DE1125786B - Servo-operated device for adjusting steerable wheels in automatically controlled motor vehicles - Google Patents

Description

Servobetätigte Vorrichtung zum Einstellen von lenkbaren Rädern bei automatisch gesteuerten Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine servobetätigte Vorrichtung zum Einstellen von lenkbaren Rädern, die das Kraftfahrzeug einen vorherbestimmten Führungsweg in Abhängigkeit von Fehlersignalen folgen läßt, welche bei Abweichungen von diesem Führungswege erzeugt werden.Servo-operated device for adjusting steerable wheels automatically controlled motor vehicles The invention relates to a servo-operated Device for adjusting steerable wheels, which the motor vehicle a predetermined Guide path can follow depending on error signals, which in the event of deviations from this guideways are generated.

Es sind verschiedene Steuerungssysteme bekannt, um ein Kraftfahrzeug längs eines vorgeschriebenen Führungsweges selbsttätig zu lenken. Im allgemeinen sind solche Steuerungssysteme durch längs der Fahrbahn fest angebrachte Leitmittel und auf dem Fahrzeug befindliche Empfangsgeräte gekennzeichnet, die eine Abweichung des Fahrzeuges von dem gewünschten Wege anzeigen und Maßnahmen zur Korrektur seiner Lenkung auslösen.Various control systems are known to operate a motor vehicle to steer automatically along a prescribed guide path. In general are such control systems by means of guide means that are permanently attached along the roadway and receiving devices on the vehicle that show a deviation show the vehicle from the desired route and take measures to correct it Trigger steering.

Als Leitmittel sind akustische oder elektromagnetische Signale bekannt, die von in der Fahrbahn verlegten elektrischen Kabeln ausgestrahlt werden. Zwei oder mehrere auf dem Fahrzeug fest angeordnete Empfänger zeigen die Größe einer Abweichung von dem vorgeschriebenen Weg an. Nach einem anderen Vorschlag sind die Leitmittel auf der Fahrbahn befestigte metallische Leitstreifen, die über eine kapazitive Kopplung Emfangseinrichtungen auf dem Fahrzeug beeinflussen und auf diese Weise eine Kursabweichung erkennen lassen. Es sind auch optische Leitsysteme zur selbsttätigen Lenkung von Kraftfahrzeugen bekannt, bei der zwei photoelektrische Zellen auf dem Fahrzeug angebracht sind, die zur Anzeige einer Abweichung des Fahrzeuges von einem längs der Fahrbahn ausgelegten Leitstreifen dienen. Diese photoelektrischen Empfänger sind schwenkbar am Fahrzeug angeordnet und gestatten ein selbsttätiges Aufsuchen des Leitstreifens unabhängig davon, in welcher Stellung sich das Kraftfahrzeug gerade befindet.Acoustic or electromagnetic signals are known as a guide, broadcast by electrical cables laid in the roadway. Two or several receivers fixedly arranged on the vehicle show the size of a Deviation from the prescribed route. According to another suggestion, they are Conductive means on the roadway attached metallic guide strips, which have a capacitive Coupling of receiving devices on the vehicle affect and in this way show a course deviation. There are also optical guidance systems for automatic Steering of motor vehicles known in which two photoelectric cells on the Are attached to the vehicle to indicate a deviation of the vehicle from a Guide strips laid out along the road are used. These photoelectric receivers are arranged pivotably on the vehicle and allow an automatic search of the guide strip regardless of the position in which the motor vehicle is currently is located.

Die Wirkung dieser bekannten Steuerungssysteme für Kraftfahrzeuge, welche die Größe einer Kursabweichung allein zur Beeinflussung der Lenkung heranziehen, befriedigt nicht hinreichend, weil sie die Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug vom gewünschten Weg abweicht, nicht berücksichtigt. Bei plötzlichen Kursabweichungen, z. B. beim Einlaufen in eine Kurve oder infolge von Seitenwind, ist es erwünscht, daß das Kraftfahrzeug schnell und stabil wieder zum vorherbestimmten Weg zurückkehrt.The effect of these known control systems for motor vehicles, which use the size of a course deviation solely to influence the steering, is not satisfactory because it is the speed at which the vehicle is deviates from the desired path, not taken into account. In the event of sudden course deviations, z. B. when entering a curve or as a result of cross winds, it is desirable that the motor vehicle quickly and stably returns to the predetermined route.

Nach der Erfindung sind auf dem Kraftfahrzeug Mittel vorgesehen, die ein Signal erzeugen, das die Änderungsgeschwindigkeit einer Abweichung vom Führungsweg anzeigt, und dieses Signal wird einem Fehlersignal, das die Größe einer Abweichung vom Führungsweg anzeigt, hinzugefügt, um ein Steuer-Signal zu bilden, das eine Kursabweichung auf einen Kleinstwert beschränkt.According to the invention means are provided on the motor vehicle which generate a signal indicating the rate of change of a deviation from the guide path indicates, and this signal becomes an error signal, which is the size of a deviation from the guideway, added to form a control signal indicating a course deviation limited to a minimum value.

Wenn das Fahrzeug mit einer verhältnismäßig großen Änderungsgeschwindigkeit plötzlich vom Fahrweg abgelenkt wird, indem das Fahrzeug etwa in eine Kurve einläuft oder durch Seitenwind vom Kurs abgedrängt wird, wirkt somit ein stärkeres Signal auf die Steuerungsmittel zur Beeinflussung der Lenkung ein, als wenn die gleiche Fahrtrichtungsabweichung mit geringer Änderungsgeschwindigkeit, wie es normalerweise bei einer Geradeausfahrt der Fallist, erfolgt. Das Fahrzeug gelangt so schneller wieder auf den gewünschten Weg. Die Steuerung ist sehr genau und läßt nur kleine Kursabweichungen zu.When the vehicle is changing at a relatively large rate is suddenly distracted from the route, for example when the vehicle enters a curve or is pushed off course by a crosswind, a stronger signal is thus effective on the control means for influencing the steering as if the same Deviation in the direction of travel with a low rate of change, as is normally the case is the case when driving straight ahead. The vehicle gets there faster back on track. The controls are very precise and only allow small ones Course deviations too.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Signale für die Abweichung und für die Änderungsgeschwindigkeit in einem Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad summiert, wobei der Verstärkungsgrad durch ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiges Servoglied reziprok gesteuert wird. Dadurch wird vermieden, daß bei einer Lenkungskorrektor die auf das Kraftfahrzeug einwirkenden seitlichen Beschleunigungskräfte mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit unzulässig groß werden. Über den gesamten Geschwindigkeitsbereich werden dadurch die auftretenden seitlichen Beschleunigungskräfte nahezu konstant und hinreichend klein gehalten.According to a further feature of the invention, the signals for the Deviation and for the rate of change in a variable amplifier Gain sum, where the gain is given by one of the vehicle speed dependent servo element is controlled reciprocally. This avoids that in a Steering corrector the lateral acceleration forces acting on the motor vehicle unacceptably large with increasing vehicle speed will. Over the entire speed range, the occurring lateral Acceleration forces kept almost constant and sufficiently small.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.The invention is shown in the drawing, for example is explained in detail below with reference to the drawing.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer selbsttätigen Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei einige Teile des Fahrzeuges weggebrochen sind; Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm des Steuersystems des Fahrzeuges; Fig. 3 ist ein Schaltplan des elektronischen Teils des Steuersystems nach Fig. 2.Fig. 1 is a perspective view of a motor vehicle with an automatic steering device according to the invention, some parts of the Vehicle have broken away; Fig. 2 shows a block diagram of the control system of the Vehicle; Figure 3 is a circuit diagram of the electronic part of the control system according to Fig. 2.

Das Steuersystem 10 dient dazu, ein Kraftfahrzeug 12 automatisch entlang einer vorbestimmten Bahn zu leiten, die durch ein Führungs- oder Steuerkabel 14 festgelegt ist, welches unter der Oberfläche der Fahrbahn verlegt ist. Das Kabel 14 verläuft längs der Mittellinie des Weges und führt einen elektrischen Wechselstrom, der entlang dem Kabel ein elektromagnetisches Wechselfeld 16 erzeugt.The control system 10 is used to automatically drive a motor vehicle 12 along to guide a predetermined path, which by a guide or control cable 14 it is determined which is laid under the surface of the roadway. The cable 14 runs along the center line of the path and carries an alternating electrical current, which generates an alternating electromagnetic field 16 along the cable.

Jedes Fahrzeug 12, das so ausgerüstet ist, daß es durch das Steuersystem 10 automatisch gesteuert werden kann, ist mit zwei im wesentlichen gleich ausgebildeten Empfängern 18 und 20 versehen, die unauffällig am vorderen Ende des Fahrzeugs 12 so angebracht sind, daß sie auf gegenüberliegenden Seiten des Kabels 14 liegen.Any vehicle 12 that is equipped to be passed through the control system 10 can be controlled automatically, is formed with two essentially the same Receivers 18 and 20 are provided inconspicuously at the front end of the vehicle 12 are mounted so that they lie on opposite sides of the cable 14.

Jeder Empfänger weist eine Induktionsspule 22 (Fig. 3) auf, der vom Wechselfeld 16 ein Wechselspannungssignal induziert werden kann. Die Amplitude dieses Spannungssignals ist eine Funktion des Abstandes zwischen der Spule 22 und dem Kabel 14. Die Empfindlichkeit des Empfängers kann durch einen Kondensator 24 vergrößert werden, der parallel zur Spule 22 angeordnet ist, so daß ein Kreis 26 entsteht, der auf die Resonanz der Frequenz des Stromes abgestimmt ist, der durch das Kabel 14 fließt.Each receiver has an induction coil 22 (Fig. 3) from the Alternating field 16 an alternating voltage signal can be induced. The amplitude of this The voltage signal is a function of the distance between the coil 22 and the cable 14. The sensitivity of the receiver can be increased by a capacitor 24 which is arranged parallel to the coil 22, so that a circle 26 is formed, which is tuned to the resonance of the frequency of the current passing through the cable 14 flows.

Ein Gleichrichter 28 und ein Kondensator 30 sind in Reihe liegend parallel zum Kreis 26 gelegt, so daß der Kondensator 30 eine Gleichstromladung aufnimmt, die eine Funktion der dem Kreis 26 induzierten Spannung ist. Parallel zum Kondensator 30 liegt , ein Ableitwiderstand 32, der die Ladung des Kondensators 30 ableitet. Wenn die Zeitkonstante, verglichen mit der Frequenz des Stromes im Kabel 14, lang genug und, verglichen mit der Frequenz der zufälligen Änderungen des Fahrzeugweges, hinreichend ; kurz ist, folgt die Ladung des Kondensators 30 eng der mittleren Spannung, die der Spule induziert wird.A rectifier 28 and a capacitor 30 are connected in series placed parallel to circuit 26 so that capacitor 30 takes up a direct current charge, which is a function of the voltage induced in circuit 26. In parallel with the capacitor 30, a bleeder resistor 32 which dissipates the charge on the capacitor 30. If the time constant is long compared to the frequency of the current in the cable 14 enough and, compared to the frequency of the random changes in the vehicle path, sufficient; is short, the charge on capacitor 30 closely follows the mean voltage, which is induced in the coil.

Wenn somit beide Empfänger 18 und 20 gleich weit vom Kabel 14 entfernt liegen, werden den beiden Kreisen 26 gleiche Spannungen induziert, und die Kondensatoren 30 werden gleich aufgeladen. Wenn jedoch das Fahrzeug 12 in irgendeiner Richtung vom gegebenen Weg abweicht, liegt einer der Empfänger 18 oder 20 näher am Kabel 14 als der andere, so daß das der einen Spule 22 induzierte Spannungssignal größer ist als das andere und der zugehörige Kondensator 30 stärker aufgeladen wird als der andere.Thus, if both receivers 18 and 20 are equidistant from cable 14 are, the two circuits 26 are induced the same voltages, and the capacitors 30 will be charged immediately. However, if the vehicle 12 is in any direction deviates from the given path, one of the receivers 18 or 20 is closer to the cable 14 than the other, so that the voltage signal induced by one coil 22 is greater is than the other and the associated capacitor 30 is charged more than the other.

Die beiden Ableitwiderstände 32 sind in Reihe geschaltet, wobei ein Ende der Schaltung geerdet ist und das andere Ende den Ausgang 34 der Empfänger 18 und 20 darstellt. Die Gleichrichter 28 sind gegeneinander geschaltet, so daß die Gesamtladung beider Kondensatoren 30 Null ist, wenn die Empfänger 18 und 20 gleich weit vom Kabel entfernt liegen. Wenn das Fahrzeug vom richtigen Wege abweicht, ist die Ladung des einen Kondensators 30 größer als die des anderen und dementsprechend ist die am Ausgang der beiden Empfänger 18 und 20 anliegende Gesamtladung ein Maß für die Größe der Abweichung des Fahrzeugs, wobei die Polarität ein Maß für die Richtung der Abweichung darstellt.The two bleeder resistors 32 are connected in series, with one End of the circuit is grounded and the other end to the output 34 of the receiver 18 and 20 represents. The rectifiers 28 are connected to one another, so that the total charge on both capacitors 30 is zero when receivers 18 and 20 be equidistant from the cable. If the vehicle deviates from the correct route, the charge of one capacitor 30 is greater than that of the other and accordingly the total charge present at the output of the two receivers 18 and 20 is a measure for the size of the deviation of the vehicle, the polarity being a measure of the Represents direction of deviation.

Der Ausgang 34 der Empfänger ist mit einem Stabilisierungsnetzwerk 35 verbunden, das einen Spannungsteiler 36 und ein Differenzierglied 38 aufweist. Der Spannungsteiler 36 ist mit einem festen Widerstand 40 und einem Potentiometer 42 versehen, das einen beweglichen Mittelabgriff 44 besitzt, so daß es ein Fehlersignal erzeugt, daß die Größe und Richtung der Abweichung des Fahrzeuges vom vorgeschriebenen Weg angibt. Dieses Fehlersignal ist ein Gleichstromsignal und kann als solches verwendet werden, wenn eine Gleichstromschaltung benutzt wird. Im vorliegenden Fall ist jedoch eine Wechselstromsehaltung vorzuziehen, so daß das Gleichstromfehlersignal durch einen geeigneten Modulator 46 in ein Wechselstromfehlersignalumgewandelt wird. Der Modulator 46, für den eine Ring- oder Brücken-Schaltung verwendet werden kann, ist mit einem Transformator 48 versehen, bei dem die Mitte 50 der Primärseite 52 mit dem Mittelabgriff 44 des Potentiometers 42 verbunden ist. Die einander gegenüberliegenden Enden der Primärseite 52 sind mit einem Eckenpaar 54 der Brücke 56 verbunden. Die anderen Ecken 58 der Brücke 56 sind mit der Sekundärseite 60 eines Steuertransformators 62 verbunden. Die Primärseite 64 des Steuertransformators ist mit einer Wechselstromversorgung 66 verbunden, die eine konstante Trägerfrequenz besitzt. Die Spannung der Sekundärseite 60 sperrt abwechselnd die einzelnen Schenkel der Brücke 56, so daß sich infolgedessen als Ausgang der Sekundärseite 67 des ersten Transformators 48 ein Wechselstromfehlersignal ergibt, dessen Frequenz mit der Trägerfrequenz übereinstimmt. Die Amplitude des Wechselstromfehlersignals ist proportional dem Gleichstromfehlersignal am Mittelabgriff 44, während die Phase jeweils um 180° verschoben wird, wenn die Polarität des Gleichstromfehlersignals wechselt.The output 34 of the receiver is connected to a stabilization network 35 which has a voltage divider 36 and a differentiating element 38. The voltage divider 36 is provided with a fixed resistor 40 and a potentiometer 42 which has a movable center tap 44 so that it generates an error signal that indicates the size and direction of the deviation of the vehicle from the prescribed path. This error signal is a DC signal and can be used as such when a DC circuit is used. In the present case, however, an ac holding is preferred so that the dc error signal is converted to an ac error signal by a suitable modulator 46. The modulator 46, for which a ring or bridge circuit can be used, is provided with a transformer 48 in which the center 50 of the primary side 52 is connected to the center tap 44 of the potentiometer 42. The opposite ends of the primary side 52 are connected to a pair of corners 54 of the bridge 56. The other corners 58 of the bridge 56 are connected to the secondary 60 of a control transformer 62. The primary side 64 of the control transformer is connected to an AC power supply 66 which has a constant carrier frequency. The voltage of the secondary side 60 alternately blocks the individual legs of the bridge 56, so that as a result, an alternating current error signal results as the output of the secondary side 67 of the first transformer 48, the frequency of which corresponds to the carrier frequency. The amplitude of the AC error signal is proportional to the DC error signal at the center tap 44, while the phase is shifted by 180 ° when the polarity of the DC error signal changes.

Das Differenzierglied 38 enthält einen Kondensator 68 und ein Potentiometer 70, das einen einstellbaren Mittelabgriff 72 aufweist, der ein Gleichstromsignal liefert, das ein Potential und eine Polarität besitzt, die der Änderungsgeschwindigkeit des Signals der Empfänger 18 und 20 entsprechen, d. h. der Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug 12 vom Weg abweicht. Da bei der vorliegenden Einrichtung Wechselstrom verwendet wird, ist der Mittelabgriff 72 mit der Mitte 74 der Primärseite 76 eines Transformators 78 eines zweiten Modulators 80, der eine Brückenschaltung verwendet, verbunden, der dem ersten Modulator ähnlich ist und eine Brücke 82 aufweist, die ein Paar von einander gegenüberliegenden Ecken 84 besitzt, die mit den Enden der Primärseite 76 verbunden sind, während die anderen Ecken mit der Sekundärseite 88 eines Steuertransformators 90 verbunden sind. Die Primärseite dieses Transformators ist mit der Stromversorgung verbunden, so daß sie einen Trägerfrequenzstrom enthält. Damit erhält man als Ausgang der Sekundärseite 92 ein Wechselstromsignal mit der Trägerfrequenz und einer Amplitude, die der Änderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals entspricht. Das Wechselstromfehlersignal der Abweichung und die Wechselstromsignale der Änderungsgeschwindigkeit sind in oder außer Phase, wenn die entsprechenden Gleichstromsignale die gleiche oder die umgekehrte Polarität besitzen.The differentiator 38 includes a capacitor 68 and a potentiometer 70, which has an adjustable center tap 72 that carries a direct current signal that has a potential and a polarity that correspond to the rate of change of the signal from receivers 18 and 20, i. H. the speed with which the vehicle 12 deviates from the path. Since with the present device alternating current is used, the center tap 72 is one with the center 74 of the primary side 76 Transformer 78 of a second modulator 80 using a bridge circuit, which is similar to the first modulator and has a bridge 82 which has a pair of opposing corners 84 which are connected to the ends of the Primary side 76 are connected, while the other corners are connected to the secondary side 88 a control transformer 90 are connected. The primary side of this transformer is connected to the power supply so that it contains a carrier frequency current. An alternating current signal with the is thus obtained as the output of the secondary side 92 Carrier frequency and an amplitude that corresponds to the rate of change of the error signal is equivalent to. The AC error signal of the deviation and the AC signals of rate of change are in or out of phase when the corresponding DC signals have the same or reverse polarity own.

Die Sekundärwicklungen 67 und 92 der Transformatoren 48 und 78 sind mit Belastungswiderständen 94 und 96 sowie mit Kopplungswiderständen 98 und 100 verbunden, die zum Eingang 102 eines Summierversfäckers 104 führen, der ein üblicher Verstärker ist, welcher die beiden Wechselstromsignale additiv kombiniert und ein verstärktes Ausgangssignal erzeugt. Der Verstärker 104 besitzt vorzugsweise eine veränderliche Verstärkung, die durch die Stellung der Mittelanzapfung 106 geregelt wird, welche durch eine auf die Geschwindigkeit ansprechende Servoeinrichtung 108 gesteuert wird, die weiter unten im einzelnen erläutert wird. Der Ausgang des Verstärkers 104 ist somit ein korrigiertes Wechselstromsignal, das um einen Betrag vergrößert oder verkleinert ist, der dem Wechselstromsignal der Änderungsgeschwindigkeit entspricht. Wenn die Gleichstromsignale die gleiche Polarität besitzen, sind die Wechselstromsignale in Phase und addieren sich, wenn dagegen die Gleichstromsignale entgegengesetzte Polarität besitzen, sind die Wechselstromsignale außer Phase und werden subtrahiert. Der Ausgang des Summierverstärkers 104 ist kapazitiv mit dem Eingang eines Servoverstärkers 110 gekoppelt, dessen Ausgang mit der Primärseite 112 eines Transformators 114 eines Demodulatorkreises 116 mit Brückenschaltung verbunden ist. Die Brückenschaltung 118 besitzt ein Paar von einander gegenüberliegenden Ecken 120, die mit der Sekundärseite 122 des Transformators 114 verbunden sind, während die anderen Ecken 126 mit der Sekundärseite 128 eines Steuertransformators 130 verbunden sind. Die Primärseite 132 dieses Transformators 130 ist mit der Stromversorgung 66 verbunden und wird dementsprechend mit der Trägerfrequenz versorgt. Aus diesem Grunde ist der Ausgangswert des Demodulators 116 ein Gleichstromsignal, dessen Amplitude und Polarität der Amplitude und Phase des korrigierten Wechselstromfehlersignals entspricht. Der Ausgang ist mit einem Spulenpaar 134 in einem hydraulischen Servosteuerventil136 der Kraftlenkeinrichtung 137 verbunden. Diese enthält eine Pumpe 139, ein Filter 141, einen Speicher 143 und einen Vorratsbehälter 145. Das Servoventil 136 reguliert die Zufuhr von hydraulischem Medium zu einem Hydraulikzylinder 138, der einen Kolben 140 aufweist, welcher mit der Lenkeinrichtung 137 verbunden ist. Aus diesem Grunde steuert das Ventil 136 die Bewegung der zu lenkenden Räder 142 am vorderen Ende des Fahrzeugs und legt damit die Bewegungsrichtung fest.The secondary windings 67 and 92 of the transformers 48 and 78 are connected to load resistors 94 and 96 and to coupling resistors 98 and 100 , which lead to the input 102 of a summing amplifier 104 , which is a conventional amplifier which additively combines the two AC signals and generates an amplified output signal . The amplifier 104 preferably has a variable gain which is regulated by the position of the center tap 106, which is controlled by a speed-responsive servo device 108, which is explained in detail below. The output of amplifier 104 is thus a corrected AC signal that is increased or decreased by an amount equal to the rate of change AC signal. When the direct current signals are of the same polarity, the alternating current signals are in phase and add up, whereas when the direct current signals are of opposite polarity, the alternating current signals are out of phase and are subtracted. The output of the summing amplifier 104 is capacitively coupled to the input of a servo amplifier 110 , the output of which is connected to the primary side 112 of a transformer 114 of a demodulator circuit 116 with a bridge circuit. The bridge circuit 118 has a pair of opposite corners 120 which are connected to the secondary side 122 of the transformer 114, while the other corners 126 are connected to the secondary side 128 of a control transformer 130. The primary side 132 of this transformer 130 is connected to the power supply 66 and is accordingly supplied with the carrier frequency. For this reason, the output of demodulator 116 is a DC signal whose amplitude and polarity correspond to the amplitude and phase of the corrected AC error signal. The output is connected to a pair of coils 134 in a hydraulic servo control valve 136 of the power steering device 137 . This contains a pump 139, a filter 141, a reservoir 143 and a storage container 145. The servo valve 136 regulates the supply of hydraulic medium to a hydraulic cylinder 138 which has a piston 140 which is connected to the steering device 137. For this reason, the valve 136 controls the movement of the steered wheels 142 at the front end of the vehicle and thus determines the direction of movement.

In das Lenkgestänge ist ein Übertrager 144 für die Radstellung eingeschaltet, der auf die Bewegung der Räder 142 anspricht. Dieser Übertrager 144 ist mit einem Potentiometer 148 versehen, dessen Mittelabgriff 150 mechanisch mit dem Lenkgestänge verbunden ist und dessen einander gegenüberliegende Enden elektrisch parallel zur Sekundärwicklung 152 eines Transformators 154 gelegt werden, der von der Stromversorgung 66 mit Strom versorgt wird. Das Potentiometer gibt somit in den Eingang 156 des Servoverstärkers 110 ein Signal, dessen Amplitude ein Maß für die Größe der Ablenkung der Räder 142 von der Geradeausstellung ist und dessen Phase die Richtung angibt. Dadurch wird eine geschlossene Rückkopplung gebildet, und der Verstärker 110 betätigt das hydraulische Ventil 136 weiter, bis die Signale vom Summierverstärker 104 und vom Übertrager 144 gleich, aber entgegengesetzt sind. Dadurch werden die Räder 142 so eingestellt, daß sie dem korrigierten Fehlersignal entsprechen, und das Fahrzeug wird dementsprechend geführt. A transmitter 144 for the wheel position, which is responsive to the movement of the wheels 142, is connected to the steering linkage. This transformer 144 is provided with a potentiometer 148 , the center tap 150 of which is mechanically connected to the steering linkage and the opposite ends of which are placed electrically parallel to the secondary winding 152 of a transformer 154, which is supplied with current from the power supply 66. The potentiometer thus sends a signal to the input 156 of the servo amplifier 110 , the amplitude of which is a measure of the size of the deflection of the wheels 142 from the straight-ahead position and the phase of which indicates the direction. This creates closed feedback and the amplifier 110 continues to operate the hydraulic valve 136 until the signals from the summing amplifier 104 and transmitter 144 are equal but opposite. This will adjust the wheels 142 to match the corrected error signal and steer the vehicle accordingly.

Die Verstärkung des Verstärkers 104 wird mittels einer auf die Geschwindigkeit ansprechenden Servoeinrichtung 108 gesteuert. Diese ist mit einem Tachometer 158 versehen, das vom Getriebe oder von einer anderen geeigneten Stelle angetrieben wird und einen Wechselstromausgangswert erzeugt, der ein Maß für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 ist. Dieses Geschwindigkeitssignal wird einem Servomotor 160 zugeführt, der mechanisch die Stellung eines Mittelabgriffes 106 des Potentiometers 162 ändert. Dieses reguliert die Größe des zum Eingang 102 des Verstärkers 104 zurückgeführten Signals. Dadurch ändert sich die durch den Verstärker erzeugte Verstärkung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12. Die bei irgendeiner Kurvenfahrt des Fahrzeugs auftretende Fliehkraft ist eine Funktion des Quadrates der Fahrzeuggeschwindigkeit. Dementsprechend wird die Verstärkung des Verstärkers 104 vorzugsweise wie der Reziprokwert des Quadrates der Fahrzeuggeschwindigkeitgeändert. Damit bleibt für irgendeinen Krümmungsradius die seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit konstant.The gain of amplifier 104 is controlled by a speed responsive servo 108 . This is provided with a tachometer 158 which is driven by the transmission or some other suitable location and which produces an AC output value which is a measure of the speed of the vehicle 12. This speed signal is fed to a servomotor 160 which mechanically changes the position of a center tap 106 of the potentiometer 162 . This regulates the size of the signal fed back to the input 102 of the amplifier 104. As a result, the gain generated by the amplifier changes with the speed of the vehicle 12. The centrifugal force occurring when the vehicle turns in any way is a function of the square of the vehicle speed. Accordingly, the gain of amplifier 104 is preferably changed as the reciprocal of the square of the vehicle speed. Thus, for any radius of curvature, the lateral acceleration of the vehicle remains constant regardless of the vehicle speed.

Wenn ein mit der Erfindung ausgerüstetes Fahrzeug 12 entlang einem durch das Kabel 14 festgelegten Weg fährt, werden den beiden Empfängern 18 und 20 Signale induziert. Der Gesamtwert dieser Signale liegt am Ausgang 34 der Empfänger als Fehlersignal an und gibt die Richtung und Größe der Abweichung des Fahrzeugs 12 von der Fahrbahn an. Dieses Fehlersignal wird durch den Summierverstärker 104 und den Servoverstärker 110 geschickt. Dadurch wird wiederum bewirkt, daß das hydraulische System die zu lenkenden Fahrzeugräder 142 so einstellt, daß das Fahrzeug 12 zur vorbestimmten Bahn zurückkehrt. Die Größe der Schwenkung der Fahrzeugräder aus der Geradeausstellung heraus wird durch die Amplitude des Fehlersignals und den Betrag bestimmt, bis auf den es durch die Fahrzeuggeschwindigkeit abgewandelt wird, sowie die Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug 12 vom Kabel 14 abweicht. When a vehicle 12 equipped with the invention travels along a path defined by the cable 14 , signals are induced to the two receivers 18 and 20. The total value of these signals is present at the output 34 of the receiver as an error signal and indicates the direction and magnitude of the deviation of the vehicle 12 from the roadway. This error signal is sent through summing amplifier 104 and servo amplifier 110 . This in turn causes the hydraulic system to adjust the vehicle wheels 142 to be steered so that the vehicle 12 returns to the predetermined path. The magnitude of the pivoting of the vehicle wheels from the straight ahead position is determined by the amplitude of the error signal and the amount to which it is modified by the vehicle speed, as well as the speed at which the vehicle 12 deviates from the cable 14.

Wenn das Fahrzeug 12 dem Kabel 14 genau folgt, treten nur kleinere zufällige Abweichungen vom Fahrweg auf, und die Geschwindigkeit, mit der die Abweichungen auftreten, ist vergleichsweise gering. Dementsprechend ist das Fehlersignal im wesentlichen im ganzen für jegliche Lenkkorrektor verantwortlich. Wenn jedoch das Fahrzeug 12 plötzlich vom Fahrweg abgelenkt wird, etwa infolge von Seitenwind, Rutschen, einer Kurve usw., ist die Änderungsgeschwindigkeit des Fehlersignals hoch. Dementsprechend führt das Differenzierglied 38 ein entsprechend großes Signal dem Eingang 102 des Summierverstärkers 104 zu. Dadurch wird das Fehlersignal so geändert, daß das Fahrzeug schneller zum vorbestimmten Weg zurückkehrt.If the vehicle 12 follows the cable 14 precisely, only minor random deviations from the travel path occur, and the speed at which the deviations occur is comparatively low. Accordingly, the error signal is essentially responsible for any steering corrector in its entirety. However, if the vehicle 12 is suddenly distracted from the route, such as due to cross wind, sliding, a curve, etc., the rate of change of the error signal is high. Accordingly, the differentiating element 38 feeds a correspondingly large signal to the input 102 of the summing amplifier 104. This changes the error signal so that the vehicle returns to the predetermined route more quickly.

Das Steuersystem ist daher sehr stabil, schnell und spricht genau auf jegliche Bedingungen an, die eine Lenkkorrektur erfordern.The control system is therefore very stable, fast and speaks accurately to any conditions that require steering correction.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: l.. Servobetätigte Vorrichtung zum Einstellen von lenkbaren Rädern, die das Kraftfahrzeug einen vorherbestimmten Führungsweg in Abhängigkeit von Fehlersignalen folgen läßt, welche bei Abweichungen von diesem Führungswege erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (38,70 ... 94) vorgesehen sind, welche ein Signal erzeugen, das die Änderungsgeschwindigkeit einer Abweichung vom Führungsweg (14) anzeigt, und daß dieses Signal dem Fehlersignal für die Abweichung hinzugefügt wird, um ein Steuersignal zu bilden, welches die Abweichung auf einen Kleinstwert beschränkt. PATENT CLAIMS: l .. Servo-operated device for setting steerable wheels, which allows the motor vehicle to follow a predetermined guide path as a function of error signals which are generated in the event of deviations from this guide path, characterized in that means (38, 70 ... 94) are provided which generate a signal which indicates the rate of change of a deviation from the guide path (14), and that this signal is added to the error signal for the deviation in order to form a control signal which limits the deviation to a minimum value. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale für die Abweichung und für die Änderungsgeschwindigkeit in einem Verstärker (l02, 104, 106) mit veränderlichem Verstärkungsgrad summiert werden, wobei der Verstärkungsgrad durch ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiges Servoglied (l08, 158, 160) reziprok gesteuert wird. 2. Device according to claim 1, characterized in that the signals for the deviation and for the rate of change in an amplifier (l02, 104, 106) are summed with a variable gain, the gain by a servo element dependent on the vehicle speed (l08, 158 , 160) is controlled reciprocally. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Servorückmelder (144) vorgesehen ist, um ein Signal auf die durch eine Steuerung betätigte Lenkeinrichtung rückzuführen, das die Stellung des die lenkbaren Räder einstellenden Gliedes (140) angibt. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a servo feedback (144) is provided in order to feed back a signal to the steering device actuated by a controller which indicates the position of the member (140) adjusting the steerable wheels. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Summierverstärker (104) über einen Servoverstärker (110) und Demodulatorschaltungen (116) ein Servoventil (136) aussteuert, wobei der Servoverstärker ebenfalls ein Signal von dem Servorückmelder (144) erhält. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the summing amplifier (104) a servo valve via a servo amplifier (110) and demodulator circuits (116) (136), whereby the servo amplifier also receives a signal from the servo feedback (144) receives. 5. Vorrichtung nach einem jeden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen des Signals für die Änderungsgeschwindigkeit einer Abweichung ein Paar in einem Abstand voneinander angeordneter Empfänger (18 und 20) enthalten, die aus abgestimmten Stromkreisen (22 und 24) bestehen, welche jeder einen Kondensator (30) über einen Gleichrichter (28) aufladen, wobei die Kondensatoren (30) durch Ableitwiderstände (32) überbrückt und die Gleichrichter (28) mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung angeschlossen sind, und daß die beiden aus Kondensator (30) und Widerstand (32) bestehenden Stromkreise in Reihe mit einem Spannungsteiler (36) geschaltet und über einen Kondensator (68) mit einem Potentiometer (70) verbunden sind, an dessen einstellbarer Anzapfung (72) das genannte Signal erscheint. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for generating the signal for the rate of change of a deviation comprise a pair of spaced apart receivers (18 and 20) which consist of matched circuits (22 and 24) , each of which charges a capacitor (30) via a rectifier (28), the capacitors (30) being bridged by leakage resistors (32) and the rectifiers (28) being connected with opposite forward direction, and that the two capacitors (30) and Resistor (32) existing circuits are connected in series with a voltage divider (36) and connected via a capacitor (68) to a potentiometer (70), at whose adjustable tap (72) the said signal appears. 6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis (34) über einen Spannungsteiler (36) mit einem Modulator (46) und ferner mit einem Differentiationskreis (38) und einem Modulator (80) verbunden ist, wodurch Wechselspannungssignale geschaffen werden, die die Abweichung und deren Änderungsgeschwindigkeit darstellen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1009 503; deutsche Patentschriften Nr. 932171, 639 813; Zeitschrift ATZ, Nr. 2 vom Februar 1955, S.32 und 33.6. Motor vehicle according to claim 5, characterized in that the output circuit (34) is connected via a voltage divider (36) to a modulator (46) and also to a differentiation circuit (38) and a modulator (80), whereby AC voltage signals are created, which represent the deviation and its rate of change. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1009 503; German Patent Nos. 932171, 639 813; ATZ magazine, No. 2 from February 1955, pages 32 and 33.