vehicle of an industrial conveyor system, which can move forward and backward on a carriageway 2 by means of wheels 3, 4.
  • a guide cable 5 can be laid in the underlay of the roadway 2, which cooperates with steering devices of the vehicle 1 (not shown in more detail).
  • load suspension devices 6 On the top of the vehicle 1 there are load suspension devices 6, which can be designed differently depending on the type of loads to be transported.
  • light transmitters and light receivers for both directions of travel are arranged in dustproof glass housings 7, 8.
  • Metal housings 9, 10 are provided directly under the glass housings 7, 8 and contain the electrical devices of the light transmitters and the light receivers described in more detail with reference to the block diagram in FIG. Under the metal housings 9, 10 there are safety contacts embedded in rubber sleeves 11, 12 which switch off the drive of the vehicle 1 in the event of a collision.
  • FIG. 2 denotes a control circuit, to which four items of information AHE, AHL, AHR, AHT originating from a drive control of the vehicle 1, which is not explained in greater detail, and which have five output signals EL, ER, SL, SR, ST generated.
  • the output signals EL, ER are fed to a light receiver denoted by 22, while the output signals SL, SR, ST are fed to a light transmitter denoted by 23, the light receiver 22 and the light transmitter 23 being arranged at the same vehicle end.
  • the output signals EL, ER are present in the light receiver 22 on the one hand both on a first display device 24 optically indicating the operating mode of the light receiver 22 and on the other hand individually on the control inputs of a first and a second electronic switching device 25, 26, with the contacts of the first and the second Switching device 25, 26 two infrared light-sensitive diodes 27, 28 can be connected in parallel to a capacitor of a resonance circuit 29.
  • the two light-sensitive diodes 27, 28 are arranged in a horizontal plane at an equal angle with respect to the direction of travel such that the light receiver 22 receives light in any direction from the sides and from the front.
  • the resonance circuit 29 consisting of a parallel connection of a capacitor, a coil and a resistor is connected to an amplifier 30.
  • the output of amplifier 30 is connected to the input of a demodulator 31.
  • the output signal denoted by AH of the demodulator 31 is proportional to the received light intensity and is supplied to the drive control 21 for influencing the driving speed of the vehicle 1.
  • the output signals SL, SR, ST of the control Circle 20 are in the light transmitter 23 on the one hand fed to a second display device 32 optically indicating the operating mode of the light transmitter 23.
  • the signal ST is present at the control input of a controllable current source 33, the signal SL at the control input of a third electronic switching device 34 and the signal SR at the control input of a fourth electronic switching device 35.
  • the controllable current source 33 feeds a series circuit 36 of twelve infrared light-emitting diodes, of which twelve infrared light-emitting diodes, only four of the twelve light-emitting diodes being shown.
  • the light-emitting diodes are arranged in a fan shape in a horizontal plane in such a way that the light transmitter 23 emits light uniformly in any direction sideways and backwards.
  • the contact of the third switching device 34 is connected in parallel to the six light-emitting diodes of the series circuit 36 that emit to the left, while the contact of the fourth switching device 35 is connected in parallel to the six light-emitting diodes of the series circuit 36 that emit to the right.
  • the light-emitting diodes of the series circuits 36 are not short-circuited by means of the third and fourth switching devices 34, 35, with the result that both partial angles of the light transmitters 23 arranged at the rear are released.
  • the signals ST like the information AHT, change with a frequency of approximately 20 kHz from “0” to “1 and vice versa, which is why the controllable current sources 33 feed the light-emitting diodes of the series circuits 36 with a current that changes in the same cycle.
  • the light transmitters 23 emit modulated infrared light in accordance with the schematically represented transmission characteristics 44, the intensity of the light being proportional to the reciprocal of the distance square.
  • the light-sensitive diodes 27, 28 are connected in parallel with the capacitors of the resonant circuits 29 by means of the first and second switching devices 25, 26, whereby both partial angles of the light receivers 22 arranged at the front are switched on, as schematically illustrated by means of reception characteristics 45 is shown.
  • Voltages are present at the light-sensitive diodes 27, 28, which consist of DC voltage components and AC voltage components.
  • the resonance circuits 29 detuned with respect to the modulation frequency by a certain amount convey the alternating voltage components, which change with the modulation frequency, as reception signals to the amplifiers 30 with a signal attenuation given by the detuning. With increasing ambient light levels, the AC voltage components decrease due to the reduced sensitivity of the diodes 27, 28.
  • the DC voltage components at the diodes 27, 28 decrease, the barrier layer capacitances of the diodes 27, 28 increasing.
  • the increasing junction capacitance of the diodes 27, 28 cause the detuning of the resonance decrease circles 29, whereby the decreasing sensitivity of the diodes 27, 28 are compensated by decreasing signal attenuation of the resonant circuits 29.
  • the received signals are amplified by the amplifiers 30 and demodulated by the demodulators 31.
  • the signals AH occurring at the outputs of the demodulators 31 are dependent on the distances d. Due to a given value e.g. B.
  • the drive controller 21 of a vehicle 41, 42 determines a distance value d1 or d2 according to the course of the curve 46 shown in broken lines in FIG.
  • the determined value d1 or d2 can deviate from the existing distance d, the limits of the possible deviation range Ad1 or Ad2 being represented by curves 47, 48. It can be seen from the curves 46, 47, 48 that the range ⁇ d1, Ad2 becomes narrower with a decreasing distance value d1, d2 because the curves 46, 47, 48 are steeper with a decreasing distance d. As a result, the reliability of the device increases as the distance d decreases.
  • the determined distance value d1 or d2 is used by the drive controller 21 to control the driving speed.
  • two vehicles driving forward on a curved route 51 are designated 52 and 53. Since there are no adjacent lanes, the information and the signals have the same values as in the vehicles 41, 42 of the
  • FIG. 3 The reception characteristics 54 and transmission characteristics 55, which are unchanged compared to FIG. 3, show that the device also functions on the curved path 51.
  • FIG. 6 two vehicles driving forward on a straight line 61 are identified by 62 and 63.
  • the device according to the invention it is advantageous to provide the same devices at the front and rear on vehicles moving forwards and backwards, the information AHL and AHR being fed back to the rear devices and the information AHE being supplied to the rear devices via a device provided in the devices optionally switchable NOT link is supplied.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abstandhaltung von spurgebundenen Fahrzeugen mit auf deren Hinterseite angeordneten, entgegen der Fahrtrichtung rückwärts gleichmässig abstrahlenden, moduliertes Licht verwendenden Lichtsendern und mit auf deren Vorderseite angeordneten in Fahrtrichtung von vorne gleichmässig empfangenden Licht demodulierenden Lichtempfängern, welche Einrichtung mittels einer Antriebssteuerung die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges so steuert, dass sein Abstand zum unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitet, wobei der Abstand aufgrund der empfangenen Lichtintensität ermittelt ist.
  • Es sind verschiedene Einrichtungen bekannt, die der automatischen Steuerung von entlang einer Leitlinie sich bewegenden, motorgetriebenen Fahrzeugen dienen.
  • So ist z. B. aus dem US-Patent Nr. 3 718 201 ein Kollisionsschutz gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 bekannt, bei dem auf licht-elektrischem Wege festgestellt wird, wenn sich ein Fahrzeug dem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug bis auf eine vorgegebene Distanz genähert hat. Bei Erreichen dieser kritischen Distanz wird eine Schaltfunktion ausgelöst und das auffahrende Fahrzeug über die Antriebssteuerung und die Lenksteuerung gestoppt bzw. auf eine andere freie Leitlinie umgelenkt. Besondere Nachteile dieses Verfahrens ergeben sich aus der Art und Weise, wie eine Kollision vermieden werden soll. So stellt der kollisionsverhindernde Stop eines Fahrzeuges eine Störung des kontinuierlichen Betriebsablaufes dar, der zudem nur erforderlich ist, wenn das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug anhält. In allen anderen Fällen ist der Fahrzeugstop eine unnötig einschneidende Massnahme zur Kollisionssicherung, da eine Abstandhaltung völlig ausreichend wäre. Hinzu kommt, dass durch häufiges Stoppen der Fahrzeuge deren Transportleistung empfindlich reduziert wird und die damit verbundenen Verzögerungen und Beschleunigungen den Antrieb zusätzlich belasten und allenfalls Anlass zu Ladeverschiebungen geben. Wird der Kollisionsschutz durch Umlenkung von Fahrzeugen gewährleistet, müssen zusätzliche Fahrspuren als Ausweich- und Überholstrecken bereits gehalten werden. Dies erfordert aufwendige ortsfeste Installationen, welche die Auslegung eines Streckennetzes erschweren und verteuern. Überdies können solche Ausweichstrecken aus wirtschaftlichen Überlegungen nur in beschränkter Anzahl im Streckennetz angebracht werden, weshalb ein derart gestalteter Kollisionsschutz nicht lückenlos sein kann. Für die nicht gesicherten Streckenabschnitte ist deshalb ein zusätzlicher Kollisionsschutz notwendig. Weiter hat sich als nachteilig erwiesen, dass der Abstand zweier Fahrzeuge das alleinige Kriterium ist für die Auslösung eines kollisionsverhindernden Stops. Unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten, als eigentliche Ursachen einer Kollision, bleiben dabei völlig unberücksichtigt. Demnach fehlt auch jede Anpassung des Kollisionsschutzes an die wechselnden Anforderungen unterschiedlicher Fahrzeuggeschwindigkeiten. Der den Stop des nachlaufenden Fahrzeuges auslösende Grenzabstand muss deshalb so gewählt sein, dass eine kollisionsverhindernde Abbremsung für die ungünstigste Kombination der Fahrzeuggeschwindigkeiten gewährleistet ist. Für alle anderen Geschwindigkeitskombinationen erfolgt der Stop demnach verfrüht und folglich nicht optimal.
  • Im weitern ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-2 219 204 ein opto-elektronisches System beschrieben, mit dem sowohl eine Zentralstelle zur Koordinierung des Verkehrs als auch jeder einzelne Verkehrsteilnehmer mit den notwendigen Informationen für einen ungestörten Verkehrsablauf versorgt werden können. Dabei ist jedes Fahrzeug mit nach allen Richtungen sendenden und von allen Richtungen empfangenden Sendern bzw. Empfängern ausgerüstet, wobei die verwendete IR-Strahlung zum Zwecke der Informationsübertragung moduliert ist. Als Verbindung zur Zentralstelle sind an verkehrstechnisch wichtigen Punkten des Strassennetzes gleichartige Empfangssysteme ortsfest montiert. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist der Umstand, dass aufgrund der gewonnenen, die Verkehrslage charakterisierenden Informationen, nicht selbsttätig und korrigierend in den Verkehrsablauf eingegriffen wird, weder von Seiten der Zentralstelle noch der Fahrzeugsteuerung. Vielmehr ist es dem Verkehrsteilnehmer überlassen, die gewonnenen Informationen zu interpretieren und allenfalls in die Steuerung seines Fahrzeuges einzugreifen. Diese Vorrichtung ist deshalb nicht als selbsttätige Kollisionssicherung brauchbar und schon gar nicht bei fahrerlosen Fahrzeugen.
  • Ferner zeigt die DE-OS 2 646 587 eine Einrichtung für mittels eines Leitkabels automatisch lenkbare Fahrzeuge. Das Leitkabel ist in der Fahrbahn verlegt und wird zur Abstandhaltung der Fahrzeuge in regelmässigen Zeitabständen mit einem Steuerimpuls versorgt. Der Steuerimpuls breitet sich längs des Leitkabels aus und bewirkt beim Erreichen eines Fahrzeugs die Aussendung eines Lichtimpulses entgegen der Fahrtrichtung. Auf dem nachfolgenden Fahrzeug wird der Steuerimpuls und der vom vorausfahrenden Fahrzeug stammende Lichtimpuls detektiert und aufgrund der Zeit zwischen den Impulsen der Abstand ermittelt.
  • Diese Einrichtung benötigt zur Abstandhaltung aufwendige ortsfeste Installationen. Die ortsfesten Installationen bestehen aus dem in der Fahrbahn verlegten Leitkabel und aus den dazugehörigen Ansteuervorrichtungen. Die Ansteuervorrichtungen müssen derart vorgesehen sein, dass sich der Steuerimpuls bezüglich der Fahrtrichtung der Fahrzeuge auf jedem Fahrbahnstück in einem gleichen Richtungssinn fortpflanzt, weil die Laufzeiten der Impulse im Leitkabel und in der Luft je nach Richtungssinn zu addieren und zu subtrahieren sind. Die auf den Fahrzeugen angeordneten Teile der Einrichtung sind aufwendig, weil die auszuwertenden Zeiten zwischen den Impulsen infolge der sehr hohen Fortpflanzungsgeschwindigkeiten kurz sind. Die Einrichtung wertet die kurzen Zeiten zwischen den Impulsen nicht zuverlässig aus, falls die Impulse verzerrt sind oder falls die Zeiten sehr kurz sind, wobei die Verzerrungen der Impulse mit zunehmender Fahrbahnlänge bzw. Leitkabellänge zunehmen und wobei die Zeiten zwischen den Impulsen mit abnehmendem Abstand abnehmen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfache Einrichtung zur Abstandhaltung von spurgebundenen Fahrzeugen vorzuschlagen, welche auf beliebig langen Fahrbahnen zuverlässig funktioniert, welche ohne ortsfeste Installationen betrieben werden kann und deren Zuverlässigkeit mit abnehmendem Abstand zunimmt.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Durch diese Mittel ist nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vorteilhaft gelöst, sondern es wird darüber hinaus eine Abstandhalteeinrichtung geschaffen, die aufgrund ihrer automatischen Funktion insbesondere für führerlose Fahrzeuge geeignet ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, dass mit dieser Abstandhalteeinrichtung eine Kollisionssicherung gewährleistet ist, die auf Angleichung der Fahrzeuggeschwindigkeiten beruht und nicht auf einem Fahrzeugstop. Der Kollisionsschutz ist also auf das normale Fahrverhalten der Fahrzeuge abgestimmt unter Vermeidung von Betriebsunterbrüchen mit ihren nachteiligen Folgen für Transportleistung und Betriebsablauf. Im weiteren ist der zwischen zwei Fahrzeugen eingehaltene Abstand proportional zu deren Geschwindigkeit, so dass die sich daraus ergebende Kollisionssicherung bei allen Geschwindigkeiten optimal funktioniert.
  • Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Es zeigt :
    • Figur 1 ein vorwärts und rückwärts bewegliches Fahrzeug mit beidseits vorgesehenen Lichtsendern und Lichtempfängern im Seitenriss,
    • Figur 2 ein Blockschaltbild eines an einem Fahrzeugende angeordneten Lichtsenders und eines am gleichen Fahrzeugende abgeordneten Lichtempfängers,
    • Figur 3 eine schematische Darstellung zweier Fahrzeuge auf gerader Strecke im Grundriss,
    • Figur 4 eine Darstellung der Abhängigkeit eines Signals AH von einem Abstand d,
    • Figur 5 eine schematische Darstellung zweier Fahrzeuge auf gekrümmter Strecke im Grundriss und
    • Figur 6 eine schematische Darstellung dreier Fahrzeuge auf benachbarten geraden Strecken im Grundriss.
  • In der Figur 1 ist mit 1 ein batteriebetriebenes Fahrzeug einer Flurförderanlage bezeichnet, welches sich auf einer Fahrbahn 2 mittels Rädern 3,4 vorwärts und rückwärts bewegen kann. In der Unterlage der Fahrbahn 2 kann zum automatischen Lenken des Fahrzeugs 1 ein Leitkabel 5 verlegt sein, welches mit nicht näher dargestellten Lenkeinrichtungen des Fahrzeugs 1 zusammenwirkt. An der Oberseite des Fahrzeugs 1 befinden sich Lastaufnahmemittel 6, welche entsprechend der Art zu befördernden Lasten verschieden ausgebildet sein können. Vorne und hinten am Fahrzeug 1 sind in staubdichten Glasgehäusen 7, 8 Lichtsender und Lichtempfänger für beide Fahrtrichtungen angeordnet. Direkt unter den Glasgehäusen 7, 8 sind Metallgehäuse 9, 10 vorgesehen, welche die an Hand des Blockschaltbilds in Figur 2 näher beschriebenen elektrischen Vorrichtungen der Lichtsender und der Lichtempfänger enthalten. Unter den Metallgehäusen 9, 10 befinden sich in Gummiwülse 11, 12 eingebettete Sicherheitskontakte, welche den Antrieb des Fahrzeugs 1 bei Zusammenstössen ausschalten.
  • Mit 20 ist in der Figur 2 ein Steuerkreis bezeichnet, an welchem vier von einer nicht näher erläuterten, mit 21 bezeichneten Antriebssteuerung des Fahrzeugs 1 stammende Informationen AHE, AHL, AHR, AHT anliegen und welcher fünf Ausgangssignale EL, ER, SL, SR, ST erzeugt. Die Ausgangssignale EL, ER sind einem mit 22 bezeichneten Lichtempfänger zugeführt, während die Ausgangssignale SL, SR, ST einem mit 23 bezeichneten Lichtsender zugeführt sind, wobei der Lichtempfänger 22 und der Lichtsender 23 an einem gleichen Fahrzeugende angeordnet sind.
  • Die Ausgangssignale EL, ER liegen im Lichtempfänger 22 einerseits beide an einer die Betriebsart des Lichtempfängers 22 optisch anzeigenden ersten Anzeigevorrichtung 24 und andererseits einzeln an den Steuereingängen einer ersten und einer zweiten elektronischen Schaltvorrichtung 25, 26 an, wobei mittels der Kontakte der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung 25, 26 zwei infrarot-lichtempfindliche Dioden 27, 28 parallel zu einem Kondensator eines Resonanzkreises 29 schaltbar sind. Die zwei lichtempfindlichen Dioden 27, 28 sind in einer waagrechten Ebene in einem gleichen Winkel gegenüber der Fahrtrichtung derart angeordnet, dass der Lichtempfänger 22 in beliebigen Richtungen von den Seiten und von vorne Licht empfängt. Der aus einer Parallelschaltung eines Kondensators, einer Spule und eines Widerstands bestehende Resonanzkreis 29 ist mit einem Verstärker 30 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 30 ist mit dem Eingang eines Demodulators 31 verbunden. Das mit AH bezeichnete Ausgangssignal des Demodulators 31 ist der empfangenen Lichtintensität proportional und ist der Antriebssteuerung 21 zum Beeinflussen der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 zugeführt.
  • Die Ausgangssignale SL, SR, ST des Steuerkreises 20 sind im Lichtsender 23 einerseits einer die Betriebsart des Lichtsenders 23 optisch anzeigenden zweiten Anzeigevorrichtung 32 zugeführt. Andererseits liegt das Signal ST am Steuereingang einer steuerbaren Stromquelle 33, das Signal SL am Steuereingang einer dritten elektronischen Schaltvorrichtung 34 und das Signal SR am Steuereingang einer vierten elektronischen Schaltvorrichtung 35 an. Die steuerbare Stromquelle 33 speist eine Serieschaltung 36 von zwölf Infrarotleuchtdioden, wobei von den zwölf Infrarotleuchtdioden, wobei von den zwölf Leuchtdioden nur vier dargestellt sind. Die Leuchtdioden sind in einer horizontalen Ebene derart fächerförmig angeordnet, dass der Lichtsender 23 in beliebigen Richtungen seitwärts und rückwärts gleichmässig Licht abstrahlt. Der Kontakt der dritten Schaltvorrichtung 34 ist parallel zu den sechs nach links strahlenden Leuchtdioden der Serieschaltung 36 geschaltet, während der Kontakt der vierten Schaltvorrichtung 35 parallel zu den sechs nach rechts strahlenden Leuchtdioden der Serieschaltung 36 geschaltet ist.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung aufgeführten digitalen Signale beziehungsweise Informationen können zwei üblicherweise mit « 0 » und « 1 » bezeichnete Werte annehmen. Es bedeutet :
    • AHE eine von der Antriebssteuerung 21 erzeugte Information, welche bei Vorwärtsfahrt den Wert AHE = 0 und bei Rückwärtsfahrt den Wert AHE = 1 annimmt,
    • AHL eine von der Antriebssteuerung 21 erzeugte Information, welche beim Vorhandensein einer benachbarten Fahrbahn links des Fahrzeugs 1 den Wert AHL = 1 und sonst den Wert AHL = 0 annimmt,
    • AHR eine von der Antriebssteuerung 21 erzeugte Information, welche beim Vorhandensein einer benachbarten Fahrbahn rechts des Fahrzeugs 1 den Wert AHR = 1 und sonst den Wert AHR = 0 annimmt,
    • AHT eine von der Antriebssteuerung 21 mittels eines quarzgesteuerten Generators erzeugte, periodisch ändernde Taktinformation,
    • EL ein mit EL = 0 den linken Teilwinkel eines Lichtempfängers 22 einschaltendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20,
    • ER ein mit ER = 0 den rechten Teilwinkel eines Lichtempfängers 22 einschaltendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20,
    • SL ein mit SL = 0 den linken Teilwinkel eines Lichtsenders 23 freigebendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20,
    • SR ein mit SR = 0 den rechten Teilwinkel eines Lichtsenders 23 freigebendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20 und
    • ST ein mit ST = 0 einen Lichtsender 23 einschaltendes Ausgangssignal des Steuerkreises 20.
  • Die oben beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt :
    • Wie in der Figur 3 dargestellt sei angenommen, dass zwei mit 41, 42 bezeichnete Fahrzeuge auf einer geraden Strecke 43 gemäss den Pfeilrichtungen hintereinander vorwärts fahren und dass keine benachbarten Fahrbahnen vorhanden sind. Folglich weisen die Informationen AHE, AHL, AHR die Werte AHE = AHL = AHR = 0 auf.
  • Unter diesen Bedingungen haben die Ausgangssignale EL, ER, SL, SR der hinten auf den Fahrzeugen 41, 42 befindlichen Steuerkreise 20 die Werte EL = ER = 1, SL = SR = 0. Mit den Werten EL = ER = 1 sind die lichtempfindlichen Dioden 27, 28 mittels der ersten und der zweiten Schaltvorrichtungen 25, 26 von den Resonanzkreisen 29 getrennt, womit beide Teilwinkel der hinten angeordneten Lichtempfänger 22 ausgeschaltet sind. Mit den Werten SL = SR = 0 sind die Leuchtdioden der Serieschaltungen 36 mittels der dritten und der vierten Schaltvorrichtung 34, 35 nicht kurzgeschlossen, womit beide Teilwinkel der hinten angeordneten Lichtsender 23 freigegeben sind. Die Signale ST wechseln wie die Informationen AHT mit einer Frequenz von etwa 20 kHz von «0' auf « 1 und umgekehrt, weshalb die steuerbaren Stromquellen 33 die Leuchtdioden der Serieschaltungen 36 mit einem im gleichen Takt ändernden Strom speisen. Die Lichtsender 23 strahlen moduliertes Infrarotlicht gemäss schematisch dargestellten Sendecharakteristiken 44 ab, wobei die Intensität des Lichts dem Kehrwert des Abstandsquadrats proportional ist.
  • Bei den obgenannten Informationswerten AHE = AHL = AHR = 0 haben die Ausgangssignale EL, ER, SL, SR der vorne auf den Fahrzeugen 41, 42 befindlichen Steuerkreise 20 die Werte EL = ER = 0, SL = SR = 1. Mit den Werten SL = SR = 1 sind die Leuchtdioden der Serieschaltungen 36 mittels der dritten und vierten Schaltvorrichtungen 34, 35 kurzgeschlossen, womit beide Teilwinkel der vorne angeordneten Lichtsender 23 ausgeschaltet sind. Mit den Werten EL = ER = 0 sind die lichtempfindlichen Dioden 27, 28 mittels der ersten und zweiten Schaltvorrichtungen 25, 26 parallel zu den Kondensatoren der Resonanzkreise 29 geschaltet, womit beide Teilwinkel der vorne angeordneten Lichtempfänger 22 eingeschaltet sind, wie dies mittels Empfangscharakteristiken 45 schematisch dargestellt ist. An den lichtempfindlichen Dioden 27, 28 liegen Spannungen an, welche aus Gleichspannungsanteilen und Wechselspannungsanteilen bestehen. Die bezüglich der Modulationsfrequenz um ein bestimmtes Mass verstimmten Resonanzkreise 29 leiten die mit der Modulationsfrequenz ändernden Wechselspannungsanteile als Empfangssignale den Verstärkern 30 mit einer durch die Verstimmung gegeben Signaldämpfung zu. Mit zunehmenden Umgebungslichtstärken nehmen die Wechselspannungsanteile infolge verringerter Empfindlichkeiten der Dioden 27, 28 ab. Gleichzeitig nehmen die Gleichspannungsanteile an den Dioden 27, 28 ab, wobei die Sperrschichtkapazitäten der Dioden 27, 28 zunehmen. Die zunehmenden Sperrschichtkapazitäten der Dioden 27, 28 bewirken, dass die Verstimmungen der Resonanzkreise 29 abnehmen, wodurch die abnehmenden Empfindlichkeiten der Dioden 27, 28 mittels abnehmender Signaldämpfungen der Resonanzkreise 29 kompensiert sind. Die Empfangssignale werden von den Verstärkern 30 verstärkt und von den Demodulatoren 31 demoduliert. Die an den Ausgängen der Demodulatoren 31 auftretenden Signale AH sind von den Abständen d abhängig. Aufgrund eines gegebenen Werts z. B. AH1 oder AH2 des Signals AH ermittelt die Antriebssteuerung 21 eines Fahrzeugs 41, 42 gemäss dem Verlauf der in der Figur 4 strichpunktiert dargestellten Kurve 46 einen Abstandswert d1 oder d2. Infolge unterschiedlicher Verschmutzung der Glasgehäuse 7, 8 kann der ermittelte Wert d1 oder d2 vom vorhandenen Abstand d abweichen, wobei die Grenzen des möglichen Abweichungsbereichs Ad1 oder Ad2 durch Kurven 47, 48 dargestellt sind. Aus den Kurven 46, 47, 48 ist ersichtlich, dass der Bereich Δd1, Ad2 mit abnehmendem Abstandswert d1, d2 schmäler wird, weil die Kurven 46, 47, 48 mit abnehmendem Abstand d steiler verlaufen. Folglich nimmt die Zuverlässigkeit der Einrichtung mit abnehmendem Abstand d zu. Der ermittelte Abstandswert d1 oder d2 dient der Antriebssteuerung 21 zum Steuern der Fahrtgeschwindigkeit. In der Figur 5 sind zwei auf gekrümmter Strecke 51 hintereinander vorwärts fahrende Fahrzeuge mit 52 und 53 bezeichnet. Da keine benachbarten Fahrbahnen vorhanden sind, haben die Informationen und die Signale die gleichen Werte wie bei den Fahrzeugen 41, 42 der
  • Figur 3. Die gegenüber der Figur 3 unveränderten Empfangscharakteristiken 54 und Sendecharakteristiken 55 zeigen, dass die Einrichtung auch auf der gekrümmten Strecke 51 funktioniert.
  • In der Figur 6 sind zwei auf einer geraden Strecke 61 hintereinander vorwärts fahrende Fahrzeuge mit 62 und 63 bezeichnet. In Fahrtrichtung rechts von der Strecke 61 ist eine benachbarte gerade Strecke 64 vorhanden, auf welcher sich ein Fahrzeug 65 in gleicher Richtung bewegt. Die Informationen AH L, AHR der auf der linken Strecke 61 fahrenden Fahrzeuge 62, 63 weisen die Werte AHL = 0, AHR = 1 auf, während die Informationen AHL, AHR des auf der rechten Strecke 64 fahrenden Fahrzeugs 65 die Werte AHL = 1, AHR = 0 aufweisen. Unter diesen Bedingungen nehmen die Ausgangssignale ER, SR der Steuerkreise 20 der links fahrenden Fahrzeuge 62, 63 die Werte ER = SR = 1 und die Ausgangssignale EL, SL der Steuerkreise 20 des rechts fahrenden Fahrzeugs 65 die Werte EL = SL = 1 an, womit die gegen die benachbarte Strecke 61, 64 gerichteten Teilwinkel der Lichtsender 23 und Lichtempfänger 22 der Fahrzeuge 62, 63, 65 ausgeschaltet sind. Alle anderen Informationen und Signale haben die gleichen Werte wie die Informationen und Signale der Fahrzeuge 41, 42 der Figur 3, weshalb die anderen Teilwinkel der Lichtsender 23 und Lichtempfänger 22 gemäss der Fahrtrichtung eingeschaltet sind. Dies ist mittels Sendecharakteristiken 66, 67 und Empfangscharakteristiken 68, 69 schematisch dargestellt. Folglich beeinflussen sich die Lichtsender 23 und Lichtempfänger 22 der Fahrzeuge 62, 63, 65 von benachbarten Strecken 61, 64 nicht.
  • Für die praktische Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung ist es vorteilhaft, auf vorwärts und rückwärts beweglichen Fahrzeugen vorne und hinten gleiche Vorrichtungen vorzusehen, wobei die Informationen AHL und AHR den hinteren Vorrichtungen vertauscht zugeführt sind und wobei die Information AHE den hinteren Vorrichtungen über ein in den Vorrichtungen vorgesehenes wahlweise zuschaltbares NICHT-Glied zugeführt ist.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung Analog-Digital-Wandler für die Signale AH vorzusehen und die von einem gegebenen Signalwert AH1, AH2 ausgehende Ermittlung des Abstandswerts d1, d2 mit digitalen Mitteln auszuführen.
  • Weiter liegt es im Rahmen der Erfindung auf den Lichtsendern und auf den Lichtempfängern Abdeckungen derart vorzusehen, dass nur geringe vertikale Winkelbereiche für den Betrieb der Lichtempfänger und Lichtsender freibleiben.
  • Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, einzeln einschaltbare gleichartige Lichtsender ortsfest anzuordnen und damit bei Kreuzungen, Umladestationen oder dergleichen den Verkehrsfluss zu regeln.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Abstandhaltung von spurgebundenen Fahrzeugen (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) mit auf deren Hinterseite angeordneten, entgegen der Fahrtrichtung rückwärts gleichmässig abstrahlenden, moduliertes Licht verwendenden Lichtsendern (23) und mit auf deren Vorderseite angeord.neten in Fahrtrichtung von vorne gleichmässig empfangenden Licht demodulierenden Lichtempfängern (22), welche Einrichtung mittels einer Antriebssteuerung (21) die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) so steuert, dass sein Abstand (d) zum unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitet, wobei der Abstand (d) aufgrund der empfangenen Lichtintensität ermittelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine, die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63) mit abnehmendem Abstand (d) zum unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63) kontinuierlich verringernde Antriebssteuerung vorgesehen ist und dass der zwischen den beiden Fahrzeugen (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63) eingehaltene Abstand (d) proportional zu deren Geschwindigkeit ist.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (23) und der Lichtempfänger (22) von der Antriebssteuerung (21) betätigbare Schaltvorrichtungen (25, 26, 34, 35) aufweist, wobei mittels der Schaltvorrichtungen (25, 26, 34, 35) einzelne seitliche Abstrahlrichtungen des Lichtsenders (23) und einzelne seitliche Empfangsrichtungen des Lichtempfängers (22) abschaltbar sind.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (23) eine mittels eines periodischen Taktsignals (ST) steuerbare Stromquelle (33) und mehrere von der Stromquelle (33) gespiesene, in einer waagrechten Ebene fächerförmig angeordnete rückwärts und seitwärts gerichtete Infrarotleuchtdioden aufweist und dass der Lichtempfänger (22) mindestens zwei in der waagrechten Ebene in einem gleichen Winkel seitwärts und vorwärts gerichtete infrarot-lichtempfindliche Dioden (27, 28), einen mit jeder Diode (27, 28) im Sinn einer Signalüberlagerung verbindbaren, einen Eingang und einen Ausgang aufweisenden Verstärker (30) und einen mit dem Ausgang des Verstärkers (30) verbundenen Demodulator (31) aufweist, wobei das Ausgangssignal (AH) des Demodulators (31) der Antriebssteuerung (21) zugeführt ist.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungen der lichtempfindlichen Dioden (27, 28) mit dem Eingang des Verstärkers (30) eine erste und eine zweite von der Antriebssteuerung (21) betätigbare Schaltvorrichtung (25, 26) vorgesehen ist und dass parallel zu den gegen die eine Seite gerichteten Leuchtdioden und parallel zu den gegen die andere Seite gerichteten Leuchtdioden eine dritte und eine vierte von der Antriebssteuerung (21) betätigbare Schaltvorrichtung (34, 35) geschaltet ist.
5. Einrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Eingang des Verstärkers (30) verbundener, eine Kapazität aufweisender Resonanzkreis (29) vorgesehen ist, wobei die mit ändernder Umgebungslichtstärke ihre Kapazität und ihre Empfindlichkeit ändernden lichtempfindlichen Dioden (27, 28) parallel zu der Kapazität des Resonanzkreises (29) schaltbar sind.
6. Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorwärts und rückwärts beweglichen Fahrzeugen (1, 41, 42, 52, 53, 62, 63, 65) Lichtsender (23) und Lichtempfänger (22) für beide Fahrtrichtungen vorgesehen sind, wobei der in Fahrtrichtung vorne befindliche Lichtempfänger (22) und der in Fahrtrichtung hinten befindliche Lichtsender (23) eingeschaltet ist.
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