Einrichtung zur Übermittlung von Fahrbahn-Abta:stsignalen Die Erfindung
betrifft Einrichtungen für Fahrzeuge, welche während der Fahrt des Fahrzeugs durch
Fahrbahn-Abtastung gewonnene Signale auswerten. Es ist z.B. für Kraftfahrzeuge die
Aufgabe gestellt, vorausliegende Fahrbahn-Unebenheiten durch-bekannte Verfahren
der Wellen- oder Impuls-Reflexion abzufühlen und in Abhängigkeit davon di e Wirkkräfte
in einem Federungs- oder Dämpfungssystem automatisch einzustellen ("aktives" Federungssystem).-
Dabei muß zwischen der Abtastung der Unebenheiten und der angepaßten Einstellung
des Federungs-oder Dämpfungssystems eine Verzögerung vorgesehen werden, die von
der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Die Erfindung.schlägt hierfür eine Einrichtung
vor,--.die die Aufgabe der geschwindigkeitsabhängigen Signalübermittlung für Einrichtungen
der genannten Art in einfacher Weise erfüllt. Die Erfindung besteht darin, daß ein
proportional der Fahrgeschwindigkeit z.B. von einem Fahrzeugrad angetriebener endloser
Magnetogrammträger vorgesehen ist mit mindestens einer Spur, die von einem Schreibkopf
überstrichen
wird, welcher während der Fahrt des Fahrzeugs durch
Fahrbahn-Abtastung gewonnene Signale aufzeichnet, und außerdem v(_ einem Lesekopf,
welcher in Spurrichtung hinter-dem Schreibkopf die au fgezeichneten Signale mit
geschwindigkeitsabhängiger 'Terzögerung wieder abfühlt. Dabei kann zum Antrieb des
Magnetogrammträgers die in Kraftfahrzeugen ohnehin vorhandene-Tachometerwelle benutzt
werden. Es ist bekannt, magnetisch -beschriftbare Trommeln oder Scheiben
z 7 Aufzeichnung von,Informa-tionen" insbesondere auch Meßwerten, sowie auch
Mr verzögerte Wiedergabe durch einen mit Abstand vom Schreibkopf angeordneten Lesekopf
zu benutzen, wobei aber die Drehgeschwindigkeit konstant gehalten wird. Wie bei
den bekannten-Einrichtungen kann auch bei der Einrichtung nach der Erfindung die
Aufzeichnung in Form von. einzelnen Impulsen oder von Kode-Impulsgruppen (digital)
in mehreren Spuren oder in einer den Meßwerten-"a-nalogen" Form z.B. durch Frequenzzüge
erfolgen. Dies hängt von der Organisation der Impulsecho- oder sonstigen -Abtastvorrichtung
ab" -
die nicht Gegenstande:ider Erfindung ist-. Wenn -die Auf zeichnungsform-so
ist, daß sie nicht eine vorher aufgezeichnete Information selbsttätig vollständig.-überschreibt,
dann muß natÜrlich in ebenfalls bekannter'Weise in der Aufzeichnungsspur hinter
dem Lesekopf ein Lös,chkopf vorgesehen werden, der die Spur für die Neuaufzeichnung
durch den Schreibkopf wieder frei macht.
Es können in der Spur eines
Schreibkopfes auch mehrere LesekÖpfe in Spurrichtung versetzt vorgesehen werden,
z.B. zwei, von denen der zweite eine größere Verzögerung ergibt als der erste. Der
erste kann dann z.B. die Steuerungssignale für ein Feders7stem der Vorderräder
und der zweite die fÜr die Hinterräder abgeben, welche die Unebenheiten geschwindigkeitsabhängig
später überlaufen. Ferner können die auf dem Magnetogramrä,träger aufgezeichneten
Signale.auch für besondere Auswertungen zusätzlich abgetastet,werien, z.B. vor der
nach Maßgabe der Rad-Überlaufzeiten stattfindenden Abnahme mit einem gWinschten,
wiederum geschwindigkeitsabhängigen zeitlich#en Vorhalt. Stoßfrequenzen beispielsweise,
die durch QuerripDungen der Fahrbahn entstehen, können nach Abtastung der Ri-Ppen
und Aufzeichnung auf der Trommel oder Scheibe in einem besonderen Frequenz-Lesekopf
ihre Wiedergabe finden, um zusätzlich für die Federsteuerung ausgewertet zu werden.
Dabei kommt der Vorteil zum Tragen, welcher bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
dadurch gegeben ist, daß man eine magnetische-Aufzgichnung durch verschiedenartig
organisierte Lese-Wandler, allein schon durch verschiedene Spaltbreiten der Leseköpfe,
in verschiedener Weise auswerten-kann. 1
Es kann mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung die Zeitdi fferenz zwischen dem Aufzeichnen eines Im-oulses und dem
Ablesen desselben Impulses auch als selbständige Information ausgewertet werden,
die auf Anregung von außen her in einfacher Weise ein Maß für die jeweilige Geschwindigkeit
gibt. Z.B. kann,
wenn ein Abtastmittel des Fahrzeugs eine an der
Fahrbahn angebrachte Brems-Markierung passiert, ein Impuls auf die' Trommel oder-Scheibe
geschrieben werden, wobei zugleich eine -Aufladespannung an einen Kondensator gelegt
wird. Bei Ab-
lesung des Tm-pülses durch den Lesekopf wird die Kondensatoraufladung
beendet. Die von außen her angeregte Kondensatoraufladung kann etwa ein Bremssystem
in Gang setz en, wobei die ein Maß für die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit gebende
(ihr umgekehrt proportionale) Höhe der Aufladung die Bremskraft steuert, welche
aufzuwenden ist, um das Fahrzeug in einem Bereich hinter der Markibrung zum Stehen
zu bringen. In einstellbaren Federungs- oder Dämpfungssystemen ergibt sich vom Eintreffen
des Stellsignals ab im allgemeinen eine im wesentlichen konstante Ansprechverzögerung,
bis die Einstellung tatsächlich vollzogen iste Eine solche Zeitkonstante des die
Signale auswertenden Systems wird erfindungsgemäß dadurch berücksichtigt, daß-die
zwis chen dem Schreibkopf und dem Lesekopf oder den Leseköpfen liegende Länge des
Magnetogrammträgers in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit selbsttätig verändert
wird.Device for transmitting lane scanning signals The invention relates to devices for vehicles which evaluate signals obtained by scanning the lane while the vehicle is in motion. For motor vehicles, for example, the task is to sense unevenness in the road ahead using known methods of wave or pulse reflection and, depending on this, automatically adjust the active forces in a suspension or damping system ("active" suspension system) a delay can be provided between the scanning of the unevenness and the adapted setting of the suspension or damping system, which delay depends on the vehicle speed. The invention proposes a device for this purpose, which fulfills the task of speed-dependent signal transmission for devices of the type mentioned in a simple manner. The invention consists in that an endless magnetogram carrier, which is driven proportionally to the driving speed, for example by a vehicle wheel, is provided with at least one track which is swept over by a write head which records signals obtained by scanning the lane while the vehicle is in motion, and also v (_ a reading head, which write head senses in the track direction of the behind-the au fgezeichneten signals with speed-dependent 'Terzögerung again. in this case, for driving the magnetic recording medium used in motor vehicles already present speedometer shaft. It is known magnetically -beschriftbare drums or discs z 7 recording of "information", in particular also measured values, as well as Mr delayed reproduction by a reading head arranged at a distance from the write head, whereby the speed of rotation is kept constant. As with the known devices, the device according to the invention the record in the form of. individual impulses or code impulse groups (digital) in several tracks or in an "analog" form of the measured values, for example by frequency trains. This depends on the organization of the pulse echo or other scanning device " - which is not the subject of the invention. If the recording form is such that it does not automatically completely overwrite previously recorded information, then of course in Also known'Weise a release head can be provided in the recording track behind the read head, which clears the track for new recording by the write head. Several read heads can also be provided offset in the track direction in the track of a write head, for example two of which the second results in a greater delay than the first. The first can then, for example, the control signals for a suspension system of the front wheels and the second for the rear wheels, which pass over the unevenness later depending on the speed. Furthermore, the signals recorded on the magnetogram, carrier. also scanned for special evaluations, for example before the made-to-measure giving the wheel overrun times taking place with a gwinschten, again speed-dependent time lead. For example, shock frequencies caused by lateral ripples in the road surface can be reproduced in a special frequency reading head after scanning the ripples and recording them on the drum or disk, so that they can also be evaluated for the spring control. The advantage here comes into play, which is given in the device according to the invention in that a magnetic recording can be evaluated in different ways by means of differently organized read transducers, simply by means of different gap widths in the read heads. 1 With the device according to the invention, the time difference between the recording of an impulse and the reading of the same impulse can also be evaluated as independent information which, when stimulated from the outside, easily gives a measure of the respective speed. For example, when a scanning device of the vehicle passes a brake marking attached to the roadway, a pulse can be written onto the drum or disk, with a charging voltage being applied to a capacitor at the same time. When waste Tm pülses reading by the read head capacitor charging is terminated. The externally stimulated capacitor charge can set a braking system in motion, for example, with the amount of charge giving a measure of the current vehicle speed (inversely proportional to it) controlling the braking force that is to be used to drive the vehicle in an area behind the marking To bring standing. In adjustable suspension or damping systems there is generally an essentially constant response delay from the arrival of the control signal until the setting is actually made or the length of the magnetogram carrier lying on the reading heads is automatically changed as a function of the driving speed.
Die Abbildungen zeigen schematisch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
in 1 ist mit 1 ein Rotor (Trommel oder Scheibe) bezeichnetg dessen
Peripherie mit einer magnetisierbaren Schicht bedeckt
ist. Er wird
über eine biegsame Welle mit Untersetzung von einem Rad 2 eines Fahrzeugs
3 im Uhrzeigersinn angetrieben. Der Abtaststrahl 4 eines Sende- und Empfangsorgans
5 an der Vorderseite des Fahrzeugs tastet in bestimmter Entfernung a vor
den Voiderrädern 2#des Fahrzeugs die Oberfläche 6 der Fahrbahn ab und erzeugt
Unebenheitssignale in dem Empfänger 7.
Dieser gibt hiervon abhängige Schreibsignale
auf einen Schreibkopf 8. Die Untersetzung der Drehzahl des Rotors
1
gegenüber der des Rades 2 ist so gewählt, daß ein Punkt des Rotors
1 vom Kopf 8 zu einem Punkt P gelangt, während die Vorderräder 2 die
Strecke a zurücklegen. Ein Lesekopf 9, welcher die von dem Schreibkopf
8 beschriftete Spur abtastet, ist auf einem um die Achse des Rotors
1 schwenkbaren BÜgel 10 gelagert. Die vom Lesekopf 9 abgegriffenen
Signale stellen in einem Federungssystem 11 für die Vorderräder eine Federkraft
oder DämDfung ein. Im Ruhezustand des Fahrzeugs 3 und Rotors 1 steht
der Lesekopf 9 am Punkte P. Er könnte dort ortsfest angeordnet sein, wenn
das System 11
sich ohne Verzögerung einstellt. Das System 11 möge jedoch
eine im wesentlichen gleichbleibende Einstellzeit T haben. Dann-wird der BÜgel
10 mit dem Lesekopf 9 durch eine ebenfalls über die biegsame Welle
angetriebene ta#hometrische, mit Wirbelstrommitnahme, Fliehgewichten.oder dgl* in
bekannter Art arbeitende Einrichtung 12 bei von Null zunehmender-Fahrzeuggeschwindigkeit
vom Punkt P aus im Gegenuhrzeigersinn und bei wieder abnehmender Geschwindigkeit
wieder'im Uhrzeigersinn
verstellt, so, daß der Abstand des Kopfes
9 vom Punkt P geschwindigkeitsproportional verändert und stets so groß gehalten
wird, daß ein Punkt des Rotors 1 die Strecke vom Kopf 9 bis zum'Punkt
P in der Zeit T zurücklegt. Hierdurch ist das Syrtem 11 dann eingestellt,
wenn die Vorderrädereine abgetastete Unebenheit (und der zugeordnete Signalpunkt
auf dem Rotor 1 den Punkt P) erreicht haben. Auf dem schwenkbaren Bügel
10 ist ferner ein zweiter Lesekopi 13 in der vom Kopf 8 beschrifteten
Spur'so angeordnet, daß Jin Rotorpunkt die Strecke 9 13 durchläuft, während
die Hinterräder.14 die Strecke b zurücklegen. Die Signale des Lesekopfes
13 stellen das Federsystem 15 der Hinterräder ein, ebenfalls unter
Berücksichtigung der Einstellzeit T des Systems. Mit 16 ist ein Löschkopf
bezeichnet, der die Spursignale löscht, nachdem sie vom Kopf 13 abgefühlt
wurden. In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung
dar - gestellt. Anstelle des Rotors 1 der Fig. 1 wird-hier,
mit entsprechender Geschwindigkeit, voneinem Fahrzeugrad eine Antriebsrolle
17 angetrieben, die ein endloses-Magnetband 18 (oder einen magnetisierbaren
endlosen Draht oder deren mehrere) in Pfeilrichtung antreibt. Von dort läuft das
Band.18 über eine Rolle 19, eine Umlenkrolle 20 und eine Spannrolle 21 wieder
auf die Rolle 17 zurück. Der Schreibkopf, wieder mit 8 bezeichnet,
liegt auf dem Band vor der Rolle 17, der Lesekopf 9 vor der Rolle
20, dahinter
kann wieder ein zweiter Lesekopf 13 angeordnet
sein. Die Rolle 19-ist auf einem um die Achse der Rolle 17 schwenkbaren Hebel
22 gelagert,- durch den das Band 18 zwischen den Rollen 17 und 20
wie dargestellt in eine Schlaufe gezogen wird'. Diese Schlaufe wird, indem der Hebel
22 durch die tachometrische Einrichtung 12 verstellt wird, geschwindigkeitsabhängig
in ihrer Länge verändert, nämlich verkürzt bei zunehmender und verlängert bei abnehmender
Fahrzeuggeschwindigkeit, so, daß die hierdurch entstehende zusätzliche Verschiebung
des Bandes 18 gegenüber dem Lesekopf 9
-(und 13) der Verschiebung
des-Lesekopfes 9 gegenüber dem Rotor 1 nach Fig. 1 entspricht,
wodurch eine Eigenzeit T des signalauswertenden Systems berücksichtigt wird*The figures show schematically two exemplary embodiments of the invention. In FIG. 1 , 1 denotes a rotor (drum or disk), the periphery of which is covered with a magnetizable layer. It is driven clockwise by a wheel 2 of a vehicle 3 via a flexible shaft with reduction. The scanning beam 4 of a transmitting and receiving element 5 at the front of the vehicle scans the surface 6 of the roadway at a certain distance a in front of the Voiderwheels 2 # of the vehicle and generates unevenness signals in the receiver 7. This sends dependent write signals to a write head 8. The reduction of the speed of the rotor 1 compared to that of the wheel 2 is chosen so that a point of the rotor 1 reaches a point P from the head 8 , while the front wheels 2 cover the distance a. A read head 9, which scans the track written on by the write head 8 , is mounted on a bracket 10 which can pivot about the axis of the rotor 1. The signals picked up by the reading head 9 set a spring force or damping in a suspension system 11 for the front wheels. When the vehicle 3 and rotor 1 are at rest, the reading head 9 is at point P. It could be arranged in a stationary manner there if the system 11 adjusts itself without delay. The system 11 may, however, have an essentially constant set-up time T. Then-the bracket 10 with the read head 9 is driven by a ta # hometric, with eddy current entrainment, flyweights. Or the like * in a known way working device 12 also driven by the flexible shaft at the vehicle speed increasing from zero from point P in the counterclockwise direction and at again with decreasing speed adjusted clockwise so that the distance of the head 9 from the point P is changed in proportion to the speed and is always kept so large that a point of the rotor 1 covers the distance from the head 9 to the point P in the time T. . As a result, the system 11 is set when the front wheels have reached a scanned unevenness (and the assigned signal point on the rotor 1 the point P). On the pivotable bracket 10 , a second read copy 13 is also arranged in the track labeled by the head 8 so that the rotor point jin runs through the distance 9 13 , while the rear wheels.14 cover the distance b. The signals of the reading head 13 adjust the spring system 15 of the rear wheels, also taking into account the adjustment time T of the system. Denoted at 16 is an erase head which erases the track signals after they have been sensed by the head 13. In Fig. 2, another possible embodiment of the inventive device is is - provided. Instead of the rotor 1 of FIG. 1 , a drive roller 17 is driven by a vehicle wheel at a corresponding speed, which drives an endless magnetic belt 18 (or a magnetizable endless wire or several) in the direction of the arrow. From there the belt 18 runs back onto the roller 17 via a roller 19, a deflection roller 20 and a tensioning roller 21. The write head, again denoted by 8 , lies on the tape in front of the roller 17, the read head 9 in front of the roller 20, behind which a second read head 13 can again be arranged. The roller 19 is mounted on a lever 22 pivotable about the axis of the roller 17 , by means of which the tape 18 is drawn into a loop between the rollers 17 and 20 as shown '. This loop is changed in length depending on the speed by adjusting the lever 22 by the tachometric device 12, namely shortened with increasing and lengthened with decreasing vehicle speed, so that the resulting additional displacement of the tape 18 relative to the reading head 9 - (and 13) corresponds to the displacement of the reading head 9 with respect to the rotor 1 according to FIG. 1 , whereby a proper time T of the signal evaluating system is taken into account *