DE3719179C1 - Arrangement for determining the separation between vehicles moving one behind the other - Google Patents

Abstract

In the case of vehicles on tracks, inductive separation determining systems are used which ensure that the vehicles cannot run into one another. These systems can detect the separation when moving in a straight line and on curves of the horizontal type. In contrast, this is not always ensured on vertical curves. The invention makes it possible to determine the separation when moving in a straight line and during horizontal and vertical direction changes. The problem is solved by producing an electromagnetic rotating field. A vertically and horizontally acting antenna on the rear part of each vehicle is driven with a fixed phase shift by a frequency generator. A similar antenna arrangement is installed on the nose part of the following vehicle, which antenna arrangement receives the rotating field. Since the rotating field acts three-dimensionally, separation determination in accordance with the object is possible if the received field strength is evaluated. Transportation systems on rails. <IMAGE>

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Abstandsermittlung zwischen hintereinanderfahrenden Fahrzeugen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art, wie sie aus der GB 10 30 873 bekannt ist.The invention is based on an arrangement for determining the distance between vehicles driving one behind the other, specified in the preamble of the claim Kind as it is known from GB 10 30 873.

Das Abstandsermittlungssystem soll es er­ möglichen, den Abstand zwischen Fahrzeugen zu erkennen, die sich geradeaus, aber vor allem in Kurzen horizontaler und ver­ tikaler Art bewegen.It should be the distance determination system possible to recognize the distance between vehicles that straight ahead, but especially in short horizontal and ver tical type move.

Den Stand der Technik im Bereich der Abstandssicherung beschrei­ ben folgende Patent- bzw. Offenlegungsschriften:Describe the state of the art in the field of distance securing the following patent and published documents:

Durch die Patentschrift GB 10 30 873 ist ein Fahrzeug­ führungssystem bekannt, in dem ein Fahrzeug in einem bestimmten Abstand einem vorausfahrenden Fahrzeug auto­ matisch nachgeführt wird. Hierfür ist eine Abstandsbestimmung notwendig. Das vorausfahrende Fahrzeug hat an seiner Heckseite ein von einem Oszillator (Sender) gespeiste Antenne, welche ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das wiederum von der am hinterherfahrenden Fahrzeug angebrachten Antenne über eine Empfangsein­ richtung erfaßt und ausgewertet wird.The patent GB 10 30 873 is a vehicle known management system in which a vehicle in one certain distance auto in front of a vehicle is matically updated. There is one for this Distance determination necessary. The vehicle in front has an oscillator (transmitter) on the rear side powered antenna, which is an electromagnetic field generated, which in turn from the one behind Vehicle-mounted antenna via a receiver direction is recorded and evaluated.

Aus der Offenlegungsschrift DE 28 23 096 A1 ist weiterhin eine Anordnung zur Abstandsmessung zwischen zwei Schwimmkör­ pern bekannt, bei welcher das von einem Schwimmkörper mit­ tels eines Senders erzeugte Magnetfeld von einem Empfänger auf dem anderen Schwimmkörper erfaßt und hieraus der Abstand bestimmt wird.From the published patent application DE 28 23 096 A1 is still one Arrangement for measuring the distance between two floats pern known, in which with a floating body magnetic field generated by a transmitter from a receiver captured on the other float and from this the Distance is determined.

Die Patentschrift GB 14 03 238 beschreibt ein selbst­ getriebenes Fahrzeug, welches mittels eines ein elektro­ magnetisches Feld erzeugenden Senders, der an einem sich vor dem Fahrzeug bewegenden Objekt angebracht ist, diesem Objekt nachgeführt wird. The patent GB 14 03 238 describes itself driven vehicle, which by means of an electro magnetic field-generating transmitter that is attached to a is attached in front of the moving object, this Object is tracked.  

Weiterhin werden induktiv arbeitende Abstandssicherungssy­ steme eingesetzt in sog. fahrerlosen Transportsystemen. Sie arbeiten im Bereich 5-500 kHz; als Antennen werden in der Regel senkrecht stehende Ferritstabantennen verwendet, die rundherum ein gleichmäßiges Feld abstrahlen. Durch Feld­ stärkebestimmung auf Seiten des empfangenden Fahrzeugs kann der Abstand ermittelt werden. Dieses Verfahren ist jedoch nur für Fahrzeuge geeignet, die in einer Ebene fahren, da bei Annäherung aus einer anderen Ebene Feldauslöschungen auftreten können.Furthermore, inductive distance securing systems systems used in so-called driverless transport systems. they work in the range 5-500 kHz; as antennas are in the Usually vertical ferrite rod antennas are used radiate a uniform field all around. Through field determination of strength on the part of the receiving vehicle the distance can be determined. However, this procedure is only suitable for vehicles that drive on one level, because when approaching from another level, field erasures may occur.

Schließlich existieren für die Abstandsermittlung noch Ultraschall und Infrarotsysteme, die aber den Nachteil haben, daß sie durch Lärm bzw. Schmutzbelastungen in der Industrie erheblich gestört werden. Zusätzlich wirken sie gerichtet, was sich ungünstig bei Kurvenfahrten auswirkt, da abbiegende Fahrzeuge schlechter erkannt werden.Finally, there are still distances available Ultrasound and infrared systems, but the disadvantage have that by noise or pollution in the Industry to be significantly disrupted. They also work directed, which has an unfavorable effect when cornering, because turning vehicles are recognized poorly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abstand zwi­ schen Fahrzeugen, z. B. Elektrohänge- oder Behälterbahnen, zu ermitteln, die in der Horizontalen und in der Vertikalen fahren können, so daß das jeweils folgende Fahrzeug das vor­ ausfahrende Fahrzeug erkennt und nicht auffährt.The invention has for its object the distance between vehicles, z. B. electrical suspension or container railways determine that in the horizontal and in the vertical can drive, so that the following vehicle ahead recognizes the outgoing vehicle and does not open.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.The object underlying the invention is achieved by the Characteristics specified solved.

Dabei wird ein elektromagnetisches Feld vom Heckteil eines jeden Fahrzeugs zirkular abgestrahlt, so daß ein Fahrzeug, was sich einem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, dieses nicht nur links oder rechts sondern auch oben oder unten von sich erkennt. Die zirkulare Abstrahlung erfolgt, indem eine ver­ tikal und eine horizontal wirkende Antenne mit einer zuein­ ander festen Phasenverschiebung von einem Frequenzgenerator gespeist werden. This creates an electromagnetic field from the rear part of a radiated each vehicle circularly so that a vehicle what approaches a vehicle in front does not only left or right but also up or down by itself recognizes. The circular radiation takes place by a ver tical and a horizontally acting antenna with one other fixed phase shift from a frequency generator be fed.  

Am Bugteil eines jeden Fahrzeugs ist ein ähnlicher Antennen­ aufbau installiert; nachfolgend ist ein Gleichrichter ge­ schaltet. Nähern sich zwei Fahrzeuge, so wird die Gleich­ spannung hinter dem Gleichrichter einen Wert annehmen, des­ sen Größe vom Abstand der Fahrzeuge abhängt.At the front of every vehicle is a similar antenna construction installed; below is a rectifier switches. When two vehicles approach, the same becomes voltage behind the rectifier assume a value that size depends on the distance between the vehicles.

Für die Abstandssicherung wäre es nun möglich, bei Über­ schreiten eines bestimmten Wertes den Fahrmotor des Fahr­ zeugs abzuschalten oder zu bremsen.For securing the distance, it would now be possible to over the driving motor of the driving switch off or brake.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß Abstandsmessungen und somit eine Ab­ standssicherung bei Geradeausfahrt und Fahrten in horizonta­ len Kurven zusätzlich in Kurven in vertikaler Richtung vor­ genommen werden können.The advantages that can be achieved with the invention are in particular special in that distance measurements and thus an Ab secure standing when driving straight ahead and driving in horizonta len curves additionally in curves in the vertical direction can be taken.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeich­ nungen näher erläutert werden.The invention is based on the drawing nations are explained in more detail.

Fig. 1a zeigt ein herkömmliches induktives System zur Abstandssicherung Fig. 1a shows a conventional inductive system for distance backup

Fig. 1b zeigt dasselbe System bei Richtungsänderung in der Vertikalen Fig. 1b shows the same system when changing direction in the vertical

Fig. 2 zeigt die Antennenanordnung der Erfindung entsprechend Fig. 2 shows the antenna arrangement according to the invention

Fig. 3 zeigt eine mögliche Schaltung nach der Erfindung zur Abstandssicherung. Fig. 3 shows a possible circuit according to the invention for securing the distance.

Nach Fig. 1a sind herkömmliche Systeme ausgestattet. Eine senkrecht stehende Ferritstabantenne am Heck des vorausfah­ renden Fahrzeugs baut ein elektromagnetisches Wechselfeld auf, das das nachfolgende Fahrzeug, dessen Empfangsantenne ebenfalls senkrecht steht, wahrnimmt. Der Abstand wird mit einer Feldstärkemessung bestimmt. In Kurven, die in der ho­ rizontalen Ebene verlaufen, ist dieses auch problemlos mög­ lich. Nur bei Kurven in vertikaler Richtung - nach Fig. 1b - können Feldauslöschungen vorkommen. In dieser Stellung kann das hinterherfahrende nicht das Magnetfeld des vorausfahren­ den Fahrzeugs wahrnehmen. According to Fig. 1a, conventional systems are equipped. A vertical ferrite rod antenna at the rear of the vehicle in front builds up an alternating electromagnetic field, which the following vehicle, whose receiving antenna is also vertical, perceives. The distance is determined using a field strength measurement. This is also easily possible in curves that run in the horizontal plane. Only in curves in the vertical direction - according to Fig. 1b - can field extinctions occur. In this position, the vehicle traveling behind cannot perceive the magnetic field of the vehicle in front.

Wird hingegen jedes Fahrzeug sendeseitig mit einem Antennen­ aufbau nach Fig. 2 - der Erfindung entsprechend - ausgerüstet und benutzt es für den Empfang eine ähnliche Antennenanord­ nung, sind Abstandserkennungen auch in verschiedenen Ebenen möglich. Dieses liegt darin begründet, daß das Feld nicht linear polarisiert sondern als Drehfeld abgestrahlt und emp­ fangen wird.If, on the other hand, each vehicle is equipped on the transmission side with an antenna structure according to FIG. 2 - according to the invention - and uses a similar antenna arrangement for reception, distance detections are also possible in different planes. This is due to the fact that the field is not linearly polarized, but is emitted and received as a rotating field.

Erreicht wird dieses dadurch, daß die beiden Antennen mit einer festen Phasenverschiebung betrieben werden. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, speist auf der Sendeseite ein Frequenz­ generator (7) die vertikale Antenne (1 a) über den Kondensa­ tor (5 a) und die horizontale Antenne (2 a) über den Wider­ stand (6 a). Damit wird eine feste Phasenverschiebung von π/2 erreicht. Natürlich läßt sich eine Phasenverschiebung auch durch eine Induktivität und einen Widerstand erreichen. Beide Antennen (1 a, 2 a) sind mit den Kondensatoren (3 a, 4 a) abgestimmt. Im Betrieb ist es unerheblich, welche Antenne über den Kondensator (5 a) oder Widerstand (6 a) betrieben wird. Bei Vertauschen kehrt sich lediglich die Drehrichtung des Feldes um. Die Empfangsseite ist ähnlich ausgebildet; beide Antennen (1 b, 2 b) sind abgestimmt durch die Kondensa­ toren (3 b, 4 b). Die Antennensignale werden durch den Wider­ stand (6 b) und den Kondensator (5 b) ausgekoppelt und dem Gleichrichter (8) zugeführt. An den Gleichrichter ist ein Kompensator (9) angeschlossen, der ab einer bestimmten Gleichrichterausgangsspannung ein Ausgangssignal abgibt. Dieses Signal kann dann zur Motorbremsung oder -abschaltung verwendet werden.This is achieved in that the two antennas are operated with a fixed phase shift. As can be seen in Fig. 3, on the transmission side feeds a frequency generator ( 7 ), the vertical antenna ( 1 a) via the capacitor ( 5 a) and the horizontal antenna ( 2 a) via the resistor ( 6 a) . A fixed phase shift of π / 2 is thus achieved. Of course, a phase shift can also be achieved by an inductor and a resistor. Both antennas ( 1 a , 2 a) are matched to the capacitors ( 3 a , 4 a) . In operation, it is irrelevant which antenna is operated via the capacitor ( 5 a) or resistor ( 6 a) . When swapped, only the direction of rotation of the field is reversed. The reception side is similar; both antennas ( 1 b , 2 b) are matched by the capacitors ( 3 b , 4 b) . The antenna signals are decoupled by the opponent ( 6 b) and the capacitor ( 5 b) and fed to the rectifier ( 8 ). A compensator ( 9 ) is connected to the rectifier and emits an output signal from a certain rectifier output voltage. This signal can then be used for engine braking or shutdown.

Bei einem Wechsel der Bewegungsrichtung werden die jeweili­ gen Antennenanordnungen von der Sende- auf die Empfangsein­ richtung und umgekehrt umgeschaltet.When changing the direction of movement, the respective antenna arrangements from the transmit to the receive direction and vice versa.

Claims (1)

Anordnung zur Abstandsermittlung zwischen hintereinander­ fahrenden Fahrzeugen, mit wenigstens einer Sende- und Empfangseinrichtung, wobei im jeweils nachfolgenden Fahrzeug die Empfangsfeldstärke erfaßt und zur Bestimmung des Abstandes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zirkular polarisierte Antennenanordnungen (1 a bis 6 a; 1 b bis 6 b) verwendet werden,
• - daß jedes Fahrzeug an seiner Vorder- und Rückseite jeweils eine Antennenanordnung hat,
• - daß die jeweilige Antennenanordnung in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung entweder mit der Sendeeinrichtung (7) oder mit der Empfangseinrichtung (8, 9) verbunden ist.

Arrangement for determining the distance between vehicles driving one behind the other, with at least one transmitting and receiving device, the reception field strength being recorded in the following vehicle and used to determine the distance, characterized in that

• - That circularly polarized antenna arrangements ( 1 a to 6 a ; 1 b to 6 b) are used,
• that each vehicle has an antenna arrangement on its front and rear,
• - That the respective antenna arrangement, depending on the direction of movement, is either connected to the transmitting device ( 7 ) or to the receiving device ( 8, 9 ).