DE4229626C2

DE4229626C2 - Regelsystem zur Einhaltung der Fahrtrichtung für ein selbstfahrendes Fahrzeug

Info

Publication number: DE4229626C2
Application number: DE4229626A
Authority: DE
Inventors: Hazime Aoyama
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1991-09-07
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2012-09-05
Also published as: GB2259792B; JP2738610B2; GB9218671D0; GB2259792A; DE4229626A1; JPH0566829A; US5208521A

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem zur Einhaltung der Fahrtrichtung für ein selbstfah rendes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 31 35 117 A1).

Ein selbstfahrendes Fahrzeug hat im allgemeinen Antriebs räder auf jeder Seite. Jedes Antriebsrad wird durch einen eigenen Motor in Drehung versetzt. Die Fahrregelung eines solchen selbstfahrenden Fahrzeugs wird durch Regeln der Drehzahl der Motoren bewerkstelligt, um eine gleichblei bende Fahrbewegungsrichtung des Fahrzeuges aufrechtzuer halten.

Einige bekannte Fahrregelsysteme für selbstfahrende Fahr zeug sind in der gattungsbildenden DE 31 35 117 A1, der JP 63-2 41 611 A und in der JP 1-106 113 A offenbart. Bei diesen Systemen wird die Fahrt richtung des Fahrzeuges mit einem Kreiselgerät erfaßt. Richtungskorrekturen werden durch Lenken bewerkstelligt, um eine vorgegebene Richtung durch Vergleich der Ist- Fahrtrichtung mit der Soll-Fahrtrichtung aufrechtzuer halten. Bei der DE 31 35 117 A1 durchfährt das Fahrzeug einen aus geraden Stücken zusammengesetzten Kurvenzug. An den "Schnittpunkten" wird eine Richtungsänderung durch gesteuertes gegensinniges Antreiben der Antriebsräder auf der Stelle erzeugt.

In dem Augangssignal des Kreiselgerätes kann ein Fehler durch einen Integrationsfehler oder eine Spannungsdrift in einem Schaltkreis entstehen, wenn das Kreiselgerät als Richtungssensor eingesetzt wird. Der Fehler tendiert zur Vergrößerung mit fortschreitender Zeit, zumal er durch die Integration beeinflußt wird. Es bestand daher das Problem, daß eine genaue Erfassung der Ist-Fahrtrichtung des Fahrzeuges unmöglich wurde. Folglich kann die Ist- Fahrtrichtung von der Soll-Fahrtrichtung abweichen.

In der JP 4-238 505 A ist eine Vorrichtung zum Regeln der Fahrt eines Fahrzeuges ohne Verwendung eines Kreiselgerä tes offenbart. In dieser Vorrichtung werden die Ist-Dreh verlagerungen mit den durch die Antriebsräder zu bewirken den Soll-Drehverlagerungen der Antriebsräder auf beiden Fahrzeugseiten über eine vorbestimmte Zeitdauer ver glichen. Dann wird die Fahrtrichtung durch Regeln der beiden Seiten für die entsprechenden Antriebsräder zuge ordneten Motoren basierend auf der Abweichung zwischen den beiden Rädern geregelt.

Es wurde gefunden, daß diese Rückführ-Regelung des Motor systems basierend auf der Drehverlagerung des Motors nicht dazu in der Lage ist, die Schwierigkeiten bei einer großen Drehverlagerung, wie im Falle des Durchrutschens eines Reifens auf einer Straßenoberfläche, zu beseitigen.

Wie oben beschrieben bestehen Probleme bei einem herkömm lichen Fahrtregelsystem für ein Fahrzeug. Wenn nämlich ein Kreiselgerät eingesetzt wird, weicht die Fahrtrichtung des Fahrzeuges graduell ab. Wenn eine Rückführregelung des Motorsystems eingesetzt wird, kann diese nicht einer Schwierigkeit, wie einem Rad-Durchrutschen, genügend wirksam begegnen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Fahrtregelsystem der eingangs genannten Art für ein selbstfahrendes Fahrzeug zu schaffen, mit dem eine Soll-Fahrtrichtung beibehalten werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient Anspruch 1. Anspruch 2 stellt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung unter Schutz.

Bei einem System zum Steuern eines Fahrzeuges auf einem vorbestimmten Kurs unter Einsatz eines Kreiselgerätes ist es an sich bekannt, die Kreiseldrift unter Zuhilfenahme der Integration der digitalisierten Gierrate bzw. Winkelgeschwindigkeit zu kompensieren, wobei keine Rückkopplungs-Regelung sondern lediglich eine Anzeige des korrekten Fahrzeugkurses vorgesehen ist. (JP-Abstract 58-37 511 A).

Erfindungsgemäß wird nur dann eine Rückführregelung eines Motors basierend auf einem Geschwindigkeitssignal und einem Geschwindigkeits-Rückkoppelungssignal ausgeführt, wenn die Größe der Gierrate oder Giergeschwindigkeit, welche von dem Kreiselgerät erfaßt wird, oder der Fahrt richtungs-Abweichungswinkel ("exzentrischer" Winkel) des Fahrzeuges, eine integrierte Gierrate über die vorbestimmte Zeit, kleiner als der vorbestimmte Wert wird. Dann wird eine Richtungskorrektur ausgeführt, welche nicht durch eine Spannungsdrift oder einen Integrationsfehler beeinflußt ist, welcher im Kreiselgerät entstehen kann.

Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Korrektur kann das Regelsystem nicht die Schwierigkeiten, beispielweise im Falle des Durchrutschens eines Antriebsrades, durch die Rückführregelung des Motors allein beheben, weil die Größe der Gierrate oder des Fahrtrichtungs-Abweichungs winkels größer als der vorbestimmte Wert wird. Demgemäß kann eine Fahrtrichtungskorrektur entsprechend den Umstän den dadurch ausgeführt werden, daß ein Geschwindigkeits- Sollsignal zum Motorregler abgegeben wird, welches mit Hilfe des "exzentrischen" Fahrtrichtungswinkels oder Fahrtrichtungs-Abweichungswinkels korrigiert werden kann, wobei eine integrierte Gierrate unbeeinflußt von einem Durchrutschen des Antriebsrades erfaßt werden kann.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeich nungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht eines selbst fahrenden Fahrzeuges, welches ein Regelsystem gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung ein setzt;

Fig. 2 eine linke Seitenansicht des selbstfahrenden Fahrzeuges;

Fig. 3 eine Unteransicht des selbstfahrenden Fahrzeuges;

Fig. 4 ein Blockschaltbild, welches das Regelsystem des selbstfahrenden Fahrzeuges vereinfacht darstellt;

Fig. 5 eine mehr ins Einzelne gehende erläuternde Dar stellung enthaltend einen Regelblock des Regel systems für das selbstfahrende Fahrzeug;

Fig. 6 ein Vektor-Schaubild, welches die Beziehung zwi schen den Geschwindigkeitsvektoren der beiden seitlichen Räder und der Gierrate des selbstfah renden Fahrzeuges darstellt, und

Fig. 7 ein Zeitdiagramm, welches bei dem Regelsystem nach der Erfindung die Änderung der Gierrate mit fortschreitender Zeit darstellt.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen erläutert. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen ein in Pfeilrichtung F fahrendes selbstfahrendes Fahrzeug. Räder 41 und 44 sind an Front und Heck der Karosserie 40 des Fahrzeuges mittig angeordnet. Ein Paar Antriebsräder 42 und 43 sind auf gegenüberliegenden Seiten in bezogen auf die Längsrichtung der Karosserie 40 mittlerer position angeordnet. Am Boden der Karosserie sind drei Reinigungsbürsten 51, 52 und 53 vorgesehen. Die Reinigungsbürsten 51, 52 und 53 drehen sich zum Reinigen einer Oberfläche, wie eines Bodens, wenn das Fahrzeug fährt.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Regelsystems für ein selbstfahrendes Fahrzeug nach der Erfindung. Ein Motor 4a ist mit dem linken Antriebsrad 42 verbunden. Ein Motor 4b ist mit dem rechten Antriebsrad 43 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse eines Motor-Reglers 20 sind jeweils mit den Motoren 4a und 4b verbunden. Mit dem Motor 4a ist ein Geschwindigkeitskodierer 5a verbunden. Mit dem Motor 4b ist ein Geschwindigkeitskodierer 5b verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Geschwindigkeitskodierer 5a und 5b sind mit den Eingangsanschlüssen des Motor-Reglers 20 verbunden. Ein Ausgangsanschluß eines Hauptreglers 10 ist mit einem anderen Eingangsanschluß des Motor-Reglers 20 verbunden.

Das Regelsystem umfaßt nicht nur ein Rückkoppel-Regel system, basierend auf dem Drehweg eines Motors, sondern auch ein Rückkoppel-Regelsystem unter Verwendung eines Kreisels 1. Der Kreisel 1, ein A/D-Wandler 2 und ein Kreisel-Integrator 3 sind in Reihe geschaltet. Ein Ausgangsanschluß des Kreisel-Integrators 3 ist mit einem Eingangsanschluß des Hauptreglers 10 verbunden.

Wie oben beschrieben umfaßt das Regelsystem ein Rückführ- Regelsystem eines Motors und ein Rückführ-Regelsystem eines Kreisels. Die Systeme werden abhängig von der Größe eines "exzentrischen" oder Fahrtrichtungs-Abweichungswin kels Θ eingesetzt. Der Winkel Θ ist der Abweichungswinkel von der Soll-Fahrtrichtung. Fig. 6 zeigt eine Gierrate oder Gierwinkelgeschwindigkeit dΘ/dt, welche der Ände rungsrate des Fahrtrichtungs-Abweichungswinkels Θ von der Fahrtrichtung entspricht. Die Gierrate ergibt sich aus den in Fig. 6 dargestellten Verhältnissen bei den vorlie genden Geschwindigkeitsvektoren der Räder auf den beiden Seiten des Fahrzeuges. Das linke Antriebsrad und das rechte Antriebsrad sind in einem Abstand L an den Seiten des Fahrzeuges 32 angeordnet. Jedes Antriebsrad rotiert mit einer Geschwindigkeit und in einer Richtung, die durch einen Vektor V_L beziehungsweise V_R bezeichnet ist. Das Fahrzeug 32 fährt in Richtung des Pfeiles A geradeaus, wenn die Beträge der Geschwindigkeitsvektoren |V_L| und |V_R| gleich sind. Das Fahrzeug fährt in einer durch den Pfeil B bezeichneten Schrägrichtung, wenn der Betrag der Fahrzeuggeschwindigkeit |V_L| des linken Antriebsrades größer als der Betrag des Geschwindigkeitsvektors |V_R| des rechten Antriebsrades ist. In diesem Fall wird ent schieden, ob die Kreisel-Rückführregelung auszuführen ist oder nicht, und zwar abhängig von der Größe der integrier ten Gierrate dΘ/dt über die vorbestimmte Zeitdauer.

Fig. 7 zeigt die Art und Weise, in welcher die Gierrate dΘ/dt sich mit fortschreitender Zeit bei Fahrt des Fahr zeuges 32 verändert. Die Gierrate dΘ/dt wird über die vorbestimmte Zeitdauer Δt integriert. Die Regelung wird nur dann mittels des Rückführ-Regelsystems des Motors ausgeführt, wenn der Wert von Θ kleiner ist als ein vorbe stimmter Wert W wie in den Fällen Nr. n-3, Nr. n-2 und Nr. n-1, oder wenn die Gierrate kleiner als eine vorbe stimmte Größe ω ist. Die Fahrtrichtungskorrektur wird nicht allein mittels der Rückführregelung eines Motors sondern auch mittels der Rückführregelung eines Kreisels durchgeführt, wenn die integrierte Gierrate dΘ/dt, das heißt ein Winkel Θ, größer als der vorbestimmte Wert W oder die Gierrate dΘ/dt größer als der Wert ω ist.

Im folgenden werden im Einzelnen die Elemente und der Betrieb des Regelsystems anhand der Blockschemata nach den Fig. 4 und 5 erläutert. Dem Hauptregler 10 wird ein Soll-Fahrtrichtungswert Θ_S von außen vorgegeben, und der Hauptregler 10 regelt den Motor-Regler 20 basierend auf diesem Soll-Fahrtrichtungswert Θ_S. Der Hauptregler 10 umfaßt einen Vergleicher 11, einen Soll-Geschwindigkeits vorgabe-Baustein 13 für den linken Motor und einen Soll- Geschwindigkeitsvorgabe-Baustein 14 für den rechten Motor. Ein Fahrtrichtungs-Sollwert Θ_S wird dem Vergleicher 11 von außen her vorgegeben. Ein Schalter 12 ist geschlossen, wenn das Kreisel-Rückführ-Regelsystem in Betrieb ist. Ein Fahrtrichtung-Abweichungswinkel Θ_R aus dem Kreisel-Inte grator 3 wird in den Vergleicher 11 eingegeben, wie im folgenden beschrieben. Im Vergleicher 11 wird der Fahrt richtungs-Abweichungswinkel Θ_R von dem Fahrtrichtungs- Sollwert Θ_S abgezogen, und ein korrigierter Fahrrichtungs- Sollwert Θ_E wird ausgegeben. Der Schalter 12 ist offen, wenn nur das Motor-Rückführ-Regelsystem in Betrieb ist.

Der Fahrtrichtungs-Sollwert Θ_E, der vom Vergleicher 11 ausgegeben wird, wird in den Sollgeschwindigkeits-Vorgabe- Baustein 13 für den linken Motor und den Sollgeschwindig keits-Vorgabe-Baustein 14 für den rechten Motor eingegeben.

Die Sollgeschwindigkeits-Vorgabe-Bausteine 13 und 14 geben Geschwindigkeits-Sollsignale P_L und P_R ab, welche die Drehzahlen der betreffenden Motoren 4a, 4b basierend auf dem Fahrtrichtungs-Sollwert Θ_E vorgeben. Die Geschwin digkeits-Sollwertsignale P_L und P_R werden in den Motor regler 20 eingegeben.

Der Motorregler 20 umfaßt einen Sub-Regler 21 und Trei berschaltungen 28a und 28b. Der Sub-Regler 21 umfaßt Integratoren 21a und 21b, die den entsprechenden Antriebs rädern an beiden Fahrzeugseiten zugeordnet sind. Die Treiberschaltung 28a hat einen Vergleicher 22a, einen D/A-Wandler 23a, einen Vergleicher 24a, einen Differen tial-Verstärker 25a, einen Geschwindigkeits-Rückkoppel kreis 26a und einen Integrator 27a für das linke Antriebs rad. Die Treiberschaltung 28b hat einen Vergleicher 22b, einen D/A-Wandler 23b, einen Vergleicher 24b, einen Diffe rential-Verstärker 25b, einen Geschwindigkeits-Rückkoppel kreis 26b und einen Integrator 27b für das rechte An triebssrad.

Die Geschwindigkeits-Sollsignale P_L und P_R werden jeweils in die Integratoren 21a und 21b des Sub-Reglers 21 einge geben. Die Integratoren 21a und 21b integrieren die Sig nale P_L und P_R über eine vorbestimmte Zeitdauer und stel len Drehweg-Sollsignale bereit. Die Drehweg- Sollsignale geben die Werte der Drehwege als Anzahl von Pulsen an, welche einer Soll-Anzahl von Umdrehungen der Antriebsräder auf beiden Fahrzeugseiten in der vorbestimmten Zeitdauer entsprechen. Die Drehweg- Sollsignale P_L′ und P_R′ werden zu den Verglei chern 22a und 22b in den Treiberschaltungen 28a und 28b ausgegeben. Die Geschwindigkeits-Kodierer 5a und 5b zählen die Anzahl der Pulse über eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen, welche erfaßt werden, wenn die Wellen der Motoren 4a und 4b drehen, und zwar unter Verwendung einer Konstanten Kp (Anzahl der Pulse/rad), und geben Geschwin digkeits-Rückkoppelsignale P_rL und P_rR aus. Die Rückkop pelsignale P_rL und P_rR werden in die Integratoren 27a und 27b eingegeben. Die Integratoren 27a und 27b integrieren die Rückkoppelsignale P_rL und P_rR über die vorbestimmte Zeitdauer, um die Ist-Drehweg der Wellen der Motoren 4a und 4b über die vorbestimmte Zeitdauer und Rückkoppel-Drehwegsignale P_OL und P_OR zu erhal ten. Die Rückkoppel-Drehwegsignale P_OL und P_OR werden zu den Vergleichern 22a und 22b ausgegeben. In den Vergleichern 22a und 22b werden Abweichungen zwischen den Drehweg-Sollsignalen aus den Integratoren 21a und 21b und den Rückkoppel-Drehwegsignalen P_OL und P_OR gebildet und Ist-Drehwegsignale bereitge stellt, welche die aktuellen Drehwege repräsen tieren. Diese Ist-Drehwege werden zu den D/A-Wandlern 23a und 23b gespeist. Die Ist-Drehwege werden in Analogsignale unter Verwendung einer Spannungs-Umwandlungs-Konstanten K₁ (V/Anzahl der Pulse) in den D/A-Wandlern 23a und 23b gewandelt. Die Analogsignale werden zu den Vergleichern 24a und 24b ausgegeben. Die Geschwindigkeits-Rückkoppelsignale P_rL und P_rR aus den Geschwindigkeit-Rückkoppelkreisen 26a und 26b werden ebenfalls zu den Vergleichern 24a und 24b übertragen. Die Geschwindigkeits-Rückkoppelkreise 26a und 26b wandeln die Drehzahlen der Motoren 4a und 4b in Span nungssignale unter Verwendung der Geschwindigkeits-Span nungs-Umwandlungskonstanten K₃ (V/Anzahl der Pulse in der Zeiteinheit). Diese Spannungssignale werden zu den Ver gleichern 24a und 24b ausgegeben.

Die erhaltenen Werte sind aus den Ist-Drehwegen in Form von Spannungssignalen und den Abweichungswerten zwischen den zu tätigenden Drehwegen, welche aus den D/A-Wandlern 23a und 23b ausgegeben werden, und den Ist-Drehwegen in den Vergleichern 24a und 24b zusammengesetzt. Die zusammengesetzten Werte werden zu den Differential-Verstärkern 25a und 25b ausgegeben. Die Differential-Verstärker 25a und 25b verstärken die Aus gänge der Vergleicher 24a und 24b mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor K₂ (V/V) und übertragen die Ausgänge zu den Motoren 4a bzw. 4b. Die Motoren 4a und 4b rotieren in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Differential- Verstärker 25a und 25b.

Wie oben beschrieben, wird allein die Motor-Rückführrege lung ausgeführt, wenn der Fahrtrichtungs-Abweichungswinkel Θ kleiner als ein spezifizierter Wert W ist oder wenn die Gierrate dΘ/dt kleiner als ein spezifizierter Wert ω ist. In diesem Fall werden nicht nur Geschwindigkeitsregelungen aufgrund der Geschwindigkeits-Sollsignale P_L und P_R, welche von dem Hauptregler 10 ausgegeben werden, sondern auch Rückführregelungen durchgeführt, um den Drehwegen Korrekturen einzuprägen, welche über eine vorbe stimmte Zeitdauer gemacht werden. Daher kann eine Fahrt richtungskorrektur wirksam selbst bei unebenem Untergrund durchgeführt werden, welcher das Fahrzeug 32 an einer Fahrt in einer Soll-Richtung hindert.

Es ist möglich, den Winkel Θ durch Bereitstellen von Operatoren 6a und 6b, eines Vergleichers 7, eines Opera tors 8, eines Integrators 9 und eines Operators 31 zu bilden, wenngleich diese Baugruppen nicht unbedingt für die Rückführregelung erforderlich sind, um einen Fahrt richtungs-Abweichungswinkel Θ auszugeben. Die Operatoren 6a und 6b erfassen die Drehgeschwindigkeiten der Motoren 4a und 4b. Der linksseitige Geschwindigkeits-Vektor V_L und rechtsseitige Geschwindigkeits-Vektor V_R werden unter Verwendung eines Geschwindigkeits-Reduktionsverhältnisses N (rad/s /rad/s) und des Durchmessers D des Antriebsrades erhalten. Die Geschwindigkeits-Vektoren V_L und V_R werden in den Vergleicher 7 eingegeben, wo der Differenzwert V_L-V_R erhalten wird. Diese Differenz wird in den Opera tor 8 eingegeben. Der Operator 8 erhält die Gierrate dΘ/dt (rad/s) durch Multiplizieren des Differenzwertes V_L-V_R mit dem Faktor 1/L, das heißt dem Reziprokwert der Abwei chung (interval) L zwischen den Antriebsrädern. Die sich ergebende Ausgangsgröße wird in den Integrator 9 einge speist. Der Integrator 9 erhält den Fahrtrichtungs-Abwei chungswinkel Θ (rad) durch Integrieren der Gierrate dΘ/dt über die vorbestimmte Zeitdauer. Der Operator 31 wandelt die Winkeleinheit von Radiant in Grad, um den Fahrtrich tungs-Abweichungswinkel Θ (Grad) zu bilden, und gibt dieses Ergebnis aus.

Die Funktion ist wie folgt. Wenn der Fahrtrichtungs-Abwei chungswinkel Θ größer als der Wert W oder die Gierrate dΘ/dt größer als der Wert ω ist, wird eine Rückführrege lung mit dem Kreisel 1 ausgeführt. Der Kreisel 1 erhält die Gierrate dΘ/dt als Ausgabe aus dem Operator 8 und multipliziert diese mit der Kreiselkonstanten K_G (rad/s/rad/s). Die so erhaltene Ausgangsgröße wird zum A/D-Wand ler 2 übertragen. Der A/D-Wandler 2 wandelt das erhaltene Signal in ein digitales Signal. Dieses digitale Signal wird in den Kreisel-Integrator 3 eingespeist. Der Kreisel- Integrator 3 umfaßt einen Integrator 3a und einen Operator 3b. Der Ausgang des A/D-Wandlers 2 wird in den Integrator 3a eingegeben und über die vorbestimmte Zeitdauer inte griert, um einen Fahrtrichtung-Abweichungswinkel Θ_R (rad) zu erhalten. Das Ergebnis wird zum Operator 3b geleitet. Dort findet die Umwandlung der Einheit des Winkels Θ_R statt. Somit wird ein Fahrtrichtung-Abweichungswinkel Θ_R (Grad) als Ausgangsgröße erzeugt. Der Fahrtrichtungs- Abweichungswinkel Θ_R entspricht einem Gierwinkel und stellt einen Abweichungswinkel von einer aktuellen Soll- Fahrtrichtung des Fahrzeuges 32 dar.

Wie oben beschrieben, wird der Fahrtrichtungs-Abweichungs winkel Θ_R in den Hauptregler 10 und dort in den Verglei cher 11 über den Schalter 12 eingespeist. Im Vergleicher 11 wird ein von außen vorgegebener Fahrtrichtungs-Soll wert Θ_S mit dem aus dem Kreisel-Integrator 3 empfangenen Fahrtrichtungs-Abweichungswinkel Θ_R verglichen. Somit wird eine Differenz Θ_S-Θ_R gebildet. Die Werte Θ_S-Θ_R werden in den Sollgeschwindigkeitsvorgabe-Baustein 13 für den linken Motor und den Sollgeschwindigkeitsvorgabe- Baustein 14 für den rechten Motor als korrigierter Fahrt richtungs-Sollwert Θ_E eingegeben. Die Motorgeschwindig keits-Sollvorgabe-Bausteine 13 und 14 erzeugen Geschwin digkeits-Sollsignale P_L und P_R basierend auf dem korri gierten Fahrtrichtungs-Sollwert Θ_E. Die Geschwindigkeits- Sollsignale P_L und P_R werden zu dem Motor-Regler 20 über tragen. Wie oben beschrieben, kann die Regelung ohne Beeinflussung durch einen Integrationsfehler im Kreisel- Integrator 3 oder durch einen von einer Spannungsdrift erzeugten Fehler im Ausgangssignal durchgeführt werden, wenn der Wert des Fahrtrichtungs-Abweichungswinkels klein ist. Dies kann durch Regeln allein unter Verwendung einer Rückführregelung basierend auf dem Drehweg eines Motors bewerkstelligt werden.

Wenn eine Störung, wie das Durchrutschen eines Rades, auftritt und der Fahrtrichtung-Abweichungswinkel größer als ein vorbestimmter Wert wird, kann eine solche Schwie rigkeit nicht allein durch ein Motor-Rückführ-Regelsystem ausgeglichen werden. Dies verhält sich deshalb so, weil die Drehwege zu groß werden, um als Daten mit den Geschwindigkeits-Kodierern 5a und 5b erfaßt zu werden, sofern ein Durchrutschen eines Antriebsrades auftritt.

In einem solchen Fall wird das Kreisel-Rückführsystem zusätzlich zum Motor-Rückführsystem eingesetzt. Der Krei sel 1 hat Daten über die Gierrate des Fahrzeuges 32 er faßt, welche nicht vom Durchrutschen eines Antriebsrades beeinflußt sind. Es ist daher möglich, die Fahrtrichtung des Fahrzeuges 32 selbst in einem Zustand zu korrigieren, in welchem die Störung auftritt.

Claims

1. Regelsystem zur Einhaltung der Fahrtrichtung für ein selbstfahrendes Fahrzeug, mit einem Paar Antriebswellen, die koaxial unter jeder linken und rechten Seite des Fahrzeuges angeordnet sind, einem Paar Antriebsrädern, die auf den Antriebswellen unterstützt sind, je einem mit jeder Antriebswelle verbundenen Motor und einem Kreiselgerät, das an dem Fahrzeug zum Detektieren einer Fahrtrichtung und zum Erzeugen eines Kreiselsignales angeordnet ist, wobei jedes Antriebsrad mit einem Kodierer zum Erfassen deren Geschwindigkeiten und zum Erzeugen von Geschwindigkeitssignalen verbunden ist, und mit einem einem Motorregler überlagerten Hauptregler, der mittels eines aus einem Fahrtrichtungssollwinkel (Θ_S) abgeleiteten Signals die Drehzahl der Motoren berechnet und Sollgeschwindigkeitssignale erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß:

- durch Differenzbildung zwischen den durch den linksseitigen und den rechtsseitigen Kodierer (6a, 6b) erfaßten Drehgeschwindigkeiten der Motoren (4a, 4b) und anschließende Multiplikation mittels eines Multiplizierers (8) mit einem Faktor die Gierrate () oder der Fahrtrichtungs-Abweichungswinkel (Θ) zwecks Rückführregelung abgeleitet wird,
- nur im Falle, daß die Gierrate () größer als ein vorgegebener Wert ist, der Hauptregler (10) die mittels des Kreiselgerätes (1) ermittelte Gierrate () zur Rückführreglung verwendet, in der Art, daß
- a) mittels eines Integrators (3) das digitale Kreiselsignal integriert und ein Rückkoppelsignal erzeugt wird, das den Fahrtrichtungs-Abweichungswinkel (Θ_R) darstellt
- b) ein Vergleicher (11) des Hauptreglers (10) die Differenz zwischen dem Fahrtrichtungs- Sollwinkel (Θ_S) und dem Fahrtrichtungs-Abweichungswinkel (Θ_R) bildet und
- c) der Hauptregler (10) aus dieser Differenz korrigierte Sollgeschwindigkeitssignale für die Motoren (4a, 4b) berechnet, und
- der Motorregler (20) die Drehgeschwindigkeitssignale der Motoren (4a, 4b) und die Sollgeschwindigkeitssignale jeweils über eine vorbestimmte Zeit integriert.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptregler (10) die korrigierten Sollgeschwindigkeitssignale nur in dem Falle bildet, in dem die über die vorbestimmte Zeit integrierte Gierrate () größer als ein vorgegebener Wert ist.