DE3619009A1 - Einrichtung zur steuerung von fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung von Fahrzeugen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Einrichtungen dienen zur Spurführung und/oder Ortserkennung von Fahrzeugen.

Bei einer durch die DE-PS 25 00 792 bekannten Einrichtung zur Spurführung von Fahrzeugen wird ein Rückleiter in der gleichen Nut in der Fahrbahn verlegt, in der auch der Speise­ leiter verlegt ist. Hierdurch wird die sonst noch bei älteren Einrichtungen vorgesehene zweite Nut eingespart. Der Leiter wird von einem Wechselstrom durchflossen, wodurch um den Leiter ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Die Frequenz liegt etwa zwischen 5 und 100 kHz, und der Strom liegt üblicherweise bei 100 mA. Für die Spurführung soll der Leiter ein möglichst konstantes magnetisches Feld abstrahlen. Das wird dadurch er­ reicht, daß der Effektivwert des Wechselstromes durch den Leiter und der Abstand zwischen Leiter und Sensoreinrichtung konstant gehalten wird und daß der Einfluß von Unregelmäßig­ keiten in der Fahrbahn gering gehalten oder kompensiert wird. Für die reine Spurführung wird in der Regel ein konstanter Abstand zwischen Leiter und Sensoreinrichtung von weniger als 100 mm und ein Mindestabstand des Leiters zu größeren Metall­ gegenständen von 20 mm eingehalten. Die Sensoreinrichtung weist zwei Spulen auf, die horizontal rechts und links über dem Fahrbahn-Leiter angeordnet sind. In Mittelstellung über dem Leiter sind die Spannungen beider Spulen gleich groß.

Die Summe beider Spannungen gilt als Referenzsignal. Die Differenz bei der Spannung zeigt die Abweichung des Fahrzeugs aus der mittigen Lage vom Leiter an. Dabei ist zu beachten, welche Phase das Differenzsignal zum Summensignal hat. Die Abweichungen des Fahrzeugs vom Kurs betragen bei praktischen Ausführungen nur wenige Millimeter. Die Zuführung des Wech­ selstromes zum Leiter erfolgt über rechtwinklig zur Fahr­ bahn angebrachte Zuleitungen, so daß die Sensorspulen an diesen Stellen die induktive Komponente des magnetischen Feldes nicht oder nur zum Teil aufnehmen. Eine Ortserkennung ist mit der bekannten Einrichtung nicht möglich.

Ferner ist eine Einrichtung zum Lenken eines frei beweglichen Fahrzeuges durch die DE-OS 19 02 039 bekannt, bei der zwei parallele Linienleiter mit Wechselströmen unter­ schiedlicher Frequenz versorgt und mittels eines Umschalters so geschaltet werden, daß lediglich einer davon mit Strom versorgt wird. Hierdurch soll ein Fahrzeug von einer Haupt­ auf eine Nebenstrecke geleitet werden.

Durch die US-PSn 35 12 601 und 30 39 554 sind Führungs­ vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Fahrtstrecke lediglich einen Leiter aufweist. An einer Abzweigstelle ist ein Schaltglied vorgesehen, um wahlweise oder abwechselnd Strom von der Hauptstrecke in die Nebenstrecke zu führen. Bei diesen bekannten Führungsvorrichtungen und auch bei der Ein­ richtung nach der DE-OS 19 02 039 ist eine Ortserkennung nicht möglich.

Daneben sind noch Einrichtungen zur Ortserkennung allge­ mein bekannt, beispielsweise Lichtschranken, im Boden ange­ ordnete Magnete und sogenannte Barcodeleser. Durch die DE-PS 32 42 551 sind Einrichtungen zur Identifizierung von Objekten bekanntgeworden. Mit diesen Einrichtungen ist aller­ dings keine Spurführung möglich. Zur Spurführung wäre der Einsatz zusätzlicher Einrichtungen etwa nach den oben genann­ ten Anordnungen notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ein­ richtung der eingangs genannten Art mit geringem Aufwand sowohl die Spurführung eines Fahrzeugs als auch dessen Orts­ erkennung zu verwirklichen. Ferner soll die Einrichtung so aufgebaut sein, daß die Fahrtrichtung erkannt und die Fahr­ geschwindigkeit ermittel werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Die Erfindung lehrt, das magnetische Feld eines in einer Fahrbahn verlegten Leiters an bestimmten Orten so zu ändern, daß diese Änderungen mit Hilfe einer Sensoreinrichtung er­ kennbar sind. Hierdurch ist eine Ortserkennung möglich. Eine Auswerteeinrichtung, beispielsweise ein Rechner, kann diese nach einem vorgegebenen Programm zur Ortserkennung verarbeiten. Ändert sich das magnetische Feld beispielsweise regelmäßig, z.B. bei jedem Meter Fahrweg, so stellen die Änderungen eine Art Wegmarken dar. Durch Zählung dieser Wegmarken kann somit ermittelt werden, welche Fahrtstrecke zurückgelegt worden ist.

Ein Fahrzeug, das beispielsweise hundert Meter nach dem Start von der Hauptstrecke abbiegen soll, kann auf diese Weise den Ort, d.h. die Abzweigung, ohne weitere Einrichtungen finden. Selbst bei einer Verringerung des magnetischen Feldes um 90% kann das Fahrzeug die Fahrt fortsetzen. Für die Spur­ führung ist lediglich ein magnetisches Restfeld notwendig. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ortserkennung durch die Feld­ änderung besteht vor allem darin, daß keine zusätzlichen Ortsmelder, wie z.B. Lichtschranken o. ä. erforderlich sind. Eine Fahrtrichtungserkennung ist beispielsweise möglich durch Erkennung der Richtung der Feldabschwächung. Eine gleich­ mäßige oder rasterartige Feldänderung ermöglicht die Ermitt­ lung der Fahrgeschwindigkeit durch Zählen der Rasterpunkte und durch eine gleichzeitige Zeitmessung.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine Änderung des magnetischen Feldes ist durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 erzielbar. Die parallelen Leiter werden vorzugsweise in einem Abstand von 15 mm überein­ ander in der Fahrbahn verlegt. Werden beide Leiter vom glei­ chen Wechselstrom, jedoch in entgegengesetzter Richtung durchflossen, wird das magnetische Feld nur zum Teil kompen­ siert. Das Restfeld ist für die Spurführung ausreichend. In bestimmten Abständen sind beide Leiter über Widerstände, Kapazitäten oder Induktivitäten so verbunden, daß Teilströme abgezweigt werden. Mit jedem Widerstand, jeder Kapazität oder jeder Induktivität wird der Reststrom im Leiter geringer.

Die damit verbundene Feldänderung wird durch die Sensor­ einrichtung erkannt und kann von einem Rechner aus­ gewertet werden zur Ortsbestimmung sowie zur Ermitt­ lung der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung. Eine Änderung des Magnetfeldes ist auch dann möglich, wenn man beispielsweise den Strom im unteren Leiter nicht zurückführt, sondern in der gleichen Richtung weiterleitet wie im oberen Leiter. Dadurch entfällt die erwähnte Teilkompensation. Aber auch hier wird mit jedem Widerstand, jeder Kapazität oder jeder Induktivität das magnetische Feld an der Sensoreinrichtung kleiner, und die zugeordneten diskreten Feldänderungen können von der Sensoreinrichtung erfaßt werden. Vorteilhaft ist hierbei jedoch, daß der Strom von dem unteren auf den oberen Leiter fließt, wodurch das magnetische Feld diskret in Sprüngen zunimmt. Hierdurch ist es möglich, die Leiter beliebig lang zu wählen.

Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lehre ist im Anspruch 3 angegeben. Bei dieser Ausbildung werden die Leiter am Ende miteinander verbunden, und in bestimmten Ab­ ständen werden obere und untere Leiter vertauscht. Bei dieser Ausbildung wird vorzugsweise eine Sensoreinrichtung gemäß Anspruch 16 eingesetzt, so daß die Phasen miteinander ver­ gleichbar sind. Wenn sich die Phase der zusätzlichen Sensor­ spule in bezug auf die Phase des Summensignals der beiden seitlichen Spulen ändert, ist eine Feldänderung und damit ein neuer Ort erkannt.

Weitere Möglichkeiten einer Feldänderung sind in den Ansprüchen 4 und 5 angegeben. Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 erhöht sich das Feld, wenn der elektrische Strom in dem unteren Teil der Spule zurückgeführt und dann in dem oberen Teil in der gleichen Richtung wie bisher fortgeführt wird. Jede weitere Wicklung in diesem Sinne ergibt eine Felderhöhung. Wird dagegen der Rückleiter oben vorgesehen, schwächt sich das magnetische Feld ab. Es ist bei der Feld­ schwächung zu beachten, daß der Abstand zwischen oberem und unterem Leiter nicht zu groß wird. Sonst kann das Feld im Bereich der Sensoreinrichtung ganz kompensiert werden, oder es tritt sogar eine Phasenumkehr ein. Bei 1,5 Windungen sollte der Abstand zur Sensoreinrichtung dann etwa dreimal so groß sein wie der Abstand zwischen oberem und unterem Leiter.

Kleine Spulen in der Fahrbahn können ein ausreichend starkes Feld erzeugen, wenn die Wicklungszahl groß ist und/ oder ein Kern aus einem feldverstärkenden Material verwendet wird, wie dies im Anspruch 8 angegeben ist. Eine Spule mit einem ferromagnetischen Kern und sehr großer Windungszahl, z.B. 1000, erzeugt ein so starkes, aber örtlich begrenztes Feld, daß bei entsprechender Ausbildung der Sensoreinrichtung das Fahrzeug diese Spule in der Fahrbahn millimetergenau orten kann. Bei Drehung der Spulenachse in Fahrtrichtung oder bei Senkrechtstellung ergibt sich ein Feld mit einer neuen Polarisation. Diese Polarisation kann bei entsprechender Aus­ bildung der Sensoreinrichtung erkannt werden. In diesem Falle muß die Sensoreinrichtung ebenfalls eine Sensorspule mit senkrechter oder längs zum Leiter gerichteter Polarisation aufweisen.

Eine einfache Form der Feldänderung ist die Änderung des Abstandes zwischen Sensoreinrichtung und Leiter, wie dies im Anspruch 9 angegeben ist. Der Abstand sollte sich vorteil­ hafterweise dabei sprunghaft ändern, damit die Feldänderung deutlich erkannt werden kann. Unter der Voraussetzung, daß der Abstand des Fahrzeuges zur Fahrbahn sich nur sehr gering ändert, ist auch eine stetige Änderung der Lage des Leiters und damit entsprechende analoge Feldänderung möglich.

Eine weitere Kodiermöglichkeit des Fahrweges ist im Anspruch 10 angegeben. Bei Verwendung von zwei Leitern, die von verschiedenen Strömen durchflossen werden, können unter­ schiedliche Felder aufgebaut werden. Die Leiter werden ab­ wechselnd in der oberen und unteren Ebene verlegt. Weitere Feldstärken ergeben sich, wenn beide Leiter zusammen oben oder unten verlegt werden. Es können auch zwei verschiedene Frequenzen anstatt verschiedener Stromstärken verwendet werden. Es ist dabei von Vorteil, wenn beide Frequenzen be­ nachbart sind, so daß sie von der Sensoreinrichtung gleich gut empfangen werden können.

Vorteilhafte Sensorausbildungen sind in den Ansprüchen 11 und 16 angegeben.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen sind in den Ansprüchen 13 bis 15 angegeben. Mit einer zusätzlichen Sende- und Empfangseinrichtung kann eine Nachrichtenübertra­ gung zum und vom Fahrzeug erfolgen. Die Anlagenseite, die üblich aus einem Oszillator, einer Endstufe und Zuleitungen zu den Leitungen besteht, muß außerdem mit einer entsprechen­ den Ein- und Auskoppelvorrichtung versehen werden. Als Antenne dient die Leitung. Das Fahrzeug oder die Sensoreinrichtung muß selbstverständlich ebenfalls mit einer Sende- bzw. Empfangseinrichtung bestückt sein. Werden ein Speiseleiter und ein Rückleiter in einem Abstand von etwa 10 mm parallel verlegt, kompensiert sich das magnetische Feld derart, daß es etwa ab 3 m Entfernung so klein wird, daß es andere Funk­ einrichtungen kaum oder gar nicht stört. Ohnehin ist für die meisten genannten Beispiele die Verwendung eines Rückleiters vorteilhaft. Die Zuleitung von einem Leitungstreiber kann dann nämlich verdrillt oder koaxial verlegt werden. Dadurch wird das magnetische Feld fast völlig kompensiert, so daß die Sensoreinrichtung die Zuleitung nicht erkennt.

Vorteilhaft ist die Verwendung von Speiseleitern und Rückleitern auch dann, wenn Verbraucher in der Nähe der Lei­ tung mit Energie versorgt werden sollen. Es können dann kleine Sender betrieben werden, die für eine zusätzliche Ortskodie­ rung nützlich sind. Andererseits ist es möglich, Empfänger auszuschließen, um Signale von einem Fahrzeug zu empfangen und entsprechende Funktionen auszulösen. Neben der vorteil­ haften galvanischen ist auch die kapazitive oder induktive Kopplung zum Übertragen der Energie möglich. Die Sender können ständig das gleiche Signal abstrahlen, einen bestimmten Kode wiederholen oder in Zeitintervallen senden. Empfänger geben die empfangenen Signale weiter; das kann z.B. dadurch ge­ schehen, daß sie Relais schalten. Sender und Empfänger können aber auch über die Leitung, die für die Spurführung benötigt wird, oder über eine oder mehrere zusätzliche Leitungen von der Anlage angesprochen werden. Dadurch ist ein gezieltes Ein­ und Auslesen möglich. Dies Verfahren bietet sich besonders dann an, wenn mehrere Sender und Empfänger eingesetzt werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 die Lage eines Leiters in der Fahrbahn und die Anbringung einer Sensoreinrichtung an einem Fahrzeug,

Fig. 2 die Abhängigkeit der Spannung der Sensor­ spule von dem Abstand zum Leiter und von dem Strom im Leiter,

Fig. 3a und 3b Prinzipschaltbilder bekannter Sensor­ einrichtungen,

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild einer Folgeschaltung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Leiters,

Fig. 6a und 6b Blockschaltbilder zweier weiterer Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Leiters,

Fig. 7 den horizontalen Anteil des magnetischen Feldes um den Leiter als Funktion des Abstandes von der Sensoreinrichtung,

Fig. 8 ein Prinzipschaltbild einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leiters und der dazu passenden Sensoreinrichtung,

Fig. 9-12 Prinzipschaltbilder weiterer Ausführungs­ formen des erfindungsgemäßen Leiters und

Fig. 13 ein Blockschaltbild einer den erfindungs­ gemäßen Leiter in einer zusätzlichen Funktion enthaltenden Anordnung zur Übermittlung von Informationen.

Eine Einrichtung zur Führung eines Fahrzeuges ist in der Fig. 1 dargestellt. Wechselstrom in einem Leiter 1 erzeugt ein magnetisches Feld. Das ungestörte Feld ist durch die Feld­ linien 5 angedeutet. Der Leiter ist in einer Nut 4 in der Fahrbahn verlegt. Das Feld in Spulen 3 einer Sensoreinrichtung 2 ist abhängig von dem Abstand 6 zwischen Leiter und Sensor­ einrichtung.

In der Fig. 2 ist die Abhängigkeit der Spannung der Sensorspule von dem Abstand zum Leiter und von dem Strom im Leiter dargestellt. Bei Verringerung des Abstandes 6 (s. Fig. 1) erhöht sich die Spannung an den Sensorspulen, s. Kurve a. Bei Erhöhung des Stromes im Leiter 1 erhöht sich die Spannung linear, vgl. Kurve b.

Im Prinzipschaltbild nach Fig. 3a ist eine mögliche Schaltung der Sensorspulen 3 und der zugehörige Verstärker zur Differenzbildung in einem Differenzierer 7 und zur Summen­ bildung in einem Summierer 8 dargestellt. Die Summe ist bei herkömmlichen Einrichtungen wichtig, um einen Phasenbezug zur Differenzspannung zu erhalten. Durch die Phasenlage der Differenz wird erkannt, ob das Fahrzeug rechts oder links vom Leiter, d.h. vom Fahrkurs, abgewichen ist. Die Amplitude der Differenz ist ein Maß für die Größe der Abweichung.

Die Summenspannung kann auch durch eine gesonderte Spule 9 in der Sensoreinrichtung gewonnen werden, vgl. Fig. 3b. Die mittig angeordnete Sensorspule 9 ist relativ unabhängig von kleinen Kursänderungen. Die Feldänderungen werden über die Summenspannung festgestellt, da die Differenzspannung bei genauer Spurführung null ist. Die Differenzspannung wird direkt erzeugt durch eine einzelne, senkrecht angebrachte Spule 37. Den Spulen 9 und 37 sind jeweils Verstärker 36 bzw. 38 nachgeschaltet.

In der Fig. 4 ist ein Fahrzeugrechner 11 schematisch dar­ gestellt. Änderungen der Summenspannung werden über einen analogen Eingang des Rechners aufgenommen und mit dem Fahr­ plan, d.h. dem Zielprogramm des Rechners, verglichen. Für den Fall, daß bei jedem Streckenmeter eine Feldänderung festge­ stellt wird, kann die Anzahl dieser "Wegmarken" mit der in einem Speicher 14 enthaltenen Zielmarkenzahl verglichen werden, bis Gleichheit der Zahlen und damit das Ziel erreicht ist. Über eine Schalteinrichtung 12 können dann ein Fahrzeug­ motor 13, ein Lenkmotor 10 oder andere Einrichtungen beein­ flußt bzw. gesteuert werden. Das Fahrzeug kann z.B. blinken oder von der Haupt- auf eine Nebenstrecke abbiegen. Mit Hilfe einer üblicherweise im Rechner vorhandenen Taktein­ richtung ist es möglich, die Zeit zwischen zwei oder mehreren Wegmarken und über diese Zeit die Geschwindigkeit des Fahr­ zeugs zu ermitteln, um so eine Steuerung der Geschwindigkeit oder der Fahrzeit zu ermöglichen. Aus den Folgen der elektro­ magnetischen Feldänderungen bzw. aus den Folgen der diesen Feldänderungen zugeordneten Meßsignale kann der Rechner außer­ dem die Fahrtrichtung ermitteln, wobei mindestens drei ver­ schiedene aufeinanderfolgende Felder ausgewertet werden.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Leiters, vorzugsweise in Form eines Stegleiters. Es sind die Augen­ blickswerte eines Wechselstromes eingezeichnet. Der obere Leiter 15 ist mit dem unteren Leiter 16 über Widerstände ver­ bunden. Anstelle der Widerstände können auch Induktivitäten und Kondensatoren oder beliebige Kombinationen dieser ver­ wendet werden. Der Abstand der Leiter kann etwa 10 mm betragen. Die hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung hat beispiels­ weise einen Abstand von 50 mm zum oberen und 60 mm zum unteren Leiter. Die Fahrstrecke ist bei diesem Beispiel in vier Ab­ schnitte von z.B. 10 m aufgeteilt. Der Strom im oberen Leiter nimmt von links nach rechts von jeder Ableitung über einen Widerstand sprunghaft ab. Der Rückstrom im unteren Leiter ist gleich groß, aber entgegengesetzt. Dadurch wird das mag­ netische Feld in der Sensoreinrichtung zum Teil kompensiert. Das Restfeld ist ausreichend für die Spurführung. Es nimmt von links nach rechts sprunghaft ab. Die Änderung wird ein­ deutig erkannt, wenn die Feldänderung groß genug ist. Die Zahl der Bereiche ist begrenzt, weil der Strom nicht beliebig oft verringert werden kann.

In den Fig. 6a und 6b sind zwei weitere Ausführungs­ formen eines Leiters, vorzugsweise in Form eines Stegleiters, dargestellt, bei denen entlang dem Leiter Strom wechselweise von oben nach unten und von unten nach oben geführt wird. An den Wechselstellen, an denen beide Leiter aufgetrennt werden, entspricht der Summenstrom dem Ausgangsstrom, so daß die Zahl der Bereiche hier nicht begrenzt ist. Der Strom gelangt vom oberen Leiter 15 über Widerstände in den unteren Leiter 16. Anstelle der Widerstände können wiederum Induktivitäten oder Kondensatoren oder eine Kombination dieser verwendet werden. Das magnetische Feld wird nicht kompensiert, es wird aber das vom Sensor gemessene Feld von links (Punkt c) nach rechts (Punkt d) trotzdem kleiner, da der untere Leiter wegen der größeren Entfernung zur Sensoreinrichtung nur ein entsprechend kleineres Feld liefert. Der Strom kann über eine Brücke 39 wieder in den oberen Leiter gelangen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6b gelangt der Strom über Widerstände wieder in den oberen Leiter. Auch hier können die Widerstände durch Konden­ satoren oder Induktivitäten ersetzt werden oder durch eine Kombination dieser drei Bauelemente. Die Bereiche können so beliebig fortgesetzt werden, wobei bei dieser Ausführungsform der Abstand zwischen beiden Leitern 10 mm oder mehr betragen sollte.

Die Ausführungsform nach Fig. 6a ist dadurch leicht realisierbar, daß die Leiter abwechselnd oben oder unten auf­ getrennt und jeder zweiter Leiterabschnitt umgeklappt wird.

Die Fig. 7 zeigt den horizontalen Anteil des magnetischen Feldes als Funktion des Abstandes 6 von der Sensoreinrichtung 2. Die Feldstärke 17 des oberen Leiters 15 wird ein wenig durch die Feldstärke 18 des unteren Leiters 16 kompensiert, wenn beide Ströme in ent­ gegengesetzte Richtung fließen. Der horizontale Anteil des resultierenden magnetischen Feldes 17 und 18 hat sich für die Sensoreinrichtung zwar geändert, ist aber noch groß genug. Voraussetzung ist aber, daß der Abstand zwischen oberem und unterem Leiter nicht zu klein ist.

Die Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine weitere Sensorspule 20 zur Phasenerkennung in der Sensor­ einrichtung 2 angeordnet ist. Hierdurch kann die Phasen­ änderung der Leiter erkannt werden. Die zusätzliche Sensor­ spule 20 ist in Fahrtrichtung vor oder hinter den beiden üblichen Sensorspulen 3 angebracht. Der senkrechte Abstand 6 aller Sensorspulen zum Leiter ist etwa gleich. Die Lage des oberen und unteren Leiters 15 und 16 kehrt sich häufig um. Mit der Änderung der Lage ist auch eine Phasenänderung ver­ bunden, die eindeutig erkannt wird durch die Spule 20. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Sensorspule 20 etwa 30 mm oder mehr von den Sensorspulen 3 entfernt ist. Das Leiterpaar kann einfach ausgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe einer symmetrischen HF-Leitung, die beim Verlegen in der Nut der Fahrbahn nur an den vorgesehenen Stellen umgedreht werden muß, um so eine "Wegmarke" darzustellen. Am Streckenende werden beide Leiter direkt miteinander verbunden oder über einen Widerstand oder Kondensator (gestrichelt eingezeichnet).

Eine andere Ausführungsform des Leiters ist in Fig. 9 dargestellt. Der Leiter ist in der Nut der Fahrbahn so ver­ legt, daß er eine Spule mit 1,5 und 2,5 und 3,5 oder entspre­ chend mehr Windungen bildet. Je nach Wicklungssinn ergibt sich eine felderhöhende Spule 21 oder eine feldverringernde Spule 22. Bei der Ausbildung der Spule ist darauf zu achten, daß, wie in der Fig. 7 dargestellt, das magnetische Feld sehr ab­ hängig ist von der Entfernung zum Leiter. Es sind in der Fig. 9 drei verschiedene Feldstärkenbereiche e, f, g zu erkennen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 bestehen die den Spulen 21 und 22 nach Fig. 9 entsprechenden Spulen 23, 23′ und 23′′ aus konzentrierten Elementen, die erhalten werden durch Erhöhung der Windungszahl und/oder Vorsehen eines zusätz­ lichen Kernes. Trotz sehr geringer Baugröße kann so eine hohe Feldstärke erzielt werden, wenn die Windungszahl groß ist und Ferrite als Spulenkerne verwendet werden. Die beiden linken Spulen 23 erzeugen ein Feld quer zum Leiter, die Spule 23′ ein Feld senkrecht und die Spule 23′′ ein Feld in Richtung des Leiters. Das Feld kann von der Sensoreinrichtung in der bisherigen Form aufgenommen werden. Je nach Wicklungssinn ist Feldstärkung und Feldschwächug der Spulen möglich. Der Feldlinienverlauf 24 in Höhe der Sensoreinrichtung zeigt dies.

Normalerweise baut sich kein magnetisches Feld senkrecht oder längs zum Leiter auf. Es bietet sich daher jedoch vorteilhaft an, die konzentrierten Spulen 23′, 23′′ senkrecht oder längs am Leiter zu verlegen, so daß mit den Sensorspulen mit zusätz­ lichen, entsprechend orientierten Sensorspulen in der Sensor­ einrichtung die konzentrierten Spulen in der Nut der Fahrbahn eindeutig erkannt werden. Wegmarken dieser Orientierung sind eindeutig, weil, wie bereits erwähnt, der normale gestreckte Leiter in der Sensoreinrichtung kein entsprechendes Feld aufbaut.

Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Änderung des Abstandes 6 zwischen Leiter 40 und Sensorein­ richtung 2 zur Feldstärkenänderung ausgenutzt wird.

Fließen in zwei Leitern unterschiedliche Ströme, so lassen sich leicht drei verschiedene Bereiche h, i, j dar­ stellen, wie dies die Fig. 12 zeigt. Die Ströme können sich in der Amplitude und der Frequenz unterscheiden.

Die Fig. 13 zeigt eine zusätzliche Funktion der Leiter 15, 16, 40, dargestellt nur für die Leiter 15, 16. Ein Oszillator 27, eine Endstufe 26 und eine Zuleitung 25 bilden für eine Leiterstromerzeugung zusammen mit den Leitern die Grundbestandteile einer Einrichtung zur Spurführung und Orts­ erkennung. Das Leiterpaar 15, 16 kann mit einer Last 30 abge­ schlossen werden, damit sich auf den Leitungen unterschied­ liche Potentiale bilden können, die zur Versorgung eines zusätzlichen Senders 28 und Empfängers 29 mit Energie ab­ greifbar sind. Die Last 30 kann ein Widerstand, eine Kapazität oder eine Induktivität oder eine Kombination dieser Bauelemente sein. Das Leiterpaar 15, 16 kann zusätzlich als Antenne für einen Leitungssender und -empfänger genutzt werden zur Daten­ übertragung. Eine Datenübertragung mit Fahrzeugen ist möglich, wenn auch das Fahrzeug mit einer entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtung ausgestattet ist.

Claims (19)

1. Einrichtung zur Steuerung von Fahrzeugen mit einer fahrbahngekoppelten Einrichtung zur Abgabe von elektromagnetischen Signalen über wenigstens einen entlang der Fahrbahn ver­ legten, von Wechselstrom durchflossenen Leiter, wobei die Signale von einer auf dem Fahrzeug angeordneten Sensor­ einrichtung erfaßbar sind, deren Ausgangssignale einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden zur Ermittlung von Steuersignalen für das Fahrzeug, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Leiter (1, 15, 16) an mehreren Orten entlang der Fahrbahn von Ort zu Ort mit unterschiedlichen oder gleichen Leitergestaltungen oder unterschiedlichen oder gleichen Bauelementen versehen ist zur Erzeugung von ortsabhängigen, von der Sensoreinrichtung (2) abtastbaren Magnetfeldern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei mit unterschiedlichem Abstand zur Sensoreinrichtung angeordnete Leiter (15, 16) vorgesehen sind, die durch in vorbestimmten Abständen ange­ ordnete Widerstände (R), Kapazitäten oder Induktivitäten zur Erzeugung von ortsabhängig sich ändernden magnetischen Feldern miteinander verbunden sind und von denen der eine als Speiseleiter und der andere als Rückleiter geschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei mit Wechselströmen unterschiedlicher Phasenlage durchflossene Leiter vorge­ sehen sind, deren Abstand zur Sensoreinrichtung an be­ stimmten Orten wechselt (z.B. Fig. 8).

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstände der beiden Leiter entlang der Fahrbahn regelmäßig oder unregelmäßig ändern.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein mit Wechselstrom durchflossener Leiter vorgesehen ist, der an vorbestimmten Orten entlang der Fahrbahn spulenförmig ausgebildet ist oder in dessen Verlauf an vorbestimmten Orten Spulen mit dem Leiter in Reihe geschaltet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine unterschiedliche oder gleiche Wickelrichtung der spulenförmig ausgebildeten Leiterteile oder der Spulen von Ort zu Ort vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die räumliche Lage der spulen­ förmig ausgebildeten Leiterteile oder der Spulen relativ zur Fahrbahn zur Änderung der Lage der Polarisationsebene des magnetischen Feldes von Ort zu Ort gleich oder unter­ schiedlich ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der spulenförmig ausge­ bildete Leiterteil oder die Spule einen Kern aus feldver­ stärkendem Metall oder Ferrit aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein mit Wechselstrom durchflossener Leiter vorgesehen ist, dessen Abstand zur Sensoreinrichtung sich von Ort zu Ort ändert zur Erzeugung eines ortsabhängig sich ändernden magnetischen Feldes.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei von Wechselströmen verschiedener Frequenz oder verschiedener Stromstärken durchflossene Leiter mit von Ort zu Ort sich änderndem Abstand zur Sensoreinrichtung vorgesehen sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der elektrische Strom ent­ lang der Leiter (15, 16) wechselweise von oben nach unten und von unten nach oben geführt ist, wobei an den Wechsel­ stellen (39) der bzw. die Leiter aufgetrennt ist bzw. sind und der Strom vom oberen Leiter in den unteren Leiter oder vom unteren Leiter in den oberen Leiter über mehrere Wider­ stände, Kondensatoren oder Induktivitäten oder Kombinationen dieser Elemente geleitet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strom an den Wechselstellen über eine Brücke (39) wieder in den oberen oder den unteren Leiter geleitet ist.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung wenigstens zwei Sensoren aufweist, die in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Leiter als Rückleiter vorgesehen ist, der im wesentlichen parallel und mit einem kleinen Abstand zu weiteren, als Speiseleiter dienenden Leitern angeordnet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zur Fahrbahn hin- und rück­ führenden Leitungen verdrillt, koaxial oder mit vernach­ lässigbar kleinem Abstand parallel zueinander verlegt sind.

16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Leiter gleichzeitig als Antenne für eine Sende- und/ oder Empfangseinrichtung eingesetzt ist bzw. sind zur Informationsübertragung zwischen dem Fahrzeug und einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leiter mit einer Last abge­ schlossen sind zur Bildung von Potentialen auf dem Leiter, die zur Zufuhr von Betriebsenergie zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung abgreifbar sind.

18. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung außer den üblichen zwei Spulen, von denen die eine links und die andere rechts seitlich zum Leiter versetzt angeordnet ist, eine zusätzliche Spule in Fahrt­ richtung vor oder hinter den seitlich angeordneten Spulen aufweist.

19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere von den ortsabhängigen elektromagnetischen Signalen gesteuerte Zeitmeßeinrichtungen zur Messung der Zeit zwischen dem Auftreten zweier oder mehrerer dieser Signale vorgesehen sind, deren Meßsignale der Auswerte­ einrichtung (Rechner) zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwin­ digkeit zugeführt sind.