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Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuggerät für die punktförmige induktive Zugbeeinflussung mit mindestens einem aktiven Schwingkreis zur ortsabhängigen Kopplung mit mindestens einem Streckenmagneten in einem bedarfsweise aktivierbaren passiven Schwingkreis, wobei die Dauer einer eventuellen Resonanzstromabsenkung als Folge einer gegenseitigen Beeinflussung der Schwingkreise mindestens mittelbar von einer Bewertungseinrichtung erfasst und mit einem durch eine zulässige Störbeeinflussungszeit vorgegebenen Referenzwert verglichen wird, um hieraus ggf.
auf eine das Auslösen einer vorgegebenen Reaktion veranlassende Beeinflussung schliessen zu können, und wobei zur Ausgabe einer Beeinflussungsmeldung mindestens ein von Spannungsimpulsen gesteuertes nachtriggerbares monostabiles Element vorgesehen ist, welche Spannungsimpulse aus den Halb- oder Vollwellen des Resonanzstromes abgeleitet sind.
In der DD 211 320 ist eine Erfassungsschaltung für Einrichtungen der induktiven Zugbeeinflussung beschrieben, bei der ein getakteter Binärzähler dazu verwendet ist, zwischen kurzzeitigen Störbeeinflussungen und demgegenüber längeren Nutzbeeinflussungen durch Streckenmagnete zu unterscheiden. Solche Streckenmagnete führen in wirksam geschaltetem Zustand für die Dauer der Kopplung mit einem auf die Resonanzfrequenz des Streckenmagneten abgestimmten, in Resonanz betriebenen aktiven Schwingkreis auf dem Fahrzeug, dem sogenannten Fahrzeugmagneten, zu einer merkbaren Pegelabsenkung im Speisekreis dieses Fahrzeugmagneten, wobei diese Pegelabsenkung auf dem Fahrzeug die Beeinflussung durch den Streckenmagneten anzeigt.
Zur Übermittlung unterschiedlicher Informationen von der Strecke auf das Fahrzeug können an der Strecke auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmte, bedarfsweise wirksam und unwirksam zu schaltende Streckenmagnete angeordnet sein; für jeden solchen Streckenmagneten gibt es auf dem Fahrzeug einen entsprechenden Fahrzeugmagneten in einem auf die betreffende Resonanzfrequenz abgestimmten generatorgespeisten aktiven Schwingkreis. Die Wicklungen der verschiedenen Fahrzeugmagnete können dabei auf einem gemeinsamen Kern aufgebracht sein. Zur ortsselektiven Übermittlung von Informationen ist der jeweilige Streckenmagnet wirksam zu schalten, wobei seine Wicklung zusammen mit einem Kondensator einen auf die jeweilige Resonanzfrequenz abgestimmten Schwingkreis bildet.
Zum Unwirksamschalten des Streckenmagneten für den Fall, dass keine Information an ein vorüberlaufendes Fahrzeug zu übermitteln ist, wird der Streckenmagnet üblicherweise durch einen Schaltkontakt kurzgeschlossen. Beim Vorbeibewegen eines Fahrzeugmagneten an einem solchen unwirksam geschalteten Streckenmagneten bleibt die Beeinflussung des Fahrzeugmagneten aus, so dass dieser auf den Streckenmagneten nicht reagiert.
Bei der DD 211 320 wird der Binärzähler vorab bei der Betriebsaufnahme des Fahrzeugs auf eine vorgegebene Zählstellung voreingestellt, deren Abstand von der maximalen Zählstellung in Verbindung mit der Periodendauer ihm zugeführter Taktimpulse die zulässige Störbeeinflussungszeit des Fahrzeugmagneten darstellt. Etwaige Stromabsenkungen im Speisekreis des Fahrzeugmagneten führen zum Fortschalten des Zählers aus seiner voreingestellten Zählstellung. Ist die Beeinflussungszeit kürzer als die zulässige Störbeeinflussungszeit, so gelangt der Zähler als Folge der hierdurch bedingten Stromabsenkung nicht in seine Endstellung; beim Wiedereinstieg des Resonanzstromes im Fahrzeugmagneten wird der Zähler erneut auf die vorgegebene Zählstellung voreingestellt.
Nur längerfristig anstehende Beeinflussungen des Fahrzeugmagneten führen dazu, dass der Zähler durch die ihm zugeführten Taktimpulse in die maximale Zählstellung gelangt, in der er eine Beeinflussung durch einen Streckenmagneten anzeigt. Insgesamt ist die Erfassungsschaltung mit ihrem voreinstellbaren und bedarfsweise fortschaltbaren Binärzähler und den darüber hinaus verwendeten logischen Schaltmittel relativ aufwendig.
Aus der CN 1 095 676 A (ELECTRONIC CALCULATING TECH CEN) (30.11.94, abstract) geht eine Einrichtung zur Erkennung von Markierungspunkten eines Gleisnetzes hervor, bei der eine Signalspule in einem Zug angeordnet ist, deren erzeugtes Signal nach einer Gleichrichtung einem Komparator zugeführt wird, der an seinem Ausgang mit einem nachtriggerbaren, monostabilen Auslöseschaltkreis verbunden ist. In Abhängigkeit vom Ausgangssignal dieses Auslöseschaltkreises können die jeweiligen, auf den Gleisen angebrachten Markierungspunkte während der Fahrt des Zuges detektiert werden. Massnahmen zur Unterdrückung von Störsignalen sind in dieser Druckschrift nicht erwähnt.
Die FR 2 566 136 A2 offenbart schliesslich einen magnetischen Näherungsschalter z. B. für Flugzeugtüren, der einen Resonanzschwingkreis bestehend aus einer Spule mit Weicheisenkem
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und einer in Serie geschalteten Kapazität aufweist, welcher von einem Oszillator gespeist ist.
Sobald ein feststehender Dauermagnet in die Nähe des Resonzanzschwingkreises gelangt, ändert sich die Phasendifferenz zwischen Strom und Spannung dieses Schwingkreises. Die bei Annäherung an den Resonanzschwingkreis vor sich gehende Änderung der Phasenlage wird in einem Phasendetektor detektiert, wobei dessen Ausgangssignal z.B. als Anzeige für den offenen oder geschlossenen Zustand einer Türe verwendet werden kann. In Fig. 2 der FR 2 566 136 A2 ist an den Ausgang des Phasenkomparators ein monostabiles Element angeschlossen, welches über einen Komparator getriggert wird, der seinen Ausgangszustand innerhalb einer Periode des Schwingkreis-Signals zweimal ändert.
Solange das Schwingkreis-Signal vorhanden ist, verharrt das monostabile Element in einem stabilen Zustand, da die Haltezeit des monostabilen Elements grösser als die Periodendauer des Resonanzschwingkreis-Signals ist. Liegt aus irgendwelchen Gründen kein Schwingungszustand des Resonanzschwingkreises vor, so fällt der Ausgang des monostabilen Elements ab, was als Fehlermeldung weitergeleitet wird. Allerdings hat das monostabile Element in diesem Zusammenhang eine Überwachungsfunktion für das Vorliegen eines Schwingkreissignals, welches Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit des Näherungsschalters ist und unabhängig von der Lage des feststehenden Dauermagneten immer vorhanden sein muss.
Völlig anders hingegen ist das monostabile Element des eingangs genannten Fahrzeuggeräts unmittelbar an der Detektion einer plötzlichen Absenkung eines Resonanzsignals beteiligt, die sich durch das Überfahren eines feststehenden Streckenmagneten ergibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein eingangs genanntes Fahrzeuggerät so weiterzubilden, dass unter Vermeidung von bedarfsweise auf unterschiedliche Störbeeinflussungszeiten voreinstellbaren Zählern eine an die jeweiligen Bedürfnisse des Einsatzfalles angepasste Unterscheidung von Störbeeinflussungen und Nutzbeeinflussungen bei möglich geringem gerätetechnischen Aufwand erzielbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Die Zeitbewertung für Pegelabsenkungen im Fahrzeugmagnetstromkreis geschieht dabei durch jeweils ein nachtriggerbares monostabiles Element, dessen Haltezeit der jeweils zulässigen Störbeeinflussungzeit entspricht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
So soll nach der Lehre des Anspruches 2 das monostabile Element als monostabiler Multivibrator ausgebildet sein. Der Vorteil der Verwendung von Multivibratoren zum Unterscheiden von Stör- und Nutzbeeinflussungen liegt in der recht genauen Vorgabe ihrer jeweiligen Haltezeit.
Nach der Lehre des Anspruches 3 soll die Amplitudenbewertung des Fahrzeugmagnetstromes in einem Komparator erfolgen, dem als Referenzspannung eine aus der Betriebsgleichspannung des Generators oder aus der Generatorspannung abgeleitete Spannung zugeführt wird. Damit wird erreicht, dass etwaige temperaturbedingte Spannungsänderungen in gleicher Weise sowohl auf die Referenzspannung als auch auf die zu bewertende Spannung einwirken, so dass sie sich in ihrer Auswirkung weitgehend kompensieren.
Die Verwendung eines schwellwertfreien Gleichrichters nach der Lehre des Anspruches 4 eliminiert Fehler des Messsignals durch die sonst übliche Flussspannung der Gleichrichter und vor allem durch deren Temperaturgang.
Die Verwendung von einstellbaren Spannungsteilern gemäss Anspruch 5 zum Abgriff der jeweiligen Referenzspannung macht es möglich, die Bewertungseinrichtung bedarfsweise für beliebige Fahrzeugmagnete unterschiedlicher Hersteller mit unterschiedlicher Stromabsenkung im Beeinflussungsfall zu verwenden.
Die resonanzstromabhängige Spannung soll nach der Lehre des Anspruches 6 über einen Messübertrager zur Potentialtrennung an einem niederohmigen Messwiderstand abgegriffen werden.
Dieser Messwiderstand belastet den Fahrzeugmagnetstromkreis nur sehr gering und der Mess- übertrager entkoppelt die Bewertungseinrichtung galvanisch vom Fahrzeugmagnetstromkreis.
Alternativ hierzu kann gemäss Anspruch 7 anstelle eines Messübertragers auch ein Optokoppler zur Entkopplung von Fahrzeugmagnetstromkreis und Bewertungseinrichtung vorhanden sein ; ist der Optokoppler gemäss Anspruch 8 in einer Schaltung zur Linearisierung seines Ausgangssig- nals zu betreiben, um der nachgeordneten Bewertungseinrichtung eine Spannung zuzuführen, die tatsächlich proportional der am Fahrzeugmagneten vorhandenen Spannung ist.
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Nach der Lehre des Anspruches 9 sind mindestens so viele Bewertungseinrichtungen vorzusehen, wie unterschiedliche Informationen von der Strecke auf den Zug zu übertragen sind. Dies in Verbindung mit entsprechend ausgestalteten Fahrzeugmagneten macht es möglich, mit im wesentlichen gleichen Bewertungseinrichtungen unterschiedliche Informationen zwischen Strecke und Fahrzeug übermitteln und fahrzeugseitig bewerten können. Hierzu ist nach der Lehre des Anspruches 10 jede Bewertungseinrichtung an einen eigenen Messwiderstand desjenigen Fahrzeugmagneten anzuschliessen, dessen Resonanzstrom durch einen entsprechend abgestimmten Streckenmagneten zu beeinflussen ist. Die Bewertungseinrichtungen sind dabei gegeneinander und gegen- über den Fahrzeugmagneten entkoppelt. Von den z.
B. drei Bewertungseinrichtungen auf einem Fahrzeug kann gleichzeitig immer nur allenfalls eine einzige eine eine Beeinflussung kennzeichnende Pegelabsenkung detektieren.
Zum Erkennen fahrrichtungsabhängiger Beeinflussungen sind die Strecken- und Fahrzeugmagnete bezogen auf die Gleislängsachse aussermittig anzuordnen, wobei die Bewertungseinrichtungen gemäss Anspruch 10 zu verdoppeln sind oder die auf die gleichen Beeinflussungsfrequenzen abgestimmten, unterschiedlichen Fahrrichtungen zugeordneten Fahrzeugmagnete sind einander parallelzuschalten und werden gemeinsam bewertet.
Die mehrkanalige Ausgestaltung der Bewertungseinrichtungen gemäss Anspruch 12 dient der Sicherheit für das Erkennen von Beeinflussungen durch Redundanz.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine fahrzeugseitige Bewertungseinrichtung zum Erkennen von Beeinflussungen beim Vorbeibewegen eines aktiven Fahrzeugmagneten an einem passiven Streckenmagneten ; die Bewertungseinrichtung ist zweikanalig ausgeführt; die beiden Verarbeitungskanäle VK1 und VK2 sind identisch aufgebaut. In einen nicht näher dargestellten Fahrzeugmagnetstromkreis sind niederohmige Messwiderstände R1, R2 geschaltet, die zum Auskoppeln resonanzstromabhängiger Spannungen aus dem auf die Resonanzfrequenz des Streckenmagneten abgestimmten und aus einem Generator gespeisten Fahrzeugmagnetstromkreis dienen. Die beiden Messspannungen sind nachgeordneten Messübertragern U1, U2 zur Entkopplung der Bewertungseinrichtung vom Fahrzeugmagnetstromkreis zugeführt, von denen aus sie z. B. auf die nicht invertierenden Eingänge nachgeordneter Vorverstärker V1, V2 gelangen.
Die auf einen vorgegebenen Mindestpegel angehobenen Messspannungen gelangen von dort auf nachgeordnete Gleichrichter G1, G2, die ausgangsseitig eine pulsierende Gleichspannung zur Verfügung stellen. Bei den Gleichrichtern handelt es sich um Präzisionsgleichrichter; sie eliminieren Fehler des Messsignals u. a. durch die Flussspannung der Gleichrichter selbst und vor allem durch deren Temperaturgang. Nachgeordnete Komparatoren K1 und K2 mit Schwellwertcharakteristik bewerten die ihnen zugeführten Messspannungen hinsichtlich ihrer Amplitude. Dazu wird ihnen über Spannungsteiler T1, T2 jeweils eine Referenzspannung zugeführt, die z. B. aus einer Betriebsgleichspannung U eines den Fahrzeugmagneten speisenden Generators oder aus der Generatorspannung abgeleitet wird.
Diese Referenzspannung ist im wesentlichen stabil; sie verändert sich lediglich geringfügig in Abhängigkeit von der Temperatur und gegebenenfalls von Regelkonstanten, dann aber gemeinsam mit dem Fahrzeugmagnetstrom, so dass sich die aufgrund solcher Schwankungen bedingten Veränderungen der Referenzspannungen und der Messspannungen im wesentlichen aufheben und keine Auswirkungen auf das Bewertungsergebnis haben. Der Abgriff der Spannungsteiler T1, T2 kann für jeden Typ von Fahrzeugmagnet eingestellt oder sonstwie vorgegeben werden, so dass es möglich ist, die erfindungsgemässe Bewertungseinrichtung für jeden Typ von Fahrzeugmagnet zu verwenden unabhängig davon, von welchem Hersteller er stammt und welcher Ansprechwert für das Erkennen einer Beeinflussung unterschritten werden soll.
Am Ausgang der Komparatoren K1 und K2 werden aus den resonanzstromabhängigen Messspannungen abgeleitete Spannungsimpulse zur Verfügung gestellt und zwar immer dann, wenn die Messspannung grösser ist als die jeweils zu berücksichtigende Referenzspannung. Die Spannungsimpulse gelangen auf nachgeschaltete monostabile Multivibratoren M1, M2. Diese Multivibratoren sind nachtriggerbar und werden durch jeden auf ihren Eingang gegebenen Spannungsimpuls wieder neu gestartet. Die ihnen eingeprägte Haltezeit entspricht der zulässigen Störbeeinflussungszeit des Fahrzeugmagneten. Sie liegt im Millisekundenbereich und überdeckt mehrere der ihr bei nicht beeinflusstem Fahrzeugmagnet zugeführten Spannungsimpulse.
Nur dann,
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wenn diese Spannungsimpulse über eine Dauer aussetzen, die grösser ist als die Haltezeit der Multivibratoren, setzen die Multivibratoren ihren Ausgang Q auf LOW. Nachgeordnete Ausgangstreiber V11, V21 wechseln daraufhin ihr Ausgangssignal und zeigen damit eine Beeinflussung des Fahrzeugmagneten an. Dieses Signal veranlasst das Ausführen einer bestimmten zuvor festgelegten Reaktion und wird hierzu gegebenenfalls irreversibel gespeichert. Eine solche Reaktion kann z. B. darin bestehen, dass der Fahrzeugführer innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne eine bestimmte Bedienungshandlung vornehmen muss (Wachsamkeitsprüfung), oder es kann sich um den Start einer Geschwindigkeitsprüfung oder aber auch um die Auslösung einer Zwangsbremsung handeln.
Die vorgenannten Reaktionen sind auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen abgestimmten Strecken- und Fahrzeugmagneten fest zugeordnet.
Durch Wahl unterschiedlicher Spannungsteilerabgriffe, unterschiedlicher Übersetzungsverhättnisse der Messübertrager und unterschiedlich dimensionierter Multivibratoren lassen sich die Bewertungseinrichtungen problemlos an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Erkennung und Bemessung von Beeinflussungen anpassen.
Anstelle von Messübertragern im Eingangskreis der Bewertungseinrichtungen können dort auch andere Einrichtungen zur Potentialtrennung installiert sein, beispielsweise Optokoppler, sofern sie ein einigermassen lineares Schaltverhalten aufweisen.
Auf jedem Fahrzeug sind mindestens so viele Bewertungseinrichtungen vorzusehen, wie Beeinflussungen von auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen abgestimmten Streckenmagneten zu detektieren sind. Jede Bewertungseinrichtung ist hierzu vorzugsweise zweikanalig auszuführen, um eine ausreichend sichere Aussage über etwaige Beeinflussungen machen zu können ; jederKanal ist unabhängig von der Mitwirkung des anderen Kanals dazu in der Lage, eine Beeinflussung zu erkennen.
Da die Streckenmagnete und die Fahrzeugmagnete bezogen auf die Gleislängsachse wegen der Zuordnung der zu übertragenden Informationen zu der einen und der anderen Fahrrichtung aussermittig angeordnet sind und die Fahrzeuge die Strecke üblicherweise auch in beiden Fahrrichtungen befahren können, ist es erforderlich, auf den Fahrzeugen jeweils zwei Sätze von Bewertungseinrichtungen vorzusehen, von denen der eine der einen Fahrrichtung und der andere der anderen Fahrrichtung zugeordnet ist. Es ist aber auch möglich, die Bewertung der unterschiedlichen Fahrrichtungen zugeordneten Eingangsspannungen gleicher Frequenz jeweils in gemeinsamen Bewertungseinrichtungen vorzunehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fahrzeuggerät für die punktförmige induktive Zugbeeinflussung mit mindestens einem ak- tiven Schwingkreis zur ortsabhängigen Kopplung mit mindestens einem Streckenmagne- ten in einem bedarfsweise aktivierbaren passiven Schwingkreis, wobei die Dauer einer eventuellen Resonanzstromabsenkung als Folge einer gegenseitigen Beeinflussung der
Schwingkreise mindestens mittelbar von einer Bewertungseinrichtung erfasst und mit einem durch eine zulässige Störbeeinflussungszeit vorgegebenen Referenzwert verglichen wird, um hieraus ggf.
auf eine das Auslösen einer vorgegebenen Reaktion veranlassende Be- einflussung schliessen zu können, und wobei zur Ausgabe einer Beeinflussungsmeldung mindestens ein von Spannungsimpulsen gesteuertes nachtriggerbares monostabiles Ele- ment vorgesehen ist, welche Spannungsimpulse aus den Halb- oder Vollwellen des Reso- nanzstromes abgeleitet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine, nach- triggerbare monostabile Element (M1, M2) eine Haltezeit aufweist, die gleich der zulässi- gen Störbeeinflussungszeit ist.