Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Fahrverhaltens von ferngesteuerten Modellfahrzeugen.

Bei derzeitigen Modellfahrzeugen, also Modellautos oder Mo¬ dellschiffen, tritt oft das Problem auf, daß der Fahrzeugfüh¬ rer das Fahrzeug mit zu hoher Geschwindigkeit in eine Kurve führt. Als Folge davon gerät das Fahrzeug in einen instabilen Fahrzustand, das heißt das Fahrzeug wird aus der Kurve getra- gen oder beginnt zu schleudern (Übersteuern oder Untersteu¬ ern) .

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, dies zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Vor¬ richtung bereitgestellt, mit einem ersten Eingangsanschluß für ein erstes Steuersignal, das eine durch einen Fahrzeug¬ führer vorgebbare erste Führungsgröße wiedergibt, einer Sensoreinrichtung, die ein zweites Steuersignal abgibt, das eine mit der Drehgeschwindigkeit oder Querbeschleunigung des Modellfahrzeuges korrelierte Störgröße wiedergibt, und einer Verarbeitungseinrichtung, die zum Empfang des ersten Steuersignals mit dem ersten Eingangsanschluß verbunden ist und zum Empfang des zweiten Steuersignals einen zweiten Ein¬ gangsanschluß aufweist, und ein erstes Ausgangssignal er¬ zeugt, das eine von der ersten Führungsgröße und von der Störgröße abhängige erste Stellgröße wiedergibt, wobei die von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte erste Stellgrö- ße die in Abhängigkeit von der Störgröße auf ein vorbestimm- bares Maß begrenzte oder veränderte Führungsgröße ist.

Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, trotz einer zu starken Lenkeinschlagvorgabe oder zu hoher Geschwindigkeitsvorgabe durch den Fahrzeugführer das Ausbrechen des Fahrzeuges wirk¬ sam zu verhindern.

Vorzugsweise ist die durch den Fahrzeugführer vorgebbare er¬ ste Führungsgröße ein Lenkanordnungsansteuersignal und die von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte erste Stellgröße ein begrenztes und/oder in seiner Richtung umgekehrtes Len¬ kanordnungsansteuersignal. Es ist jedoch auch möglich, daß die durch den Fahrzeugführer vorgebbare erste Führungsgröße ein Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssignal, und die von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte erste Stellgröße ein begrenztes Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssignal ist.

Weiterhin kann ein dritter Eingangsanschluß für ein weiteres Steuersignal vorgesehen sein, das eine durch einen Fahrzeug¬ führer vorgebbare weitere Führungsgröße wiedergibt, und das von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte erste Ausgangs- signal eine von der ersten und der weiteren Führungsgröße und von der Störgröße abhängige erste Stellgröße wiedergibt.

Dazu weist die Vorrichtung einen dritten Eingangsanschluß für ein weiteres Steuersignal auf, das eine durch einen Fahrzeug¬ führer vorgebbare weitere Führungsgröße wiedergibt. Außerdem erzeugt die Verarbeitungseinrichtung ein zweites Ausgangs¬ signal, das eine von der ersten und/oder weiteren Führungs¬ größe und von der Störgröße abhängige weitere Stellgröße wie¬ dergibt.

Vorzugsweise erfolgt dann bei einer Begrenzung und/oder Rich¬ tungsumkehr des Lenkanordnungsansteuersignal auch eine Be¬ grenzung des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssignals durch die Verarbeitungseinrichtung.

Außerdem wird das Maß der Begrenzung des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssignals in Abhängigkeit von der Begren¬ zung und/oder Richtungsumkehr des Lenkanordnungsansteuersi¬ gnal durch die Verarbeitungseinrichtung beeinflußt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Ein¬ stellmittel vorgesehen, durch die das Maß und die Rate der Begrenzung des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssignals und/oder der Begrenzung und/oder Richtungsumkehr des Len¬ kanordnungsansteuersignal durch die Verarbeitungseinrichtung verändert werden.

Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu eingerichtet, daß bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges in Abhängigkeit von dem Sen¬ sorsignal in einem vorbestimmten Maß das Lenkanordnungsan- Steuersignal verringert, begrenzt, oder invertiert wird.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erste Sensoreinrichtung durch ein Gyroskop, vorzugs¬ weise ein piezoelektrisches Vibrations-Gyroskop gebildet.

Alternativ dazu kann die erste Sensoreinrichtung auch durch zwei im Abstand zu einander in dem Fahrzeug angeordnete Be¬ schleunigungssensoren gebildet sein.

Um zu herkömmlichen Fernsteuerungen kompatibel zu sein, ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet Signale vorbe¬ stimmter Gestalt zu verarbeiten und/oder auszugeben. Insbe¬ sondere sind dazu das erste Steuersignal, das Lenkanordnungs¬ ansteuersignal und/oder das Beschleunigungs- oder Geschwin- digkeitssignal jeweils ein impulsförmiges Signal von vorzugs¬ weise 0.5 - 2.6 msec Dauer.

Vorzugsweise ist die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung in einen Fernsteuerempfänger, in einen Modell- fahrzeugservoantrieb, und/oder einen Modellfahrzeugfahrten- regler (Geschwindigkeitsregler) baulich integriert.

Obwohl die Vorrichtung für Modellfahrzeuge beschrieben ist, beschränkt sich die Erfindung nicht nur darauf. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei Personenkraftfahr¬ zeugen oder Lastkraftfahrzeugen einsetzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen, Eigen¬ schaften und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung wer¬ den anhand der nachfolgenden Beschreibung der Fig. deutlich.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung in einem Modellfahrzeug.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung im Detail.

Fig. 3 zeigt einen Schaltplan einer Ausführungsform einer er¬ findungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung- 10 als Auswer¬ teschaltkreis bezeichnet, die einen ersten Eingangsanschluß 12 für ein erstes Steuersignal 14 , das eine durch einen

Fahrzeugführer vorgebbare erste Führungsgröße wa in Form ei¬ nes Lenkeingangssignals wiedergibt.

Ein Gyrosensor oder zwei Beschleunigungssensoren bilden eine Sensoreinrichtung 16, die ein zweites Steuersignal 18 abgibt, das eine mit der Drehgeschwindigkeit oder Querbeschleunigung des Modellfahrzeuges korrelierte Störgröße _ wiedergibt.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine weiter unten detaillierter veranschaulichte Verarbeitungseinrichtung auf, die zum Empfang des ersten Steuersignals 14 mit dem er¬ sten Eingangsanschluß 14 verbunden ist und zum Empfang des zweiten Steuersignals 18 einen zweiten Eingangsanschluß 20 aufweist.

Diese Verarbeitungseinrichtung erzeugt ein erstes Ausgangs¬ signal 22, das eine von der ersten Führungsgröße wa und von der Störgröße z _. abhängige erste Stellgröße y_l wiedergibt, wo¬ bei die von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte erste Stellgröße y_l die in Abhängigkeit von der Störgröße z _. auf ein vorbestimmbares Maß begrenzte oder veränderte Führungsgröße w ist.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die durch den Fahrzeugführer vorgebbare erste Führungsgröße w ein Len- kanordnungsansteuersignal L und die von der Verarbeitungsein¬ richtung erzeugte erste Stellgröße y_ ein begrenztes und/oder in seiner Richtung umgekehrtes Lenkanordnungsansteuersignal L'. Dieses Lenkanordnungsansteuersignal L' wird in einer Treiberstufe 24 verstärkt und einem Servomotor 26 der Lenkung zugeführt.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zwei¬ ten Ausführungsform veranschaulicht. Hierbei wird neben der Lenkung noch ein weiteres Signal, das "Gas-Signal" G verar- beitet. Dazu ist ein dritter Eingangsanschluß 30 für ein wei¬ teres Steuersignal G vorgesehen, das eine durch einen Fahr¬ zeugführer vorgebbare weitere Führungsgröße wb wiedergibt. Dieses Steuersignal G ist ein Geschwindigkeitsvorgabesignal.

Außerdem wird das von der Verarbeitungseinrichtung erzeugte erste Ausgangssignal so beeinflußt, daß es eine von der er¬ sten und der weiteren Führungsgröße wa, wb und von der Stör¬ größe z_ abhängige erste Stellgröße yL wiedergibt. In anderen Worten wird das dem Servomotor der Lenkung zugeführte Lenksi- gnal L' nicht nur durch das Signal von dem ersten Sensor 16 beinflußt, sondern darüber hinaus auch noch durch das von dem Fahrzeugführer vorgegebene Geschwindigkeitsvorgabesignal G.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird durch die Verarbeitungseinrichtung ein zweites Ausgangssignal G' er¬ zeugt, das eine von der ersten und der weiteren Führungsgröße

wa, wb und von der Störgröße z_ abhängige weitere Stellgröße y2 wiedergibt. Dies bedeutet, daß zusätzlich zu dem an den Servomotor der Lenkung noch ein Stellsignal für die Drehzahl des Antriebsmotors (zum Beispiel der Motordrosselstellung bei einem Verbrennungsmotor) bereitgestellt wird, das durch die Verarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von der Lenkein¬ schlagvorgabe und der Geschwindigkeitsvorgabe, sowie von dem Signal der Sensoreinrichtung 16 erzeugt wird.

Die Verarbeitungseinheit ist dazu eingerichtet, die Ausgangs- signale jeweils so zu gestalten, daß bei einer Begrenzung und/oder Richtungsumkehr des Lenkanordnungsansteuersignals L' auch eine Begrenzung des Beschleunigungs- oder Geschwindig- keitssignals G' erfolgt.

Dazu weist die Verarbeitungseinrichtung Einstellmittel 42, 44 auf, um das Maß und die Rate der Begrenzung des Beschleuni¬ gungs- oder Geschwindigkeitssignals G ¹ , sowie Einstellmittel 46, 48, um das Maß und die Rate der Begrenzung und Richtungs¬ umkehr des Lenkanordnungsansteuersignals durch die Verarbei- tungseinrichtung festzulegen.

Dabei sind in der gezeigten Ausführungsform die Einstellmit¬ tel durch Trimmpotentiometer veranschaulicht. Dies trifft insbesondere zu, wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Vor- richtung und der Verarbeitungseinrichtung um eine Analog¬ schaltung (siehe auch die nachfolgende Beschreibung der Fig. 3) handelt. Es ist jedoch auch möglich, die Erfindung mittels eines Microcontrollers zu realisieren. In diesem Fall können die Einstellmittel jeweils zum Beispiel durch 8-fach DIP- Schalter realisiert sein, deren Schalterstellung durch den

Microcontroller erfaßt wird und bei der Ausführung des Steu¬ erprogramms berücksichtigt wird.

Unabhängig davon, ob eine Analogschaltung oder ein Microcon- troller Verwendung findet, wird durch die Verarbeitungsein¬ richtung bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges in Abhängigkeit

von dem Sensorsignal in einem vorbestimmten Maß das Len¬ kanordnungsansteuersignal L und/oder das Geschwindigkeitsvor¬ gabesignal verringert, begrenzt, oder invertiert und als ent¬ sprechendes impulsförmiges Signal G ¹ bzw. L' von vorzugsweise 0.5 - 2.6 msec Dauer ausgegeben.

In Fig. 3 ist eine einfache Analogschaltung gezeigt, die die wesentlichen Merkmale der Erfindung verkörpert. Ein von dem Gyrosensor 16 erzeugtes Referenz-Spannungssignal mit 2.3V ± 1.0V wird durch einen ersten Operationsverstärker OP1, der als Komparator geschaltet ist, mit dem Eingangssignal 14 ver¬ glichen. Das Ausgangssignal des Komparators wird dem inver¬ tierenden Eingang eines als Integrator geschalteten Operati¬ onsverstärkers OP2 zugeführt, während das vom Gyrosensor kom¬ mende Signal dem nicht-invertierenden Eingang dieses Integra- tors zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Integrators wird dem nicht-invertierenden Eingang eines als Vergleicher arbei¬ tenden Operatonsverstärkers OP3 zugeführt, während ein von dem Gyrosensor erzeugtes Impulssignal mit einer Bandbreite von 50 Hz in einem Operationsverstärker OP4 verstärkt und dem invertierenden Eingang des Operatonsverstärkers OP3 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Operatonsverstärkers OP3 wird der Endstufe 24 in Fig. 1 zugeführt. Der Operatonsverstärker OP4 hat in seinem Rückkopplungszweig einen Trimmpotentiometer Kl, über den die Verstärkung einstellbar ist.

Der Gyrosensor gibt ein der Drehung des Fahrzeuges entspre¬ chendes Signal (1.11 mV/DEG/sec) ab. Diese der Drehgeschwin¬ digkeit des Fahrzeugs ensprechende Größe wird dazu verwendet, festzulegen, in welchem Maß gegengesteuert werden soll. Bei einer Kurvenfahrt wird der Lenkausschlag in Abhängigkeit von der Trimmerstellung Kl zurückgenommen.

Die Lenkservostellung kann neben dem Lenkeingangssignal und/oder dem Gas/Bremssignal auch noch von anderen Faktoren abhängig gemacht werden.