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Die
Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren.
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Es
ist bekannt, bei Anlagen Antriebe als Busteilnehmer mittels einer
Busverkabelung zu verbinden. Der Datenbus stellt eine Transportschicht
für Information
dar und ist vorzugsweise als sogenannter Feldbus ausgeführt.
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Aus
der
DE 199 44 967
C2 ist eine Anlage bekannt, bei der ein Sicherheitsbus
zusätzlich
zum andere Informationen übermittelnden
Bus vorgesehen ist, wobei allerdings die Informationsübertragung mittels
eines Lichtwellenleiters
4 ausgeführt wird. Bei Auftrennen des
Lichtwellenleiters ist allerdings auch die Übertragung der sicherheitsrelevanten
Daten nicht mehr ausführbar.
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In
der
DE 102 06 239
A1 wird in Spalte 3, Zeilen 10–15, wird abgeraten von der
Verwendung elektrischer Busverkabelung, wenn Multiplex-Verfahren verwendet
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bei der Anlage nach den in Anspruch 1 oder 3 und bei dem Verfahren
nach den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wesentliche
Merkmale der Erfindung bei der Anlage nach Anspruch 1 sind, dass
die Anlage Busteilnehmer mit jeweiligen Busanschlussvorrichtungen und
einen zugehörigen
Datenbus umfasst als erste Transportschicht zur Datenübertragung,
wobei eine zweite Transportschicht vorgesehen ist, insbesondere
zur Übertragung
von sicherheitsrelevanter Daten. Dadurch ist vorteiligerweise die
Anlage derart ausführbar,
dass eine erhöhte
Sicherheit realisierbar ist. Die Anlage kann nämlich vorzugsweise derart ausgeführt sein,
dass bei Auftreten eines Fehlers in der ersten Transportschicht,
insbesondere beispielsweise durch Auftrennen oder Durchschneiden
der Busverkabelung an einer Stelle, die zweite Transportschicht zur Überführung der
Anlage in einen sicheren Zustand vorgesehen ist.
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Auf
diese Weise ist die Sicherheit erhöht für alle auftretenden Fehler
in der ersten Transportschicht. Diese können dabei elektrischer oder
mechanischer Art sein, wie Kurzschluss oder Auftrennen, oder elektronischer
Art, wie digitales Blockieren wegen Softwarefehlern oder Versagens
von Halbleitern, insbesondere Treiber auf integrierten Schaltkreisen.
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Wesentliche
Merkmale der Erfindung bei der Anlage nach Anspruch 3 sind, dass
die Anlage Busteilnehmer mit jeweiligen Busanschlussvorrichtungen umfasst,
die mittels einer Busverkabelung zur Datenübertragung verbunden sind,
wobei die Topologie der Busverkabelung derart ausgeführt ist,
dass auch bei Auftrennen, insbesondere Durchschneiden, der Busverkabelung
an einer Stelle die Busteilnehmer trotzdem noch elektrisch verbunden
sind,
wobei zusätzlich
zur Datenübertragung
ein höher
frequenter Wechselstromanteil auf der Busverkabelung aufmoduliert
ist, insbesondere zur Übertragung
von sicherheitsrelevanter Daten.
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Von
Vorteil ist dabei, dass auch bei Auftreten eines Fehlers noch eine
elektrische Verbindung der Busteilnehmer besteht, über welche
Daten übertragbar
sind. Es ist sogar erlaubt, dass der Fehler eine gesamte Transportschicht,
also den Datenbus, wie Feldbus oder dergleichen, zerstört. Trotzdem
sind dann mittels der zweiten Transportschicht zumindest noch sicherheitsgerichtete
Daten übertragbar,
mittels derer die Busteilnehmer, wie Antriebe oder dergleichen,
in einen sicheren Zustand geregelt überführbar sind, wie konstante Drehzahl
oder dergleichen.
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Darüber hinaus
ist die zweite Transportschicht auch noch zusätzlich für weitere zusätzliche Verfahren
verwendbar, wie beispielsweise Positionsbestimmung. Insbesondere
ist der höher
frequente Anteil derart höher
frequent gewählt,
dass laufende Wellen auf der Busverkabelung vorgesehen sind. Dies
hat zum Vorteil, dass die zugehörigen
elektromagnetischen Wellen sich entlang des elektrischen Leiters
der Busverkabelung vorzugsweise ausbreiten und somit auch bei Kurzschluss
oder Auftrennen zu allen Busteilnehmern gelangen können. Insbesondere
die erfindungsgemäße Topologie
der Busverkabelung, also die ringförmige Ausführung oder entsprechende Ausführungen,
bieten diesen elektromagnetischen Wellen eine gute Ausbreitungsmöglichkeit
mit geringem Wellenwiderstand.
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Die
Sicherheit der Anlage ist also durch die Erfindung erhöhbar.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Busteilnehmer ein Antrieb,
insbesondere umfassend zumindest einen Elektromotor und/oder einen
diesen versorgenden Umrichter, oder mit einem Antrieb elektrisch
verbunden. Insbesondere umfasst die Busanschlussvorrichtung ein
Busanschlussknoten. Von Vorteil ist dabei, dass Antreibe bei vorhandenem Fehler
in den sicheren Zustand versetzbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Busanschlussvorrichtung
mindestens einen ersten elektronischen Schaltungsteil, der für die Übertragung
der Daten des Busses in einem ersten Frequenzband vorgesehen ist,
und umfasst einen zweiten elektronischen Schaltungsteil, der in
einem höher
frequenten Frequenzband als das erste arbeitet. Von Vorteil ist
dabei, dass eine zweite Transportschicht unabhängig von der ersten Transportschicht vorhanden
ist, obwohl das physisch gleiche Medium verwendet ist, nämlich die
elektrischen Leistungen der Busverkabelung. Insbesondere ist das
zweite Frequenzband für
die Übertragung
sicherheitsrelevanter Daten vorgesehen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Frequenzband derart
hoch, dass auch bei Kurzschluss oder Auftrennen oder Blockieren
des Busses und/oder der Busverkabelung an einer Stelle jeder Teilnehmer
mit den höher
frequenten Anteilen erreichbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass
sich sogar laufende Wellen ausbilden können. Bei einer weiter vorteilhaften
Ausgestaltung liegt das zweite Frequenzband in einem Bereich über 1 GHz,
vorzugsweise in einem Bereich zwischen 2 GHz und 10 GHz. Von Vorteil
ist dabei, dass ein Kabelriss oder ein Kurzschluss von den Wellen
leicht überwindbar
ist, also mit geringem Energieverlust.
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Wesentliche
Merkmale bei dem Verfahren sind dass es zur Bestimmung einer Position
eines Fahrzeuges in einer Anlage geeignet ist,
die einen stationären Teil
und relativ dazu bewegbare Fahrzeuge umfasst, welche jeweils zumindest
eine elektronische Schaltung umfassen,
wobei das Fahrzeug entlang
einem vom stationären Teil
umfassten Linienleiter bewegbar ist, insbesondere auf Schienen,
wobei
das Fahrzeug zumindest ein Koppelelement umfasst, über welches
mindestens zwei verschieden frequente Wechselströme und/oder Wechselspannungen
aus dem Linienleiter oder einem entlang dem Linienleiter verlegten
geschlitzte Koaxialkabel auskoppelbar sind, die von einer elektronischen
Schaltung in den Linienleiter oder das Koaxialkabel einspeisbar
sind,
wobei die Fahrzeuge als Busteilnehmer mit jeweiligen
Busanschlussvorrichtungen vorgesehen sind, die mittels des Linienleiters
oder des entlang dem Linienleiter verlegten Koaxialleiters als Busverkabelung
zur Datenübertragung
verbunden sind,
wobei die Topologie der Busverkabelung derart
ausgeführt
ist, dass auch bei Auftrennen, insbesondere Durchschneiden, der
Busverkabelung an einer Stelle die Busteilnehmer noch elektrisch
verbunden sind,
wobei
- – insbesondere während des
Betriebs der Anlage, Amplituden und/oder Phasen der ausgekoppelten Wechselstromanteile
und/oder deren Verhältnis bestimmt
wird,
- – aus
diesen so bestimmten Werten die Position des Fahrzeuges bestimmt
wird,
wobei zusätzlich
zur Datenübertragung
ein höher
frequenter Wechselstromanteil auf der Busverkabelung aufmoduliert
ist, insbesondere zur Übertragung
von sicherheitsrelevanter Daten. Insbesondere ist wesentlich, dass - – mindestens
ein Fahrzeug, insbesondere bei Inbetriebnahme der Anlage, in der
Anlage über
ausgewählte
Positionen gefahren wird,
- – die
zu den Positionen zugehörigen
Amplituden und/oder Phasen der ausgekoppelten Wechselstromanteile
und/oder deren Verhältnis
bestimmt werden und
- – als
erste Werte zusammen mit den ausgewählten Positionen abgespeichert
werden in einem Speicher der elektronischen Schaltung des Fahrzeuges
und/oder einem Speicher der stationären elektronischen Schaltung,
insbesondere als Tabelle,
- – wobei,
insbesondere während
des Betriebs der Anlage, Amplituden und/oder Phasen der ausgekoppelten
Wechselstromanteile und/oder deren Verhältnis bestimmt werden als zweite
Werte,
- – aus
den zweiten Werten unter Verwenden der ersten Werte die jeweilige
zu den zweiten Werten Position des Fahrzeuges bestimmt wird.
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Von
Vorteil ist dabei, dass die höher
frequenten Anteile nicht nur zur Erhöhung der Sicherheit als Zusatzaufgabe
sondern auch noch zur Bestimmung der Position eines Fahrzeuges in
der Anlage als weitere Zusatzaufgabe verwendbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung prägt zur Energieversorgung des
Fahrzeuges die Einspeisung einen mittelfrequenten Wechselstrom in
den Linienleiter ein, insbesondere mit 25 kHz. Von Vorteil ist dabei,
dass IGBT innerhalb der Einspeisung als Leistungsendstufe verwendbar
sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Extrapolationen zwischen
den ersten Werten ausgeführt.
Von Vorteil ist dabei, dass die Bestimmung der Position genauer
ermöglicht
ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden mehrere Frequenzen
verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass die Genauigkeit der Positionsbestimmung
und Sicherheit erhöhbar
sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die verschieden frequenten
Wechselströme
und/oder Wechselspannungen synchronisiert zu demjenigen mittelfrequenten
Wechselstromanteil, welcher zur Energieversorgung des Fahrzeuges
verwendet wird. Von Vorteil ist dabei, dass Zeitbereiche des periodischen
Primärstroms
mit geringem Störsignalanteil auswählbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die verschieden frequenten
Wechselströme
und/oder Wechselspannungen von der Einspeisung als Wellenzüge erzeugt,
die bei Nulldurchgang des mittelfrequenten Wechselstromanteils starten.
Von Vorteil ist dabei, dass die Störpegel klein sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der mittelfrequente Wechselstromanteil
eine Frequenz auf, die zwischen 15 kHz und 100 kHz liegt, insbesondere
vorzugsweise bei 25 kHz. Von Vorteil ist dabei, dass die Verluste
von IGBT Schaltern in diesem bereich gering sind.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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- 1
- Teilnehmer
- 2
- Busverkabelung
- 3
- beispielhafter
Fehler
- 4
- Busanschlussknoten
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Die
Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In
der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung skizziert.
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Die
Teilnehmer 1 sind an ihrem jeweiligen Busanschlussknoten 4 über die
Busverkabelung 2 verdrahtet. Diese ist mit einer derartigen
Topologie ausgeführt,
dass von jedem Busanschlussknoten 4 des jeweiligen Teilnehmer 1 zu
einem anderen Busanschlussknoten 4 jedes anderen Teilnehmers 1 mindestens
zwei Wege der Verbindung bestehen.
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In 1 ist
ein beispielhafter Fehler 3 gezeigt. Die erfindungsgemäße geforderte
Topologie ist dabei derart, dass bei einem Fehler 3 an
der gekennzeichneten Position, beispielsweise einem Aufschneiden
der Kabel an dieser Position, zumindest noch ein Weg der Verbindung
zwischen jedem Paar von Busanschlussknoten 4 bestehen bleibt.
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Statt
eines Aufschneidens oder Auftrennens der Busverkabelung ist als
Fehler auch ein Kurzschluss eines Treibers der elektronischen Schaltung des
Busanschlussknotens 4 für
die Erfindung relevant. Der Fehler kann aber auch in einem Busanschlussknoten 4 auftreten,
beispielsweise dadurch, dass eine elektronische Schaltung des Busanschlussknotens 4 einen
Frequenzbereich oder die Datenübertragung
im Bus blockiert.
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Eine
vorteilhafte Topologie ist die Ringstruktur oder eine Struktur mit
verketteten Ringen gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
nach 2. Die dort gezeigten Einzelelemente sind ansonsten
dieselben wie bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach 1.
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Als
Teilnehmer sind bei der Erfindung vorteiligerweise Antriebe, umfassend
zumindest Elektromotoren, vorsehbar. Den Antrieben ist innerhalb
der Anlage ein jeweiliger sicherer Zustand zugeordnet. Dieser kann
beispielsweise eine konstante Drehzahl, umfassend Stillstand, sein
oder auch ein vorgebbarer Bewegungsablauf oder ein vorgebbares Drehmoment
oder ein vorgebbarer Drehmomentenverlauf.
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Wesentlich
ist bei der Erfindung auch, dass die Kabel für die Datenübertragung zwischen den Bus-Teilnehmern
zur Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen mit einem höher frequenter
Wechselstromanteil verwendet werden.
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Die
Datenübertragung
für die
Busteilnehmer findet mit der im Stand der Technik bekannten Frequenz
statt, also je nach der üblichen
Frequenz des Bus-Systems, wie ASI, CAN, Profibus, Interbus, Ethernet
und dergleichen. Wesentlich ist bei der Erfindung, dass laufende
Wellen mit einer höheren
Frequenz verwendet wird, die sich auch bei Kurzschluss, Auftrennung
oder Blockierung auf der Busverkabelung 2 im Wesentlichen
ungehindert ausbreiten können.
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Bei
Auftreten eines Fehlers ist also über die höhere Frequenz eine Datenübertragung
für Sicherheitsdaten
gewährleistbar.
Diese höhere
Frequenz stellt also eine zweite Transportschicht dar, die dieselben
physikalischen Mittel nutzt wie die erste Transportschicht, aber
unabhängig
von dieser und auch bei physikalischen Fehlern in der ersten Transportschicht
arbeitet.
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Auf
diese Weise ist im Fehlerfall jeder Antrieb geregelt stillsetzbar
oder mit sicherer Drehzahl betreibbar.
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Bei
der Erfindung wird also der Antrieb in einen sicheren Zustand gebracht.
Dies kann erfindungsgemäß geregelt
geschehen. Dies bedeutet, dass der sichere Zustand, wie beispielsweise
eine konstante Drehzahl, innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne
erreicht wird, in welcher die Beschleunigung oder Bremsbeschleunigung
betragsmäßig unter
einem kritischen Wert verbleibt. Somit kann der sichere Zustand
ohne großen
Ruck oder dergleichen erreicht werden. Als konstante Drehzahl ist
dabei auch die Drehzahl 0, also Stillstand anzusehen.
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Mit
der Erfindung ist also nun eine zweite Transportschicht vorgesehen,
die zur Übertragung von
sicherheitsrelevanten Daten verwendbar ist. Wesentlich ist, dass
die zweite Transportschicht unabhängig von der ersten funktioniert.
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Für den Empfang
und/oder das Aussenden der genannten höher frequenten Anteile weisen
die Busanschlussknoten entsprechende elektronische Schaltungsteile
auf. Diese sind unabhängig
aufgebaut von denjenigen elektronischen Schaltungsteilen, die für die Datenübertragung
des Busses, insbesondere Feldbusses, notwendig sind. Somit ist die
Sicherheit auch erhöht
bei Ausfall dieser für
den Bus relevanten Komponenten. Für die zweite Transportschicht
sieht der Fachmann die notwendigen, für den höheren Frequenzbereich verwendbaren
elektronischen Mittel vor. Für
die erste Transportschicht sind die Komponenten des Standes der
Technik verwendbar.
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Über die
höher frequenten
Anteile sind nicht nur sicherheitsrelevante Daten sondern auch Warnungen
oder Kontrolldaten übertragbar.
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In
Weiterbildung ist die Erfindung auch bei einer Anlage ausbildbar,
die ein System zur berührungslosen
Energieübertragung
aufweist.
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Dabei
ist dann der höher
frequente Anteil für eine
Positionsbestimmung von bewegbaren Fahrzeugen verwendbar. Somit
lässt sich
die Sicherheitserhöhung
bei einem solchen System zusätzlich
zur Positionsbestimmung verwenden. Auf diese Weise entsteht ein
höchst
effizientes System ohne großen zusätzlichen
Aufwand.
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Insbesondere
gibt es einen nicht-beweglichen Teil der Anlage und bewegbare Teile,
die auf Schienen oder ohne Schienen ausgeführt sind. Vorteiligerweise
haben diese bewegbaren Teile, also Fahrzeuge, einen Antrieb.
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Am
Fahrzeug ist zumindest ein Übertragerkopf
vorgesehen, der mindestens eine Wicklung umfasst. Der nicht-bewegliche
Teil des Systems umfasst als Primärleitung zumindest einen langgestreckten Linienleiter
und eine Rückleitung.
Die Rückleitung
ist entweder in einem metallischen Profil, Schienenprofil oder auch
als Linienleiter ausführbar.
Der Übertragerkopf
ist induktiv gekoppelt an den oder die Linienleiter. Wenn die Rückleitung
in einem Profil erfolgt, ist der Übertragerkopf derart ausgeführt, dass
zumindest sein Ferritkern den linienhaften Hinleiter zumindest teilweise
umgibt. Der Übertragerkopf
ist demgemäß U-förmig oder
C-förmig
ausgeführt.
Die Sekundärwicklung,
also die Wicklung des Übertragerkopfes,
ist um die Schenkel des U oder C herum ausgeführt. Wenn die Rückleitung
als Linienleiter ausgeführt
ist, ist der Ferritkern vorteiligerweise als E-förmiger Kern auszuführen, wobei
die beiden Leitungen, also Hinleiter und Rückleiter, zwischen den Schenkeln
des E angeordnet sind oder in Schenkelrichtung ein wenig von dieser
Position beabstandet sind.
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Für die Erfindung
besonders wesentlich ist, dass eine weitere berührungslose elektromagnetische Übertragung
entlang der Strecke als Busübertragung
und gleichzeitige Informationsübertragung zur
Bestimmung der Position vorgesehen ist. Dazu gibt es verschiedene
erfindungsgemäße Ausführungsvarianten.
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In
erster Variante wird neben dem Linienleiter, also im Wesentlichen
parallel zu diesem, ein Koaxialleiter verlegt, der Ausnehmungen
in seinem Schirmleiter aufweist. Die Ausnehmungen können beispielsweise
axiale Längsschlitze
sein oder Querschlitze. Die Fahrzeuge weisen eine Empfangsvorrichtung
auf, deren Antenne im Bereich der aus dem Koaxialkabel austretenden
Strahlung entlang geführt wird.
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In
zweiter Variante wird auf dem Linienleiter eine weitere Frequenz
aufmoduliert. Die Übertragung der
eigentlichen Leistung erfolgt mit einer Mittelfrequenz von beispielsweise
25 kHz. Es sind aber auch andere Frequenzen zwischen 10 kHz bis
50 kHz verwendbar. Idealerweise ist der in den Linienleiter von einer
Einspeisung eingeprägte
Strom sinusförmig. Vorzugsweise
weist der Strom eine konstante Frequenz auf. Die Übertragung
weiterer Frequenzen erfolgt dann in höherfrequenten Frequenzbändern, wie beispielsweise
MHz- oder GHz-Bereichen.
Die Fahrzeuge weisen eine Empfangsvorrichtung auf, die aus dem Pick-Up
höherfrequente
Anteile herausfiltert. Alternativ ist aber auch eine separate Antenne
für die höher frequenten
Anteile vorsehbar.
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Bei
der ersten und bei der zweiten Variante sind die Fahrzeuge Busteilnehmer.
Das Busverkabelungssystem bei der ersten Variante umfasst das Koaxialkabel,
bei der zweiten Variante den Linienleiter. Die Einspeisung ist ein
weiterer Busteilnehmer und kann mit einem zentralen Rechner verbunden
sein.
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Wesentlich
ist bei der Erfindung, dass zur berührungslosen Informationsübertragung
zwischen einer festen Station, also einer Einspeisung, dem Fahrzeug
auf die Primärleiter
und/oder den Primärkreis höherfrequent
aufmodulierte Ströme
vorgesehen sind. Dazu ist die feste Station und das Fahrzeug mit mindestens
einer Koppeleinheit zum Ein- und/oder Auskoppeln der höherfrequenten
Ströme
ausgestattet.
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Vereinfachend
wird in der vorliegenden Schrift teilweise von „Frequenzen" auch dann gesprochen,
wenn Wechselströme
und/oder Wechselspannungen mit einer Frequenz oder mehreren Frequenzanteilen
gemeint sind.
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In
beiden Varianten wird eine Positionsbestimmung erfindungsgemäß folgendermaßen ausgeführt:
Der
Access Point 3, also eine elektronische Schaltung, speist
die Linienleiterstrecke 4 mit mindestens zwei höher frequenten
Frequenzanteilen als der mittelfrequente Stromanteil, welcher zur
Energieversorgung des Fahrzeuges dient.
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Der
Wechselstrom im Primärleiter
weist also mindestens zwei verschiedene Frequenzanteile auf. Jedes
Fahrzeug empfängt
mittels des Koppelelementes 1 beide Frequenzen und kann
zumindest die Amplitude beider Frequenzen bestimmen. Bei Inbetriebnahme
der Anlage werden nun die Fahrzeuge entlang des Linienleiters in
der ganzen Anlage verfahren und die Amplituden an ausgewählten Positionen
bestimmt. In einem Speicher des Fahrzeugs wird eine Tabelle hinterlegt,
bei der jeder Position zumindest ein Amplitudenverhältnis zugeordnet
wird.
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Während des
Betriebs bestimmt die elektronische Schaltung des Fahrzeugs, also
die Fahrzeugsteuerung, die Position des Fahrzeugs aus den ermittelten
Amplitudenverhältnissen.
Es ist der Steuerung sogar möglich,
mittels einer Extrapolation die Position des Fahrzeuges zwischen
den bei Inbetriebnahme wohldefinierten ausgewählten Positionen abzuschätzen.
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In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
sind sehr viele ausgewählte
Positionen vorsehbar. Somit ist eine Feinbestimmung der Position
möglich.
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In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
wird der Einfluss der Anzahl der Fahrzeuge auf die Tabellenwerte
mitberücksichtigt. Dadurch
kann der Einfluss der Erhöhung
der Anzahl von Koppelelementen innerhalb der Anlage und die damit
veränderte
Dispersion berücksichtigt
werden.
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In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
wird nicht nur das Amplitudenverhältnis sondern zusätzlich oder
auch nur das Phasenverhältnis
berücksichtigt.
Somit ist die Tabelle noch detaillierter und die Positionsbestimmung
noch genauer ausführbar.
Mehrdeutigkeiten bei der Positionsermittelung während des Betriebes sind vermeidbar.
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In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
ist das Aussenden der beiden Frequenzen synchronisiert auf den Nulldurchgang
des mittelfrequenten Primärstromes.
Auf diese Weise ist ein Zeitbereich gewählt, in welchem die Störsignale möglichst
klein sind. Daher ist die Positionsbestimmung sehr genau.
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Vorteiligerweise
ist somit über
den Primärkreis,
die Primärleiter
und die Übertragerköpfe nicht nur
der mittelfrequente Strom zur Energieübertragung sondern auch der
höher als
mittelfrequente aufmodulierte Strom zur Datenübertragung vorsehbar. Bei einer
Mittelfrequenz von 15 bis 50 kHz zur Energieübertragung ist für die Informationsübertragung ein
Strom von mehr als 100 kHz vorteilhaft. Es können aber auch Frequenzen aus
dem MHz oder GHz-Bereich verwendet werden bei Berücksichtigung
der Baugröße, Konstruktionsweise
und Auslegung der gesamten Anlage. Als besonders vorteilhaft haben
sich Frequenzen im Bereich von 1 bis 8 GHz erwiesen.
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Für den Fall,
dass ausschließlich
die Phasen der beiden höher
frequenten Stromanteile bestimmt werden, haben sich niedrigere Frequenzen
zwischen 100 kHz und 1 GHz als vorteilig erwiesen. Wichtig ist dabei,
dass die beiden Frequenzen kein ganzzahliges Vielfaches voneinander
sind oder ihr Verhältnis einfache
Brüche
darstellt, wie 2/3, ¾ oder
7/9 und dergleichen, sondern vorteilhaft sind die Frequenzen in
irrationalem Verhältnis
zueinander oder höhere Brüche, wie
111/123, 147/153 oder dergleichen. Somit ist der Eindeutigkeitsbereich
der Phasenvergleiche größer als
die Anlage.
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Die
Koppeleinheiten 1 können
vorwiegend induktiv oder vorwiegend kapazitiv ausgelegt sein. Beispielsweise
kann am Übertragerkopf
ein Hochpassfilter elektrisch angeschlossen sein zum Abtrennen der
höherfrequenten
Stromanteile, also zum Abtrennen eines aufmodulierten Stromanteils.
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Vorteiligerweise
ist kein Koaxialkabel in der Strecke notwendig. Weiter vorteilig
ist, dass bei jeder Geometrie der Anlage die Informationsübertragung sicher
ausführbar
ist, da die aufmodulierten Ströme von
den Gegenständen
der Umgebung im Wesentlichen unbeeinflusst sind – im Gegensatz zur Funkübertragung.
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Weiter
ist ein wesentlicher Vorteil, dass zur Realisierung der berührungslosen
Informationsübertragung
keine zusätzlichen
Bauteile innerhalb der Strecke vorzusehen sind. Denn die Übertragungsköpfe sind
induktiv an die Primär-Komponenten
ankoppelbar und somit auch geeignet zum berührungslosen Übertragen
der aufmodulierten Stromanteile.