DE2843611C2

DE2843611C2 -

Info

Publication number: DE2843611C2
Application number: DE2843611A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Isehara Kanagawa Jp Iida; Takao Kamide; Shinichi Hiratsuka Kanagawa Jp Hitomi
Original assignee: KOMATSU SEISAKUSHO TOKIO/TOKYO JP KK
Current assignee: KOMATSU SEISAKUSHO TOKIO/TOKYO JP KK
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1988-06-16
Also published as: GB2008281A; US4253541A; SE7810477L; SE440156B; DE2843611A1; GB2008281B; JPS5453784A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Lenksteuersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Lenksteuersystem ist aus der DE-OS 19 61 414 bekannt. Es kann von Leitwegsteuerung auf Programmsteuerung umgeschaltet werden, um an einer Kreuzungsstelle zweier Leiterdrähte des Leitwegsystems von einem Leiterdraht auf einen hiervon abzweigenden anderen Leiterdraht überzuwechseln. Die Leitwegsteuereinrichtung enthält Programmspeicher, die bei Programmsteuerbetrieb ausgelesen werden. Wenn die jeweils letzte Stufe eines Programmspeichers erreicht ist, liefern die Speicher über eine Rückstelleitung ein Signal, durch das die Programmsteuerung beendet und die Leitwegsteuerung begonnen wird. Es wird also in jedem Fall das von der Programmsteuereinrichtung gespeicherte Programm vollständig abgefahren, in der Erwartung, daß sich das Fahrzeug am Schluß genau über dem Ziel-Leitdraht befindet. Diese Voraussetzung ist jedoch nicht immer erfüllt, denn das Fahrzeug kann aufgrund unterschiedlicher Geschwindigkeiten oder äußerer Einwirkungen während des Programmsteuerbetriebs von dem programmierten Weg abweichen. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß sich die Leiterdrähte nicht genau unter 90° kreuzen. In beiden Fällen kann es bei dem bekannten Lenksteuersystem vorkommen, daß das Fahrzeug den zweiten Leiterdraht nicht findet bzw. die Umschaltung vom Programmsteuerbetrieb auf den Leitwegbetrieb zum falschen Zeitpunkt erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksteuersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem die Wiedereinschaltung der Leitwegsteuerung an der jeweils günstigsten Stelle erfolgt, an der das Fahrzeug sich über dem zweiten Leitdraht und in akzeptabler Ausrichtung zu diesem befindet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Lenksteuersystem ist am Fahrzeug ein Richtungsdetektor vorgesehen, der die Kurswinkelabweichung der Fahrzeugrichtung von der Richtung des Leitdrahts ermittelt, und ferner sind die drei angegebenen Detektoren vorhanden. Die Umschaltung von Programmsteuerung auf Leitwegsteuerung erfolgt genau dann, wenn

1. ein bestimmter Mindestweg der vorprogrammierten Bahn durchlaufen wurde,
2. die Kurswinkelabweichung zwischen Richtung des Fahrzeugs und Richtung des Leitdrahts innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt und
3. die Seitenabweichung der Fahrzeugposition von dem Leitdraht innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.

Hierdurch wird eine die jeweiligen Verhältnisse berücksichtigende Anpassung der programmierten Lenkungssteuerung an das Leitwegsystem erreicht. Es findet ein gleitender Wechsel zwischen beiden Vorgängen statt.

In der folgenden Beschreibung bedeutet der verwendete Ausdruck "Lenkwinkel" das Ausmaß der Richtungsänderung des Fahrzeugs in bezug auf den Zustand des Fahrzeugs, das gerade mit dem Vorgang der Fahrtrichtungsänderung beginnt. Der Ausdruck "vorbestimmter Lenkwinkel" bezeichnet einen Lenkwinkel, der erforderlich ist, damit das Fahrzeug auf den anderen Leitdraht derart umgesetzt wird, daß das Fahrzeug zu dem anderen Leitdraht parallel steht. Ein Wendeprogramm, bei dem eine programmierte Kurvenfahrt beendet ist, wenn das auf den anderen Leitdraht umgesetzte Fahrzeug parallel zu dem anderen Leitdraht steht, wird als "Kurvenprogramm mit dem vorbestimmten Wendewinkel" bezeichnet. "Ein Kurvenprogramm mit einem Lenkwinkel kleiner als der vorbestimmte Lenkwinkel" liegt bei einem Wendeprogramm vor, bei dem eine Programmwendung beendet ist, bevor das Fahrzeug auf den anderen Leitdraht verschoben wurde.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm einer Trapezfunktion, die generell für eine programmierte Fahrtrichtungsänderung eines Fahrzeugs verwendet wird,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht zur Veranschaulichung des Fahrzustands des Fahrzeugs, das gemäß der Erfindung eine Kurve durchfährt,

Fig. 3a bis 3c Ansichten zur Erläuterung der Operationen der Stellungswinkel-Detektorspulen,

Fig. 4 Trapezfunktionen, die für den programmierten Richtungswechsel verwendet werden,

Fig. 5 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Ausführungsform des Lenksteuerungssystems,

Fig. 6 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer anderen Ausführungsform, wobei ein Teil der Ausführungsform nach Fig. 5 abgewandelt ist,

Fig. 7 eine schematische Draufsicht zur Veranschaulichung der Vorwärts- und Rückwärtskurvenfahrt eines Fahrzeugs,

Fig. 8 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Trapezfunktionen, die bei der Vorwärts- und Rückwärtskurvenfahrt des Fahrzeugs verwendet werden,

Fig. 9 und 10 Blockdiagramme, die Beispiele von Konstruktionen zur Erzeugung der jeweiligen Funktionen für die Vorwärts- und Rückwärtskurvenfahrt des Fahrzeugs zeigen,

Fig. 11 eine schematische Draufsicht der Rechts- und Linkslenkung eines Gabelstaplers,

Fig. 12 Beispiele von Trapezfunktionen, die für die Rechtslenkung und Linkslenkung des Gabelstaplers gemäß Fig. 11 verwendet werden.

Fig. 13 und 14 Blockdiagramme, die Beispiele von Konstruktionen zur Erzielung der Trapezfunktionen zur Rechts- und Linkslenkung zeigen,

Fig. 15 und 16 andere Beispiele der Stellungswinkel- Detektorspulen,

Fig. 17 ein Blockdiagramm, das eine abgewandelte Ausführungsform eines Lenksteuerungssystems zeigt, bei dem die Stellungswinkel-Detektorspule gemäß Fig. 16 verwendet wird,

Fig. 18 eine Draufsicht zur Darstellung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs entlang einem gekrümmten Teil eines Leitdrahtes,

Fig. 19 ein Diagramm, das einen Fahrtweg eines unbemannten Fahrzeugs zwischen einer Hauptleitlinie und mehreren diese rechtwinklig kreuzenden Fahrspuren zeigt,

Fig. 20 eine Seitenansicht eines unbemannten Gabelstaplers, der eine Ladungssucheinrichtung aufweist, und

Fig. 21 ein Blockdiagramm der Ladungseinrichtung.

Zunächst wird eine Ausführungsform beschrieben, die ein Lenkprogramm aufweist, dessen Lenkwinkel kleiner als der vorbestimmte Lenkwinkel ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt sich ein unbemanntes Fahrzeug von einem Leitdraht a zu einem Leitdraht b an einer Stelle, an der die Leitdrähte a und b sich rechtwinklig schneiden, wobei der vorbestimmte Wendewinkel 90° beträgt.

Gemäß Fig. 2 sind die Leitdrähte a und b längs eines Weges verlegt, auf dem das unbemannte Fahrzeug 1 geführt wird, wenn ein Wechselstrom vorbestimmter Frequenz die Drähte durchfließt.

In der Nähe des linken und rechten Rades 4 a und 4 b im vorderen Teil 1 a des unbemannten Fahrzeugs 1 sind Stellungswinkel- Detektorspulen 2 a und 2 b, die einen Richtungsdetektor 2 bilden, angebracht. Jede Detektorspule 2 a und 2 b ist unter einem Winkel oder parallel zu der Mittellinie des Fahrzeugkörpers angeordnet und die Spulen sind in Reihe geschaltet, um die in diesen induzierten Spannungen unwirksam zu machen, wie Fig. 3a zeigt. Die Stellungswinkel-Detektorspulen 2 a und 2 b dienen zur Ermittlung eines Fahrzeug-Stellungswinkels (den die Fahrzeugmittellinie mit dem Leitdraht a oder b einschließt), während das Fahrzeug 1 längs des Leitdrahts a oder b geführt ist (nachfolgend als "Wegeführungsperiode" bezeichnet). Wenn der Fahrzeugkörper so auf dem Leitdraht a oder b steht, daß er zu dem Leitdraht a oder b parallel gerichtet und der Stellungswinkel gleich Null ist, wie in Fig. 3a gezeigt, entsprechen die in den Detektorspulen 2 a und 2 b induzierten Spannungen einander und heben sich daher gegeneinander auf. Dies hat zur Folge, daß keine Ausgangsspannung von dem Richtungsdetektor 2 aufgebracht wird, der aus der Reihenschaltung der Detektorspulen 2 a und 2 b gebildet ist. Wenn jedoch der Fahrzeugkörper mit dem Leitdraht a oder b einen Winkel einschließt, wie in Fig. 3b oder 3c gezeigt ist, werden in den Spulen 2 a und 2 b unterschiedliche Spannungen induziert und deshalb wird die Differenzspannung zwischen ihnen (bei der es sich um eine Spannung handelt, deren Phase und Betrag der Richtung und dem Betrag des Stellungswinkels entspricht) von dem Richtungsdetektor 2 hervorgerufen. Da jede der Spulen 2 a und 2 b einen Winkel mit der Mittellinie des Fahrzeugkörpers einschließt, wie in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wurde, ist es möglich, nicht nur den Stellungswinkel zu ermitteln, sondern auch die seitliche Verschiebung des Fahrzeugs in bezug auf den Leitdraht a oder b. Wenn der Fahrzeugkörper seitlich zum Leitdraht a (oder b) verfahren wird, wird die induzierte Spannung der näher bei dem Leitdraht a (oder b) befindlichen Spule höher als diejenige der anderen Spule und deshalb wird die Differenzspannung zwischen ihnen von der Reihenschaltung ausgegeben. Wenn daher die Detektorspulen 2 a und 2 b wie in Fig. 2 gezeigt angeordnet sind und einen Winkel mit der Fahrzeugmittellinie einschließen, wird eine Spannung erzeugt, die dem Stellungswinkel und der Seitwärtsbewegung des Fahrzeugkörpers entspricht (die Phase entspricht der Richtung des Steuerungswinkels und der Richtung der Seitwärtsbewegung, während die Amplitude der Größe des Stellungswinkels und der Größe der Seitwärtsbewegung entspricht).

Wenn daher die Lenksteuerung so durchgeführt wird, daß während der Wegeführung die Ausgangsspannung des Richtungsdetektors 2 gleich Null ist, dann ist es möglich, das Fahrzeug 1 längs des Leitdrahtes a oder b zu verfahren.

In den Fig. 2 und 3 bezeichnet die Positionsziffer 3 einen Abstandsdetektor in Form einer Bezugsphase-Detektorspule, die auf der Fahrzeugmittellinie rechtwinklig zu dieser angeordnet ist. Der Abstandsdetektor 3 ermittelt die Phase des dem Leitdraht a oder b zugeführten Wechselstroms. Die Phase einer in dem Abstandsdetektor 3 induzierten Spannung wird unabhängig von der Richtung des Stellungswinkels und der Richtung der Seitwärtsbewegung unverändert gehalten.

Bei dieser Ausführungsform wird das Fahrzeug 1 unter Verwendung eines Lenkprogramms einer Trapezfunktion - wie in Fig. 4 mit durchgezogener Linie dargestellt - von dem Leitdraht a zu dem Leitdraht b gelenkt. Dieses Lenkprogramm zeigt einen Lenkwinkel, der einer Fahrstrecke von der Abbiegungsstelle entspricht. Zunächst wird das Fahrzeug durch allmähliche Steuerung zu einer Stelle X 1 gefahren und anschließend mit unverändert beibehaltenem Lenkwinkel zu einer Stelle X 2 bewegt. Dann wird das Fahrzeug von der Stelle X 2 zu einer Stelle X 3 gefahren, wobei der Lenkwinkel allmählich auf Null an der Stelle X 3 zurückgeführt wird. Mit dem mit durchgezogener Linie in Fig. 4 gezeichneten Lenkprogramm wird das Fahrzeug 1 entlang einer Linie l in Fig. 2 verfahren. Wenn das Fahrzeug also in Übereinstimmung mit einem Lenkprogramm, das einen vorbestimmten Lenkwinkel aufweist (wie gestrichelt in Fig. 4 angedeutet) abbiegt, wird der Stellungswinkel in bezug auf den Leitdraht b in dem Moment Null, in dem der Lenkwinkel auf Null zurückgeht. Bei einem Lenkprogramm jedoch, dessen Lenkwinkel kleiner (zum Beispiel 70°-80°) als der vorbestimmte ist, wie mit der durchgezogenen Linie in Fig. 4 dargestellt, kann das Fahrzeug nicht in der Weise auf den Leitdraht b überführt werden, daß es in dem Moment parallel zum Leitdraht b steht, in dem der Lenkwinkel auf Null zurückgeht (oder an der Stelle X 3). Wenn das Fahrzeug die Stelle X 3 erreicht, wird es über ein angemessenes Stück (oder bis zur Stelle X 4) geradeaus bewegt, indem der Leitdraht b schräg gekreuzt und der Lenkwinkel auf 0° gehalten wird.

Wenn das Fahrzeug 1 auf den Leitdraht fährt, während es sich geradlinig von der Stelle X 3 zu der Stelle X 4 bewegt, wird der Lenkprogrammvorgang umgeschaltet auf den Wegeführungsvorgang unter Verwendung des Leitdrahtes b, so daß das Fahrzeug gleichmäßig zur Bewegung längs des Leitdrahts b geschwenkt wird. Der Umschaltvorgang wird später erläutert.

Ein Steuerungssystem zur Durchführung des beschriebenen Fahrzeuglenkvorgangs wird unter Bezug auf Fig. 5 erläutert.

Gemäß Fig. 5 werden die Suchsignale der Stellungswinkel- Detektorspulen 2 a und 2 b durch ein Bandfilter 6 an einen Analogschalter 9 übermittelt. Das Suchsignal des Abstandsdetektors 3 wird durch ein Bandfilter 7 auf einen als Komparator ausgebildeten Detektor 8 übertragen, der nur bei empfangenem positiven Signal eine Spannung zum Anschalten des Analogschalters 9 abgibt. Wie vorher beschrieben, wird die Phase des Ausgangssignals des Richtungsdetektors 2, der die Stellungswinkel- Detektorspulen 2 a und 2 b enthält, als Antwort auf den Stellungswinkel und die Seitwärtsbewegung umgekehrt und die Phase des Ausgangssignals des Abstandsdetektors 3 wird unabhängig von der Richtung des Stellungswinkels konstant gehalten. Deshalb gibt der Analogschalter 9 ein Suchsignal ab, dessen Polarität und Amplitude den Richtungen und Beträgen des Stellungswinkels und der Seitwärtsbewegung des Fahrzeugs entsprechen. Das von dem Analogschalter 9 abgegebene Suchsignal wird einer Glättungsschaltung 22 zugeführt, die es glättet und es wird als Steuerungsbefehlssignal S 1 zur Angabe der Lenkrichtung und des Lenkbetrages in einem Steuerungsmechanismus 17 in der Wegeführungsperiode einem Kontakt 10 a eines Schalters 10 zugeführt.

In der Programmsteuereinrichtung 11, 12, 13 erzeugt ein zu der Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 proportionale Impulse. Die Impulse werden von einem Zähler 12 nach Beginn des Abbiegungsvorgangs gezählt und der Zählwert des Zählers 12 wird einem Funktionsgenerator 13 zugeführt. Der Funktionsgenerator 13 dient der Erzielung eines Steuerungsbefehlswerts entsprechend diesem Zählwert in Übereinstimmung mit dem durch die durchgezogene Linie in Fig. 4 dargestellten Lenkprogramm und übermittelt ein Signal, das dem Befehlswert entspricht als Steuerungsbefehlssignal S 2 in der Kurvenfahrtperiode auf einen Kontakt 10 b des Schalters 10.

Der Schalter 10 dient der Auswahl eines der dem Kontakt 10 a zugeführten Steuerungsbefehlssignale S 1 zur Wegeführung und der dem Kontakt 10 b zugeführten Steuerungsbefehlssignale S 2 zur Programmlenkung und leitet es zu einem Additionspunkt 14. Ein Lenkwinkeldetektor 18 ermittelt einen wirklichen Lenkwinkel, um ein Suchsignal hervorzurufen, das dem Additionspunkt 14 zugeführt wird. Der Additionspunkt 14 überträgt den Differenzwert zwischen dem Lenkbefehlswert und dem Lenkwinkel über einen Verstärker 15 auf einen Versteller 16, der den Lenkmechanismus 17 betätigt, so daß der Differenzwert Null wird.

Der Schaltvorgang des Schalters 10 wird nachstehend beschrieben.

Der Schalter 10 wird von einem Befehlssignal von einer Steuerschaltung 21 betätigt. In der Wegeführungsperiode veranlaßt die Steuerschaltung 21 den Schalter 10 zur Umschaltung auf den Kontakt 10 a, so daß das Lenkbefehlssignal S 1 von den Stellungswinkel-Detektorspulen 2 a und 2 b dem Additionspunkt 14 zur Führung des Fahrzeugs 1 zugeführt wird. Bei Anlegen des Abzweigbefehlssignals wird der Schalter 10 auf den Kontakt 10 b umgeschaltet, woraufhin der Zähler 12 seinen Zählvorgang beginnt und der Funktionsgenerator 13 erzeugt das Lenkbefehlssignal S 2 in Übereinstimmung mit dem Lenkprogramm (durchgezogene Linie in Fig. 4), wobei das Signal S 2 dem Additionspunkt 14 zugeführt wird. Das Fahrzeug 1 führt den Programmlenkvorgang in Übereinstimmung mit dem Lenkbefehlssignal S 2 durch. Nach Durchführung des Programmlenkvorgangs wird der Wegeführungsvorgang ausgeführt, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind. Eine der Bedingungen besteht darin, daß (1) das Signal S 1 von den Stellungswinkel-Detektorspulen 2 a und 2 b im Bereich eines vorbestimmten niedrigen Wertes ±VS liegt. Das heißt, während das Fahrzeug von der Stelle X 3 zu der Stelle X 4 fährt, wird der Lenkwinkel überhaupt nicht verändert, weil der Steuerungswinkel auf 0° gehalten wird; wenn jedoch der Abstand zwischen dem Leitdraht b und dem Fahrzeug 1 sich ändert, wird das Signal S 1 gemäß diesem Abstand verändert. Genauer gesagt: zunächst nähert sich die Spule 2 b dem Leitdraht b und die in der Spule 2 b induzierte Spannung wird höher als die in der Spule 2 a induzierte Spannung, weswegen das Signal S 1 eine der Spule 2 b entsprechende Polarität aufweist. Wird das Fahrzeug weiterbewegt, steigt die in der Spule 2 a induzierte Spannung, so daß das Signal S 1 gegen Null geht. Bei noch weiterer Bewegung des Fahrzeugs wird die in der Spule 2 a induzierte Spannung höher als die in der Spule 2 b induzierte Spannung und deshalb hat das Signal S 1 eine der Spule 2 a entsprechende Polarität. Wenn daher der Wert des Signals S 1 nahe Null ist, läßt sich feststellen, daß das Fahrzeug 1 sich im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet.

Bei dieser Ausführungsform wird das Signal S 1 einem Detektor 20 in Form eines Fensterkomparators 20 übermittelt. Wenn das Signal S 1 sich in dem Bereich des vorbestimmten kleinen Werts ±Vs in dem Fensterkomparator befindet, wird festgestellt, daß das Fahrzeug 1 sich im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet und der Fensterkomparator überträgt ein Signal auf die Steuerschaltung 21 als eine Bedingung zur Umschaltung des Schalters 10 auf den Kontakt 10 a. Ein Schalter 26 ist auf der Eingangsseite des Detektors 20 angebracht. Dieser Schalter 26 betätigt den Fensterkomparator nur, wenn das Fahrzeug 1 geradlinig bewegt wird, um den Leitdraht b zu kreuzen, und er wird betätigt (an und aus) durch ein Signal von einem weiteren als Komparator ausgebildeten Detektor 27. Der Detektor 27 empfängt den Zählwert des Zählers 12 und (2) schaltet den Schalter 26 an, damit er dem Detektor 20 das Signal S 1 zuführt, wenn der Zählwert des Zählers 12 einem weiteren Abstand als der Stelle X 3 entspricht. Das Signal des Abstandsdetektors 3 wird ebenfalls als eine Bedingung zur Umschaltung des Schalters 10 auf den Kontakt 10 a benutzt. Wenn das Fahrzeug 1 sich von dem Leitdraht b wegbewegt, sinkt der Wert dieses Signals und wenn es sich dem Leitdraht nähert, steigt der Signalwert. Deshalb wird (3), wenn der Wert kleiner als ein vorgegebener Wert ist, festgestellt, daß das Fahrzeug 1 sich jenseits des Leitdrahts a oder b befindet und ein Umschalten des Schalters 10 auf den Kontakt 10 a findet nicht statt. Das Signal des Abstandsdetektors 3 wird durch ein Bandfilter 7, einen Gleichrichter 23 und eine Glättungsschaltung 24 auf einen Komparator 25 übertragen. Wenn der Wert des dem Komparator 25 übermittelten Signals kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird festgestellt, daß das Fahrzeug sich außerhalb des Leitdrahts b befindet. Als Folge wird ein Abweichungssignal von dem Komparator 25 auf die Steuerschaltung 21 übertragen, das eine Schaltung des Schalters 10 verhindert.

Unter den drei Bedingungen, (1) daß das Fahrzeug 1 sich weiter bewegt als bis zur Stelle X 3, (2) das Signal S 1 von den Stellungswinkel-Detektorspulen 2 a und 2 b innerhalb des Bereichs von ±Vs liegt und (3) kein Kursabweichungssignal abgegeben wird, stellt die Steuerschaltung 21 fest, daß das Fahrzeug sich im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet und bewirkt, daß der Schalter 10 auf den Kontakt 10 a umschaltet, damit der Wegeführungsvorgang von dem Leitdraht b übernommen wird.

Ein Beispiel des Falles, bei dem ein Lenkprogramm mit einem vorbestimmten Lenkwinkel verwendet wird, ist in Fig. 6 veranschaulicht, wobei einige Fig. 5 ähnliche Komponenten der einfachheithalber weggelassen wurden und in Verbindung mit Fig. 5 bereits erwähnte Komponenten ähnlich bezeichnet sind.

Das bei dem Beispiel der Fig. 6 verwendete Lenkprogramm ist gestrichelt in Fig. 4 dargestellt. Das Lenkprogramm arbeitet so, daß bei Rückstellung des Lenkwinkels auf 0° das Fahrzeug sich auf dem Leitdraht b derart befindet, daß es zu diesem Leitdraht b parallel steht. Wenn das Fahrzeug sich während des Programmlenkvorgangs im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet, wird der Programmlenkvorgang durch den Wegeführungsvorgang ersetzt. Selbst wenn das Lenkprogramm mit einem vorbestimmten Lenkwinkel verwendet wird, ist es aus einigen Gründen nicht immer möglich, das Fahrzeug auf den Leitdraht b zu bringen und parallel zu diesem auszurichten (das Fahrzeug biegt mit sehr geringer Geschwindigkeit ab, der Stellungswinkel mit dem Leitdraht a ist nicht Null, wenn der Kurvenvorgang beginnt). Unter diesen Bedingungen kann - wenn der Programmlenkvorgang auf den Wegeführungsvorgang umgeschaltet ist, das Fahrzeug zick-zack-förmig bewegt werden. Sobald festgestellt wird, daß das Fahrzeug im wesentlichen auf den Leitdraht b gebracht wurde, wird selbst vor Beendigung des Programmlenkvorgangs der Programmlenkvorgang umgeschaltet auf den Wegeführungsvorgang gemäß der Erfindung.

Bei diesem Beispiel wird der Betrag der Differenz zwischen dem Steuerungsbefehlssignal S 1 von den Stellungswinkel- Detektorspulen 2 a und 2 b und einem Steuerungsbefehlssignal S 2′ von einem Funktionsgenerator 13′ als eine Bedingung zur Umschaltung des Programmlenkvorgangs auf den Wegeführungsvorgang benutzt. Wie Fig. 6 zeigt, empfängt ein Subtraktor 29 das Steuerungsbefehlssignal S 2′ von dem Funktionsgenerator 13′ durch einen Schalter 28 und das Steuerungsbefehlssignal S 1 über einen Schalter 26, der gemeinsam mit dem Schalter 28 betätigt wird, um die Differenz zwischen den beiden Signalen S 2′ und S 1 zu ermitteln. Diese Differenz wird dem als Fensterkomparator ausgebildeten Detektor 20 zugeführt. Wenn der Differenzwert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ±Vs liegt, wird ein Signal von dem Fensterkomparator zu der Steuerschaltung 21 übermittelt. Wenn das Fahrzeug von dem Leitdraht b ausreichend weit entfernt ist, ist der Wert des Signals S 2′ groß, während der Wert des Signals S 1 etwa Null ist. Die Differenz zwischen den beiden Signalen ist deshalb groß und kein Ausgangssignal wird von dem Detektor 20 abgegeben. Wenn jedoch der Abbiegungsvorgang sein Ende erreicht, wird die Differenz zwischen den Signalen S 2′ und S 1 verkleinert, damit sie in dem Bereich ±Vs liegt, und das Signal wird von dem Detektor 20 abgegeben. Sollte unter den Bedingungen, daß das Signal von dem Detektor 20 abgegeben wurde und kein Abweichungssignal erschien, das Fahrzeug weiterbewegt worden sein als über ein vorbestimmtes Wegstück, nachdem der Wendevorgang begonnen hat, veranlaßt die Steuerschaltung 21 den Schalter 10 zur Umschaltung auf den Kontakt 10 a zur Durchführung des Wegeführungsvorgangs. Daher wird der Programmlenkvorgang auf den Wegeführungsvorgang umgeschaltet, wenn das Fahrzeug seine Kurvenfahrt beinahe beendet hat oder das Signal S 1 im wesentlichen gleich dem Signal S 2′ ist. Das Lenkbefehlssignal wird deshalb nicht plötzlich verändert, was bedeutet, daß der Programmlenkvorgang sich stoßfrei und glatt auf den Wegeführungsvorgang umschalten läßt.

Der vorstehend verwendete Ausdruck "vorbestimmter Abstand" bezeichnet einen von dem Komparator 27′ gesetzten Wert, der der Stelle X 2′ in Fig. 4 entspricht, an der die Rückstellung des Lenkmechanismus 17 beginnt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel wird unter Bezug auf die Fig. 7 bis 10 erläutert. In der vorstehenden Beschreibung wird das Fahrzeug 1 vorwärtsbewegt und biegt von dem Leitdraht a auf den Leitdraht b ab. Wenn das gleiche unbemannte Fahrzeug rückwärts bewegt wird und von dem Leitdraht b auf den Leitdraht a wendet mit der gleichen Funktion bei Beendigung des Wendevorgangs wie vorstehend beschrieben, schließt das Fahrzeug mit dem Leitdraht a einen in Fig. 7 gestrichelt angedeuteten Winkel ein. Dies bedeutet, daß die Stellung des Fahrzeugs 1 sich nicht mit der Ausgangsstellung deckt. Dieser Nachteil wird dadurch ausgeschlossen, daß unterschiedliche Funktionen für die Vorwärtskurvenfahrt bzw. die Rückwärtskurvenfahrt verwendet werden.

Nachfolgend wird der Fall erläutert, bei dem das Fahrzeug 1 aus der Stellung A auf dem Leitdraht a umgelenkt wird in die Stellung B auf dem Leitdraht b in Übereinstimmung mit einem Vorwärtsfahrt-Lenkprogramm und dann zurückbewegt wird in die Stellung A in Übereinstimmung mit einem Rückwärtsfahrt- Lenkprogramm.

Bei dem Vorwärtsfahrt-Lenkprogrammvorgang wird ein Steuerwinkel R gemäß einer Funktion gesteuert, die in Fig. 8 mit der gestrichelten Linie I angegeben ist. Dies bedeutet, daß das Fahrzeug aus der Stellung A bewegt wird, indem es mit einer gewissen Geschwindigkeit gesteuert wird. Wenn das Fahrzeug die Stelkle l₁ erreicht, wird in dem Moment der Steuerwinkel R₂ beibehalten, bis das Fahrzeug zu der Stelle l₂ fährt. Wenn dann der Lenkwinkel mit einer gewissen Geschwindigkeit abnimmt, wird das Fahrzeug zu der Stelle l₃ bewegt, so daß es sich auf dem Leitdraht b und parallel zu diesem in der Stellung B befindet.

Bei dem Rückwärtsfahrt-Lenkvorgang aus der Stellung B in die Stellung A wird der Lenkwinkel R gemäß einer Funktion II gesteuert, die mit durchgezogener Linie in Fig. 8 gekennzeichnet ist. Der Lenkwinkel wird in der Stellung B plötzlich in R₁ geändert. Danach wird der Lenkwinkel in Übereinstimmung mit einer Funktion gesteuert, die man durch Verschieben der bei dem Vorwärtsfahrt-Wendevorgang eingesetzten Trapezfunktion (I in Fig. 8) nach links längs der Abstandsachse (oder der Horizontalachse in Fig. 8) erhält. In diesem Falle kann die während des Rückwärtsfahrt- Wendevorgangs auftretende Steuerungsverzögerung kompensiert werden und das unbemannte Fahrzeug 1 kann auf den Leitdraht a gebracht und parallel zu diesem in der Stellung A ausgerichtet werden.

Ein Beispiel einer Steuerungsvorrichtung für diese Abwandlung ist in Fig. 9 gezeigt.

Ein Distanzdetektor 11 und ein Zähler 12 in Fig. 9 entsprechen im wesentlichen denjenigen gemäß Fig. 2.

Eine in Fig. 8 mit der gestrichelten Linie I angegebene Trapezfunktion ist in einem Funktionsgenerator 13 a für die Vorwärtslenkung programmiert. Der Funktionsgenerator 13 a sendet ein für einen Lenkwinkel repräsentatives Signal als Antwort auf ein Stellungssignal von dem Zähler 12.

Eine in Fig. 8 mit durchgezogener Linie II angegebene Funktion ist in einem Funktionsgenerator 13 b für die Rückwärtslenkung programmiert. Der Funktionsgenerator 13 b sendet ein für einen Steuerwinkel repräsentatives Signal als Antwort auf ein Stellungssignal von dem Zähler 12.

Schalter S 1 und S 2 wählen Lenkwinkel-Befehlssignale als Antwort auf die Vorwärts- und Rückwärtsfahrvorgänge des Fahrzeugs 1. Bei dem Vorwärtswendevorgang wird der Schalter S 1 eingeschaltet, damit ein Signal von dem Funktionsgenerator 13 a zu einer Leitung L gelangen kann. Bei dem Rückwärtswendevorgang wird der Schalter S 2 eingeschaltet, damit ein Signal von dem Funktionsgenerator 13 b zu der Leitung L übertragen wird.

Der Lenkwinkel wird gemäß dem Signal an Leitung L gesteuert.

Bisher wurde der Fall geschildert, daß die Vorderräder des Fahrzeugs lenkbare Räder sind. Dabei wird die Programmfunktion bei dem Rückwärtsfahrtlenkvorgang erzielt durch Fortschalten der Programmfunktion beim Vorwärtsfahrt- Lenkvorgang oder Verschieben derselben nach links entlang der Streckenachse. Wenn jedoch die Hinterräder als lenkbare Räder benutzt werden, wie es beispielsweise bei Gabelstaplern der Fall ist, wird die Programmfunktion bei dem Rückwärtsfahrt-Lenkvorgang erzielt durch Verzögerung der Programmfunktion bei dem Vorwärtsfahrt-Lenkvorgang oder Verschieben derselben nach rechts längs der Streckenachse.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel sind zwei Funktionsgeneratoren für die Vorgänge der Vorwärtsfahrt bzw. der Rückwärtsfahrt vorgesehen. In der Praxis kann jedoch das gleiche durch nur einen Funktionsgenerator erzielt werden. Beispielsweise kann gemäß Fig. 10 ein mit automatischer Kurvenfahrt programmierter Funktionsgenerator 13′ vorgesehen sein, der eine Trapezfunktion, zum Beispiel die in Fig. 8 mit der gestrichelten Linie I angegebene Funktion, speichert, die als Funktion bei dem Vorwärtsfahrt-Lenkvorgang benutzt wird. Bei der Vorwärtsfahrt gibt bei Anlegung eines Vorwärtsfahrt-Lenksignals der Funktionsgenerator 13′ ein Lenkbefehlssignal gemäß dem Zählwert des Zählers 12 an der Ausgangsstelle l _O (Fig. 8) ab. Für den Rückwärtsfahrt- Lenkvorgang ist eine Funktion, wie die in Fig. 8 mit durchgezogener Linie II dargestellt, erforderlich. Da jedoch diese Funktion durch Vorrücken der Funktion II in Fig. 8 um ein vorbestimmtes Stück l _S (Fig. 8) oder Verschieben derselben in negativer Richtung entlang der Streckenachse erhalten wird, kann der Funktionsgenerator 13′, der seine Funktion I gespeichert hat, im allgemeinen verwendet werden. Dies bedeutet, daß bei der Rückwärtsfahrt ein Rückwärtsfahrt- Lenksignal an den Funktionsgenerator 13′ gegeben wird, damit er die mit durchgezogener Linie II in Fig. 8 angedeutete Funktion liest. Dies wird erreicht durch Lesen eines Funktionswertes bei einer Adresse, die dem vorbestimmten Abstand l _S entspricht, anstatt einen Funktionswert bei einer Adresse zu lesen, die der Ausgangsstelle l _O entspricht.

Wenn ein unbemanntes Fahrzeug, das ein herkömmliches Vierradfahrzeug mit zwei lenkbaren Rädern ist, nach rechts oder links gelenkt wird, kann die gleiche Funktion sowohl für die Rechtswendung als auch für die Linkswendung eingesetzt werden, obwohl die Lenkwinkel verschiedene Polarität haben. Wenn jedoch die gleiche Funktion benutzt wird zur Fahrtrichtungsänderung sowohl nach der rechten als auch nach der linken Seite bei einem Fahrzeug, wie einem Gabelstapler, der nur ein zu der Mittellinie versetztes lenkbares Rad aufweist, ist es unmöglich, das Fahrzeug bei der Fahrtrichtungsänderung nach rechts oder links auf einen Leitdraht zu fahren, weil der Wenderadius bei der Abbiegung nach rechts unterschiedlich zu dem Wenderadius bei der Abbiegung nach links ist.

Fig. 11 bis 14 zeigen eine andere Abwandlung der Erfindung, bei der ein Fahrzeug dieser Art so ausgebildet ist, daß es sowohl nach rechts als auch nach links zufriedenstellend abbiegt.

Gemäß Fig. 11 ist ein unbemanntes Fahrzeug 31 auf der rechten und linken Seite an seinem vorderen Teil mit nichtlenkbaren Rädern 33 und 34 versehen, während auf der linken Seite des Fahrzeugs an seinem hinteren Teil ein lenkbares Rad 32 angeordnet ist.

Wenn, wie in Fig. 11, das Fahrzeug 31 auf einem Draht a nach rechts um die Stelle A abbiegt, so daß es in eine gestrichelt angedeutete Stellung 1 a auf dem Draht b kommt, wird die Fahrspur des lenkbaren Rades 32 durch die Linie La repräsentiert. Wenn andererseits das Fahrzeug 1 nach links um die in bezug auf den Draht a zu der Stelle A symmetrische Stelle B abbiegt, so daß es in eine strichpunktierte Stellung 1 b auf dem Draht b kommt, wird die Fahrspur des lenkbaren Rades 32 durch eine Linie Lb wiedergegeben. Die Linien La und Lb unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Kurvenabmessung, weil das lenkbare Rad 32 zu der Mittellinie des Fahrzeugkörpers versetzt angeordnet ist. Die Fahrspur La bei der Rechtsabbiegung ist ein um die Stelle A als Mittelpunkt beschriebener Bogen, wobei der Abstand zwischen der Stelle A und dem Mittelpunkt O des lenkbaren Rades 32 den Radius bildet. Die Fahrspur Lb bei der Linksabbiegung ist ein um die Stelle B als Mittelpunkt beschriebener Bogen, wobei der Abstand zwischen der Stelle B und dem Mittelpunkt O den Radius darstellt. Um das Fahrzeug 31 sowohl bei der Rechtsabbiegung als auch bei der Linksabbiegung ordnungsgemäß von dem Leitdraht a auf den Leitdraht b zu versetzen, ist es erforderlich, nicht nur die Lenkrichtung umzukehren, sondern auch den Lenkwinkel in Übereinstimmung mit der beschriebenen Fahrspur des lenkbaren Rades 32 zu steuern.

Ein Ausführungsbeispiel der Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und der Fahrstrecke bei der Rechts- und Linksabbiegung ist in Fig. 12 gezeigt, in der die durchgezogene Linie X die Rechtsabbiegung und die gestrichelte Linie Y die Linksabbiegung darstellt.

Zunächst wird die Rechtsabbiegung beschrieben.

Das Fahrzeug 31 befindet sich an einer Stelle X ₀, an der die Kurvenfahrt beginnt. Das Fahrzeug wird so gesteuert, daß es allmählich nach rechts lenkt, während es bewegt wird, bis der Lenkwinkel an der Stelle X₁ R₁ erreicht. Nachdem der Lenkwinkel an der Stelle X₁ R₁ ist, wird das Fahrzeug zu einer Stelle X₂ gefahren, wobei der Lenkwinkel R₁ aufrechterhalten bleibt. Nachdem das Fahrzeug die Stelle X₂ erreicht hat, wird die Lenkrichtung allmählich umgekehrt (oder nach links verändert). Wenn der Lenkwinkel an der Stelle X₃ 0 wird, erreicht das Fahrzeug die mit der gestrichelten Linie 1 a in Fig. 11 dargestellte Position auf dem Leitdraht b. Auf diese Weise wird der Lenkwinkel gesteuert.

Bei der Linksabbiegung wird das Fahrzeug so gesteuert, daß bei seiner Bewegung zu der Stelle X₁ bei allmählicher Linkssteuerung der Lenkwinkel -R₂ beträgt. Nachdem der Lenkwinkel bei der Stelle X₁ -R₂ ist, wird das Fahrzeug zu der Stelle X₂ gefahren, wobei der Lenkwinkel -R₂ beibehalten bleibt. Nach Erreichen der Stelle X₂ wird die Lenkrichtung allmählich umgekehrt (oder nach rechts verändert). Wenn der Lenkwinkel bei der Stelle X₃ 0 wird, erreicht das Fahrzeug die strichpunktierte Stellung 1 b auf dem Leitdraht b. Auf diese Weise wird der Lenkwinkel gesteuert.

Gemäß Fig. 12 sind die Werte der Stellen X₀ bis X₃ und die Lenkwinkel R₁ und -R₂ in Übereinstimmung mit der Stellung des lenkbaren Rades 32 an dem Fahrzeugkörper vorbestimmt.

Fig. 13 veranschaulicht ein Beispiel eines Lenksystems zur Durchführung einer unter Bezug auf Fig. 12 beschriebenen Lenkungssteuerung.

Bei dem Beispiel nach der Fig. 13 arbeiten ein Distanzdetektor 11 und ein Zähler 12 gemeinsam zur Ermittlung einer Fahrstrecke, die von der Mittellinie des Fahrzeugkörpers gemessen wird. Deshalb ist der Detektor 11 auf der Mittellinie an dem Fahrzeugkörper montiert. Wenn es schwierig ist, den Detektor 11 auf der Mittellinie des Fahrzeugkörpers anzubringen, können zwei Detektoren 11 an dem rechten bzw. linken starren Rad 33, 34 angebracht sein, um die Radfahrstrecken zu erhalten, so daß der Durchschnittswert dieser Fahrstrecken als Wert für die Fahrzeugfahrstrecke benutzt wird. Eine durch die durchgezogene Linie X in Fig. 12 repräsentierte Funktion wird in einem Funktionsgenerator 13 c für die Rechtslenkung programmiert, der ein Signal abgibt, das einen Lenkwinkel als Antwort auf die Streckeninformation von dem Zähler 12 befiehlt. Entsprechend ist eine in Fig. 12 mit der Linie Y strichpunktiert angedeutete Funktion in einem Funktionsgenerator 13 d für die Linkslenkung programmiert, der ein Signal abgibt, das als Antwort auf eine Streckeninformation von dem Zähler 12 einen Lenkwinkel befiehlt.

Schalter S 1 a und S 2 a wählen ein Lenkwinkel-Befehlssignal einzeln nach der Kurvenrichtung aus. Bei der Rechtswendung wird nur der Schalter S 1 a von einem Rechtslenksignal geschlossen, um ein Lenkwinkel-Befehlssignal von dem Funktionsgenerator 13 c für die Rechtslenkung auf eine Linie l₁₀ zu übertragen. Bei der Linkswendung wird nur der Schalter S 2 a von einem Linkslenksignal geschlossen, damit ein Lenkwinkel-Befehlssignal von dem Funktionsgenerator 13 d für die Linkslenkung auf die Linie l₁₀ übertragen wird. Ein nicht gezeichneter Lenkungsmechanismus wird so betätigt, daß der Lenkwinkel von dem der Linie l₁₀ zugeführten Signal gesteuert wird.

Bei dem Beispiel nach Fig. 13 sind zwei Funktionsgeneratoren für den Lenkvorgang nach rechts bzw. nach links vorgesehen. Zwei Funktionsgeneratoren können jedoch durch einen Funktionsgenerator ersetzt werden, um den gleichen Zweck zu erzielen.

Fig. 14 veranschaulicht ein Beispiel eines Lenksteuerungssystems, bei dem nur ein Funktionsgenerator für sowohl die Lenkung nach links als auch für die Lenkung nach rechts verwendet wird.

Eine in Fig. 12 durch die durchgezogene Linie X (oder die strichpunktierte Linie Y) veranschaulichte Trapezfunktion wird in einem Funktionsgenerator 13 programmiert, der ein der Distanzinformation von einem Zähler 12 entsprechendes Signal abgibt. Dieses Ausgangssignal wird über einen Widerstand r an einen Verstärker 35 weitergeleitet. Wenn ein Schalter S 1 b von einem Rechtslenksignal geschlossen wird, verringert sich der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 35 und der durch das in eine Linie l₂₀ eingeführte Signal angegebene Lenkwinkel ist wie durch die durchgezogene Linie X in Fig. 12 gezeigt. Wenn ein Schalter S 2 b von einem Linkslenksignal geschlossen wird, steigt der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 35 und der von dem in die Linie l₂₀ eingeführten Signal angegebene Lenkwinkel ist wie die strichpunktierte Linie Y in Fig. 12. Ein nicht gezeichneter Lenkmechanismus wird so betätigt, daß der Lenkwinkel von dem der Linie l₂₀ zugeführten Signal gesteuert wird.

Im folgenden wird eine Abwandlung mit zwei Paaren von Detektorspulen geschildert.

Nach Fig. 15 sind in der Nähe der Hinterräder (oder Vorderräder) eines unbemannten Fahrzeugs 1 Abweichungs- Detektorspulen 36 a und 36 b sowie Stellungswinkel- Detektorspulen 35 a und 35 b vorgesehen. Jede Abweichungs-Detektorspule 36 a und 36 b ist senkrecht zur Mittellinie des Fahrzeugkörpers ausgerichtet, so daß die Suchrichtung rechtwinklig zu einem Leitdraht a verläuft. Daher werden in jedem Moment Spannungen in die Detektorspulen 36 a bzw. 36 b induziert, aber sie sind, wie Fig. 16 zeigt, so geschaltet, daß die induzierten Spannungen sich gegeneinander aufheben (Gegenphasen-Reihenschaltung). Wenn der Leitdraht a sich in der Mitte des Abstands zwischen zwei Spulen 36 a und 36 b befindet, liegt keine Spannung an den Ausgangsklemmen a₂ und b₂, jedoch wenn der Leitdraht die Mitte verläßt, steigt die Spannung an den Ausgangsklemmen. Die Phase der Ausgangsspannung stimmt mit der Spannung überein, die in der Detektorspule induziert ist, die sich näher bei dem Leitdraht a befindet. Auf diese Weise können Richtung und Betrag der in Fig. 15 mit 1 bezeichneten Richtungsänderung des hinteren Teils 1 b des Fahrzeugkörpers aus der Phase und dem Betrag der Spannung ermittelt werden, die sich an den Ausgangsklemmen a₂ und b₂ entwickeln.

Die Stellungswinkel-Detektorspulen 35 a und 35 b sind parallel zu dem Fahrzeugkörper angebracht, so daß die Suchrichtungen parallel zu dem Leitdraht a verlaufen. Die Detektorspulen 35 a und 35 b sind so geschaltet, daß eine an den Ausgangsklemmen 1 _a und 1 _b entwickelte Spannung die Summe der in die Spulen 35 a und 35 b induzierten Spannungen ist (Koinzidenz- Phase-Reihenschaltung). Wenn die Tangentiallinie des Leitdrahts a an dem hinteren Teil 1 b des Fahrzeugkörpers parallel zu den Achsen der Spulen 35 a und 35 b verlaufen, wird in den Spulen 35 a und 35 b keine Spannung induziert. Wird dieser Parallelzustand aufgehoben, steigen die in den Spulen induzierten Spannungen. Die Phase der Spannung ändert sich in Abhängigkeit von der Richtung des Stellungswinkels des Fahrzeugkörpers. Daher lassen sich Richtung und Betrag eines Winkels R (nachfolgend als "Stellungswinkel" bezeichnet), den die Tangente des Leitdrahts a an dem hinteren Teil 1 b des Fahrzeugkörpers mit der Mittellinie des Fahrzeugkörpers bildet, aus der Phase und dem Betrag, der über den Ausgangsklemmen a₁ und b₁ entwickelten Spannung herleiten.

Wie in Fig. 17 dargestellt, wird die Ausgangsspannung der Abweichungs-Detektorspulen 36 a und 36 b durch einen Verstärker 37 auf einen Additionspunkt P 1 übertragen und die Ausgangsspannung der Stellungswinkel-Detekrospulen 35 a und 35 b wird einem Verstärker 38 mit einem Verstärkungsfaktor +K₂ und einem Verstärker 39 mit einem Verstärkungsfaktor -K₂ zugeführt. Die Ausgangsspannungen der Verstärker 38 und 39 haben gleichen Betrag, jedoch entgegengesetzte Phasen (phasenverschoben um 180°), und erstere werden zur Stellungswinkelsteuerung bei der Vorwärtsfahrt eingesetzt, während letztere für die Stellungswinkelsteuerung bei der Rückwärtsfahrt gebraucht werden. Die Signale mit entgegengesetzter Phase werden bei der Vorwärtsfahrt bzw. Rückwärtsfahrt eingesetzt, weil es selbst bei gleichen Fahrzeug-Stellungswinkeln notwendig ist, die Steuerungsrichtung separat gemäß den Vorwärts- oder Rückwärtsvorgängen umzukehren.

Die Ausgangsspanungen der Verstärker 38 und 39 werden an Schalter SW₁ bzw. SW₂ angelegt. Die Schalter SW₁ und SW₂ werden von einem Signal von einer Vorwärts- und Rückwärts- Schaltvorrichtung 40 an- und ausgeschaltet. Beispielsweise bei der Vorwärtsfahrt wird der Schalter SW₁ geschlossen, woraufhin ein Signal zur Vorwärtsfahrtlenkung von dem Verstärker 38 an den Additionspunkt P 1 übermittelt wird. Bei dem Rückwärtsfahrtvorgang wird der Schalter SW₂ geschlossen und infolgedessen gelangt ein Signal zur Rückwärtsfahrtlenkung von dem Verstärker 39 zu dem Additionspunkt P 1.

In dem Additionspunkt P 1 wird das Abweichungs-Suchsignal von dem Verstärker 37 dem Stellungswinkel-Suchsignal von dem Verstärker 38 oder 39 hinzugefügt. Das sich ergebende Additionssignal entspricht dem Lenkwinkel, der zur Korrektur der Kursabweichung des Fahrzeugs 1 und seines Stellungswinkels erforderlich ist. Die Phase des Additionssignals gibt die Zusammensetzung (oder die Steuerrichtung) der Richtung des Stellungswinkels und der Richtung der Kursabweichung an, während die Amplitude des Additionssignals die Zusammensetzung (oder den Betrag der Lenkung) der Größe des Stellungswinkels und des Betrags der Kursabweichung ist.

In Fig. 18 ist dargestellt, wenn ein Fahrzeug 1 nach Fig. 15 eine scharfe Kurve durchfährt.

Gemäß Fig. 18 ist ein Leitdraht a in Form eines Bogens mit dem Mittelpunkt 0 verlegt, der sich von der Stelle Ps zu der Stelle Pf erstreckt und anschließend an diese Stellen grade ausläuft. Ein unbemanntes Fahrzeug 1 fährt von der Position N₀ zu der Position N₄.

Zunächst fährt das Fahrzeug 1 aus der Position N₀ zu dem Kurvenbeginn Ps. Selbst wenn der vordere Teil 1 a des Fahrzeugs die Stelle Ps erreicht, fährt das Fahrzeug 1 gerade weiter, weil die erwähnten Stellungswinkel-Detektorspulen 35 a und 35 b sowie die Kursabweichungs-Detektorspulen 36 a und 36 b am hinteren Teil 1 b des Fahrzeugkörpers angebracht sind. Die gestrichelte Linie m bezeichnet die Bewegungsspur der Mitte des vorderen Teils 1 a des Fahrzeugs.

Wenn der hintere Teil 1 b des Fahrzeugs 1 die Stelle Ps erreicht, beginnt die Steuerung des Fahrzeugs und es durchfährt die Kurve bis zu der Stelle Pf. In dieser Kurve bewegt sich das Fahrzeug 1 derart, daß die Mitte des hinteren Fahrzeugteils 1 b sich mit Hilfe der Suchspulen 36 a und 36 b längs des Leitdrahtes a bewegt. Außerdem wird das Fahrzeug 1 mit Hilfe der Suchspulen 35 a und 35 b so gefahren, daß die Achsen der Suchspulen 35 a und 35 b parallel zu der Tangente des Leitdrahtes a am hinteren Fahrzeugteil 1 b liegen, das heißt, der hintere Teil 1 b des Fahrzeugs steht senkrecht zu dem Leitdraht a (siehe Stellungen N₂ und N₃).

Auf diese Weise bildet die Bewegungsspur m der Mitte des Fahrzeugvorderteils einen Bogen, dessen Radius größer als der Radius der Biegung des Leitdrahts a ist. Wenn der Fahrzeugvorderteil 1 a über den Kurvenendpunkt Pf hinausgeht, liegt der hintere Fahrzeugteil 1 b noch auf der Kurve und deshalb wird die Fahrzeugsteuerung aufrechterhalten. Wenn der hintere Teil 1 b des Fahrzeugs den Kurvenendpunkt Pf erreicht, wird die Steuerung wieder hergestellt, und das Fahrzeug fährt gesteuert gerade auf dem Leitdraht a entlang.

Wenn das Fahrzeug sich auf dem gleichen Weg rückwärts bewegt, beschreibt das Fahrzeug die gleiche Fahrspur wie im Zusammenhang mit der Vorwärtsfahrt beschrieben. Das Fahrzeug 1 fährt dabei mit Hilfe der Suchspulen 36 a und 36 b sowie 35 a und 35 b in der Weise, daß die Mittellinie des hinteren Teils 1 b immer senkrecht zum Leitdraht a verläuft.

Fig. 19 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der beschriebene Lenkvorgang auf die Steuerung eines unbemannten beweglichen Fahrzeugs zwischen einer Hauptlinie und mehreren diese rechtwinklig kreuzenden Spuren angewendet wird.

Gemäß der Darstellung wird durch Drehung um 90 Grad bei einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs die Fahrzeugstellung zur Deckung gebracht mit der Richtung der Spur und die Fahrzeugstellung wird etwa ausgerichtet zu der Mitte der Spur, woraufhin eine exakte Ausrichtung des Fahrzeugs mit der Spur durch Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs erreicht wird.

Fig. 19 zeigt mehrere Spuren L₀ bis L _n, die eine Hauptleitlinie ML rechtwinklig kreuzen. Die Spur L₀ ist mit einer Fahrzeug-Bereitschaftsstation 42 sowie einem Beladungs- und Entladungstisch 43 versehen. Zwei Leitdrähte MC₁ und MC₂ sind mit geeignetem gegenseiten Abstand in der Hauptleitlinie ML vorgesehen. Außerdem sind Leitdrähte C₀ bis C _n in der Mitte jeder Spur L₀ bis L _n verlegt. Niederfrequenz - Führungssignale mit Frequenzen f₀, f₁ und f₂ werden jeweils einzelnen zugeordneten Leitdrähten C₀, MC₁ und MC₂ übermittelt. Niederfrequenz-Führungssignale mit Frequenzen f₃ und F₄ gelangen abwechselnd zu den Leitdrähten C₁ bis C _n. Eine Seite der Spuren L₁ bis L _n wird in bezug auf die Hauptleitlinie als "A-Seite" -Spur und die andere Seite als "B-Seite" -Spur bezeichnet. Auf den Spuren L₁ bis L _n soll Last abgesetzt werden.

Es sei angenommen, daß das unbemannte Fahrzeug 1 von der Bereitschaftsstation 42 zu dem Beladungs- und Entladungstisch 43 fährt, eine Last von diesem übernimmt, auf der A-Steiten-Spur L₂ absetzt und in die Bereitschaftsstation 42 zurückkehrt. Das Fahrzeug 1 bewegt sich von der Bereitschaftsstation 42 zu dem Tisch 43 mit der Frequenz f₀ vorwärts, die dem Leitdraht C₀ zugeführt wird, der als Führungssignal benutzt wird. Nach Übernahme der Güter von dem Tisch 43 bewegt sich das Fahrzeug 1 rückwärts auf dem Draht C₀ entlang. Bei Erfassung des Frequenzsignals f₂ des Drahtes MC₂ für die Hauptleitlinie ML verlangsamt das Fahrzeug seine Geschwindigkeit. Bei Erfassung des Frequenzsignals f₁ des Leitdrahts MC₁ dreht sich das Fahrzeug 1 dann in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen programmierten Funktion um 90 Grad rückwärts und bewegt sich anschließend rückwärts in Richtung der Spur L₂, das heißt, in Richtung des Pfeils C auf der Hauptleitlinie ML entlang, wobei es von dem Leitdraht MC₁ geführt wird. Das Fahrzeug 1 fährt rückwärts auf dem Leitdraht MC₁ entlang, der der A-Seiten-Spur näher liegt, wenn das Fahrzeug 1 zur A-Seiten-Spur fahren soll. Soll das Fahrzeug 1 zur B-Seiten-Spur fahren, wird es auf dem Leitdraht MC₂ der Hauptleitlinie ML bewegt, der der B-Seiten- Spur näherliegt. Der Funktionswert bei der programmierten Abbiegung des Fahrzeugs 1 ist so gewählt, daß eine Mittellinie des Fahrzeugs 1 nach einer 90 Grad Rückwärtsdrehung des Fahrzeugs 1 im wesentlichen zu dem Leitdraht ausgerichtet ist.

Während des Verfahrens des Fahrzeugs 1 entlang der Hauptleitlinie ML erfaßt es die Signale f₃, f₄, f₅ usw, die den Spuren L _n, L _n-1, L _n-2 usw. übermittelt werden, die das Fahrzeug 1 passiert und zählt diese Signale.

In Abhängigkeit von der Signalzählung erfaßt das Fahrzeug 1 das Signal f₃ der Spur L₃, die sich unmittelbar vor der Spur L₂ befindet, in die das Fahrzeug programmgemäß eingeführt werden soll und daraufhin wird die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Das Fahrzeug 1 erfaßt dann das Signal f₄ der Spur L₂, wird in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Programmfunktion um 90 Grad rückwärts gedreht und hält an einer Stelle unmittelbar vor Eintritt in die B-Seiten-Spur L₂, nachdem ein gewisses Stück zurückgelegt worden ist. In diesem Zustand ist die Stellung des Fahrzeugs 1 schon im wesentlichen zu der Richtung der Spur L₂ ausgerichtet. Mit anderen Worten - die Mittellinie des Fahrzeugs 1 deckt sich annähernd mit dem Leitdraht C₂. Daher nimmt das Fahrzeug 1 in diesem Stadium eine Stellung ein, in der die in der Spur L₂ vorhandene Ladung schnell und genau ermittelt werden kann.

Danach fährt das Fahrzeug 1 vorwärts, wobei das Signal f₄ der Spur L₂ als Leitsignal benutzt wird, während eine genaue Ausrichtung des Fahrzeugkörpers zu der Spur L₂ bewirkt wird. Das Fahrzeug 1 kann daher genau bis zur Spur L₂ fahren und die Güter an einer vorbestimmten Stelle in der Spur L₂ abladen. Nach Beendigung der Güterentladung bewegt sich das Fahrzeug 1 rückwärts gegen die Hauptleitlinie ML und bei Erfassung des Signals f₁ des Leitdrahts MC₁ verringert das Fahrzeug 1 seine Geschwindigkeit. Wenn das Fahrzeug 1 das Signal f₂ des Leitdrahtes MC₂ erfaßt hat, wird es in Übereinstimmung mit der programmierten Funktion um 90 Grad rückwärts gedreht und dann rückwärts auf der Hauptleitlinie ML in Richtung der Spur L₀ (Pfeil D) bewegt, wobei es von dem Signal f₂ des Leitdrahtes MC₂ geführt wird. Bei Erfassung des Signals f₀ des Leitdrahts C₀ wird das Fahrzeug 1 in Übereinstimmung mit der programmierten Funktion um 90 Grad rückwärts gedreht und fährt danach, von dem Signal f₀ geführt, rückwärts auf der Spur L₀ zu der Bereitschaftsstation 42. Die Beladung und Entladung des Fahrzeugs 1 wird in vorstehender Weise durchgeführt.

Wenn das Fahrzeug 1 zur B-Seiten-Spur geführt werden soll, wird es rückwärts auf einer vorbestimmten Spur längs des Leitdrahts MC₂ der Hauptleitlinie ML verfahren, dann in gleicher Weise wie vorher beschrieben, vorwärts in die gewünschte Spur bewegt und nach Beendigung des Abladevorgangs rückwärts längs des Leitdrahts MC₁ der Hauptleitlinie ML in Richtung der Spur L₀ bewegt.

Gemäß dieser Ausführungsform, bei der die Fahrzeugstellung im wesentlichen ausgerichtet ist zu der Richtung der Spur, wenn das Fahrzeug nach der Drehung nach vorn gerichtet ist, kann eine Feststellung der vor dem Fahrzeug in der Spur befindlichen Last rasch und genau durchgeführt werden und außerdem läßt sich der Totraum soweit wie möglich reduzieren. Obwohl bei dieser Ausführungsform eine Zweiseiten- Spuranlage verwendet wird, läßt sich der Totraum kleiner machen als der eine bei der herkömmlichen Einseiten-Spuranlage vorhandene Totraum. Daher wird mehr Platz für die Last in der Spur gewonnen, wodurch die wirkungsvollste Ausnutzung des Lagerraums erreicht wird.

Fig. 20 zeigt ein Konstruktionsbeispiel, bei dem ein unbemanntes Fahrzeug, nämlich ein Gabelstapler, die in einer Spur stehende Last auffindet.

Gemäß Fig. 20 ist ein Gabelstapler 1 mit einem Impulsgenerator 53 ausgestattet. Dieser Impulsgenerator 53 erzeugt bei jeder vorgegebenen Fahrstrecke, zum Beispiel 10 cm, einen Impulssignalstoß P _s. Die Fahrstrecke des Fahrzeugs kann daher durch Zählen der Anzahl der erzeugten Impulse Ps gemessen werden. Die Periode des Impulssignals Ps ändert sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Impulssignal Ps wird als ein Niederimpulssignal einem Fahrstreckenimpulszähler 53 der Ladungssucheinheit 60 gemäß Fig. 21 übermittelt.

Ein Zeitimpulsgenerator 62 erzeugt in jeder konstanten Zeit t ein Impulssignal Pt und liefert diesen Impuls als Niederimpulssignal an einen Zeitzähler 66.

Der unbemannte Gabelstapler 1 fährt mit einer gewissen Geschwindigkeit auf einer vorgegebenen Fahrlinie entlang, wobei die Gabel 52 in Bodennähe bleibt, das heißt, eine Stellung einnimmt, in der eine Palette 55 a mit einer Last 56 a nicht auf dem Boden schleift und trotzdem gegen eine gegenüberliegende auf dem Boden stehende Palette 55 b angesetzt werden kann. In diesem Stadium zählen weder der Fahrstreckenzähler 65 noch der Zeitzähler 66, obwohl sie Impulse Ps und Pt von dem Fahrstreckenimpulsgenerator 53 und dem Zeitimpulsgenerator 62 empfangen.

Bei Eintritt des Gabelstaplers in eine vorbestimmte Spur 54 gibt eine Folgesteuerschaltung 61 vorgegebene Daten Da, Db ab. Die Daten Da werden einem Multiplikator 63 geliefert. Dieser Multiplikator 63 multipliziert die Daten Da mit einem geeigneten Koeffizienten K in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Gabelstaplers 1. Der Koeffizient K mit verhältnismäßig großem Wert wird gebraucht, wenn die Fahrgeschwindigkeit hoch ist, während ein Koeffizient K mit verhältnismäßig kleinem Wert für eine geringe Fahrgeschwindigkeit benutzt wird. Diese Anordnung dient der Veränderung des Wertes der Daten Da in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Gabelstaplers 1 zur Verringerung eines Zählwertes des Fahrstrecken-Impulszählers 65 auf 0 vorrangig zu dem Zeitzähler 66. Ein Frequenz-Spannungsumformer 64 erzeugt ein Signal e _s, das proportional zu der Frequenz des Impulssignals Ps ist und dieses Signal an den Multiplikator 63 liefert. Der Multiplikator 63 multipliziert die Daten Da mit einem Koeffizienten, der proportional zu dem Signal e _s ist und daraufhin Daten Da′ erzeugt, die in dem Fahrstreckenimpulszähler 65 vorgegeben werden. Die Daten Db sind in dem Zeitzähler 66 direkt vorgegeben. Diese Fahrstreckenzähler 65 und Zeitzähler 66 werden jedesmal abgezählt (counted down) wenn ihnen die Fahrstreckenimpulse Ps und die Zeitimpulse Pt geliefert werden.

Während der Gabelstapler 1 mit konstanter Geschwindigkeit fährt, wird die Zähleranzeige des Fahrstreckenimpulszählers 65 vor dem Zeitzähler 66 Null. Ein Rücksetzsignal wird von einem NAND-Glied N 1 erzeugt, und dem Fahrstreckenimpulszähler 65 sowie dem Zeitzähler 66 über ein ODER-Glied zur Löschung dieser Zähler geliefert. Danach werden die Daten Da′ bzw. Db erneut in den zugeordneten Zählern vorgegeben. Die beschriebene Operation wird wiederholt, während der Gabelstapler 1 mit konstanter Geschwindigkeit fährt.

Da die Palette 55 a des Gabelstaplers 1 gegen die in der Spur 54 stehende Palette 55 b trifft, verlangsamt sich die Geschwindigkeit des Gabelstaplers 1. Dies bewirkt eine Verlängerung der Impulsperiode des Ausgangsimpulses Ps des Fahrstrecken-Impulsgenerators 53, wobei die count-down- Operation des Fahrstrecken-Impulszählers 55 langsamer gemacht wird. Da der Zeitimpulsgenerator 62 das Impulssignal Pt mit dem konstanten Zeitintervall t erzeugt, wird die Zähleranzeige des Zeitzählers 66 vor dem Fahrstreckenimpulszähler 65 Null. Ein NAND-Glied N 2 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Zähleranzeige des Zeitzählers 66 Null geworden ist. Dieses Ausgangssignal des NAND-Glieds N 2 wird als Ladungssuchsignal benutzt.

Dieses Ladungssuchsignal wird einer nicht gezeichneten Steuereinheit des Gabelstaplers 1 zugeführt, um ihn sofort anzuhalten.

Die Fahrgeschwindigkeit des Gabelstaplers 1 in der Spur, die Periode t des Zeitimpulses Pt und die vorgegebenen Daten Da, Db sind so gewählt, daß der Gabelstapler 1 innerhalb einer ausreichend kurzen Zeit, nachdem die Palette 55 a gegen die gegenüberstehende Palette 55 b aufgetroffen ist, anhalten kann, ohne daß sich die Palette 55, auf der sich Ladung befindet, verschiebt.

Claims

1. Lenksteuersystem zum Führen eines unbemannten Fahrzeugs entlang von Leitwegen, die durch fest verlegte Leitdrähte definiert sind, welche sich an mindestens einer Kreuzungsstelle kreuzen, mit

- einem am Fahrzeug angebrachten Abstandsdetektor (2 a, 2 b, 3) zum Feststellen der seitlichen Abweichung des Fahrzeugs (1) von dem Leitdraht (a, b),
- einer Leitwegsteuereinrichtung (6, 22) zum Steuern der Fahrzeuglenkung (16, 17) in Abhängigkeit von den Signalen des Abstandsdetektors derart, daß das Fahrzeug dem Leitweg folgt,
- einer Programmsteuereinrichtung (11, 12, 13) zum Steuern der Fahrzeuglenkung entsprechend einem gespeicherten Programm in Abhängigkeit von dem seit Programmbeginn durchfahrenen, von einer Wegmeßeinrichtung (11, 12) gemessenen Weg,
- und einer Umschalteinrichtung (10) zum Einschalten der Leitwegsteuereinrichtung und Abschalten der Programmsteuereinrichtung bei Annäherung an einen neuen Leitdraht (b) nach Abzweigung von dem bisherigen Leitdraht (a) an einer Kreuzungsstelle,

gekennzeichnet durch

- einen am Fahrzeug (1) vorgesehenen Richtungsdetektor (2 a, 2 b) zur Ermittlung der Kurswinkelabweichung zwischen Fahrzeug (1) und Leitdraht,
- einen ersten Detektor (27), der anspricht, wenn das Signal der Wegmeßeinrichtung (11, 12) mindestens gleich einem vorgegebenen Wert (X₃) ist,
- einen zweiten Detektor (20), der anspricht, wenn die Kurswinkelabweichung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt (Fig. 5) oder eine vorbestimmte Differenz (S₁-S₂′) zu dem jeweiligen Programmwert unterschreitet (Fig. 6),
- einen dritten Detektor (8), der anspricht, wenn der vom Abstandsdetektor (2 a, 2 b, 3) ermittelte Abstand vom Leitdraht (b) innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt,
- und eine die Umschalteinrichtung (10) steuernde Steuerschaltung (21), die das Abschalten der Programmsteuereinrichtung (11, 12, 13) und das Wiedereinschalten der Leitwegsteuereinrichtung (6, 22) veranlaßt, wenn alle drei Detektoren (27, 20, 8) ansprechen.

2. Lenksteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuereinrichtung (11, 12, 13) für Vorwärtsfahrt und für Rückwärtsfahrt unterschiedliche Programmfunktionen benutzt, wobei beide Programmfunktionen einander entsprechen und - bezogen auf die Länge des Fahrwegs - gegeneinander verschoben sind (Fig. 8).

3. Lenksteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmsteuereinrichtung (11, 12, 13) unterschiedliche Programmfunktionen für Linkskurve und Rechtskurve enthält und daß die jeweilige Programmfunktion in Abhängigkeit davon, ob eine Linkskurve oder Rechtskurve durchfahren wird, ausgelesen wird.

4. Lenksteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtungsdetektor (2) auf beiden Seiten des Fahrzeugs angebrachte Suchspulen (35 a, 35 b) aufweist, die parallel zur Fahrzeugmittellinie angeordnet und so geschaltet sind, daß die Summe der in ihnen induzierten Spannungen gebildet wird, daß zwei weitere Suchspulen (36 a, 36 b) rechtwinklig zur Fahrzeugmittellinie angeordnet und so geschaltet sind, daß die Differenz der in ihnen induzierten Spannungen gebildet wird, und daß die Summenspannung und die Differenzspannung zur Bildung des der seitlichen Abweichung des Fahrzeugs von dem Leitdraht entsprechenden Signals und zur Bildung des der Kurswinkelabweichung zwischen Fahrzeug und Leitdraht entsprechenden Signals benutzt werden.

5. Lenksteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Reihe geschaltete Suchspulen (35 a, 35 b) beidseitig der Fahrzeugmittellinie und parallel zu dieser angeordnet sind und daß das Ausgangssignal der beiden Suchspulen nach Phase und Amplitude ausgewertet wird.

6. Lenksteuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des Ausgangssignals der beiden Suchspulen (35 a, 35 b) die Lenkrichtung des Fahrzeugs unabhängig davon bestimmt, ob sie gleichphasig oder gegenphasig in bezug auf das vom Leitdraht (a) ausgesandte Signal ist, und daß der Betrag der Lenkung in Abhängigkeit von der Amplitude des von beiden Suchspulen aufgenommenen Signals gesteuert wird.