DE1802388B2

DE1802388B2 - Elektronische vorrichtung zur automatischen steuerung eines eisenbahnzuges

Info

Publication number: DE1802388B2
Application number: DE19681802388
Authority: DE
Inventors: Pierre Genf Riondel (Schweiz)
Original assignee: S.A. des Ateliers de Secheron, Genf (Schweiz)
Priority date: 1967-10-23
Filing date: 1968-10-10
Publication date: 1976-05-13
Also published as: US3604905A; GB1232302A; BE717764A; DE1802388A1; NL6815078A; ES355324A1; SU393822A3; CH464283A; FR1574428A; SE352575B; AT293474B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung zur automatischen Steuerung eines Eisenbahnzuges nach einem auf dem Zug gespeicherten Fahrprogramm entlang einer Fahrstrecke, welche mehrere Zonen umfaßt, die durch längs der Fahrstrecke gelegene geographische Punkte begrenzt werden, deren Lage von der Art des Zuges (Personenzug, Eilzug usw.) abhängt, wobei in jeder dieser Zonen der Speisestrom für die Antriebsmotoren automatisch vor dem Ende der Zone abschaltbar ist, sobald eine als vorgegebene Funktion des vom Anfang der Zone ab zurückgelegten Weges definierte Zeit (SoU-Zeit) größer wird als die tatsächlich benötigte Zeit (Ist-Zeit).

Aus der Schweizer-Patentschrift 381273 ist eine Eisenbahn-Sicherungsanlage mit Beeinflussung der Fahrt eines programmgesteuerten Zuges bekannt. Diese Steuereinrichtung weist eine Verzugskontrolleinrichtung zur Messung und Auswertung der Abweichung zwischen Ist-Zeit und Soll-Zeit des Zuges und eine Annäherungskontrolleinrichtung zur Kontrolle der Annäherung an einen vorausfahrenden Zug auf. Die Programm-Steuereinrichtung beeinflußt in Abhängigkeit vom Ort des Zuges und von seiner Geschwindigkeit den Strom der Antriebsmotoren oder

d?e Bremsen. Im wesentlichen soll also hiermit eine automatische Zugführung ermöglicht werden, wobei den Anforderungen an die Sicherheit tntsprochen wird.

Aus der österreichischen Patentschrift 250434 ist ferner eine Einrichtung zum Vergleich und zur Überwachung des gerechneten Weg-Zeit-Programms bekannt. Nach der Lehre dieser Patentschrift sollen an jeder StoßstcUs von zwei mit verschieden großen zulässigen Geschwindigkeiten befahrbaren Streckenabschnitten Signalgeber angeordnet sein, die eine Weiterschaltung des Progvammwerks bewirken.

Es ist ferner bekannt, in gewissen Fällen die automatische Steuerung eines Eisenbahnzuges durch Abschaltung der Stromzufuhr zu den Antriebsmotoren nacb einem bestimmten vorgegebenen Kriterium zu bewirken.

Falls der Zug auf einer Strecke mit verhältnismäßig nahegelegenen Haltepunkten verkehrt, kann als ein derartiges Kriterium ein minimaler Energieverbrauch dienen; dieses Kriterium ist von Bernard auf dem Kybernetik-Kongreß der UIC vom Herbst 1963 in Paris vorgeschlagen und definiert worden.

Nach diesem Kriterium wird die Abschaltung des Speisestroms der Antriebsmotoren in einer durch zwei aufeinanderfolgende Stationen begrenzten Zone, nachdem der Zug eine vorberechnete und an Bord des Triebwagens gespeicherte Wegstrecke durchlaufen hat, in der Weise vorgenommen, daß die Fahrzeit von einer Station zur nächsten eine vorgegebene Funktion der für die Erreichung des Zielpunkts verbleibenden Zeit ist.

Dieses Kriterium minimalen Energieverbrauchs eignet sich im übrigen auch zur Anwendung bei Eiloder Schnellzügen, welche eine große Fahrstrecke ohne Zwischenhalte zurücklegen und wo die Fahrstrecke unterschiedliche Profile aufweist. Die Fahrstrecke kann dabei in mehrere Zonen unterteilt sein, wobei in jeder dieser Zonen die Stromzufuhr zu den Antriebsmotoren abgeschaltet werden kann.

Für jede derartige Zone ist die Eingabe bzw. Speicherung der die genannte Funktion wiedergebenden Parameter erforderlich.

Zu diesem Zweck müssen ebenso viele Gruppen von Parametern als Zonen vorhanden sein, eingegeben bzw. gespeichert werden, und zwar für jede Fahrtrichtung. Wenn außerdem der Triebwagen zum Antrieb von auf verschiedenen Fahrstrecken verkehrenden Zügen verwendet werden soll, oder wenn der betreffende Zug auf ein und derselben Fuhrstrecke in verschiedenen Arten verkehrt (beispielsweise als Personenzug, Eilzug usw.), so wird die Gesamtzahl der Parameter außerordentlich hoch.

Man hat bereits elektronische Binär-Schaltungsanordnungen zur Speicherung der Parameter mittels Dioden-Matrizen verwendet. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß die Anzahl der benötigten Dioden sehr hoch wird und mehrere Zehntausend erreichen kann.

Die Störanfälligkeit, die Herstellungskosten und die Sperrigkeit derartiger Vorrichtungen sind mit den Erfordernissen des Eisenbahnbetriebs unvereinbar.

Durch die Erfindung soll eine elektronische Vorrichtung zur automatischen Steuerung eines Eisenbahnzuges geschaffen werden, die einen minimalen Energieverbrauch bedingt und ausschließlich mit auf dem Zug vorhandenen Einrichtungen arbeitet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen elektronischen Funktionsgenerator, dessen Ausgangssignal den funktioneilen Verlauf der Soll-Zeit darstellt und dessen die Funktionsparameter bestimmenden Schaltelemente in so vielen Sätzen vorhanden sind, wie die Fahrstrecke Zonen aufweist, einen diesen Sätzen zugeordneten Schaltersatz, der in Abhängigkeit von einem beim Übergang des Zuges von einer Zone zur nächsten ausgelösten Steuersignal den jeweils für die nächste Zone vorgesehenen Schaltelemente-Satz

ίο an den Funktionsgenerator anschaltet, einen Ist-Zeit-Geber und einen Vergleichskreis, dem die Soll-Zeit und die Ist-Zeit darstellende Signale zugeführt werden und dessen Ausgangssignal die Stromabschaltung der Antriebsmotoren steuert.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben; es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, das den Zeitpunkt der Stromabschaltung veranschaulicht, sobald eine Ist-

ao Zeit-Kurve Γ, eine Soll-Zeit-Kurve Tee schneidet, wobei beide Kurven als Funktion des zurückgelegten Weges dargestellt sind,

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Annäherung der Kurve Tee durch eine Polygonal-

*5 kurve,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform f.iner Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung zur Veranschaulichung der Annäherung der Kurve Tee durch eine monoton ansteigende Kurve, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Eisenbahnstrecke mit einem Ausgangsbahnhof Gi, zwei Zwischenbahnhöfen oder

-Stationen G₂ und G₃ sowie einem Zielbahnhof G₄. Auf der Abszisse χ sind die Wegstrecken entlang der Eisenbahnlinie aufgetragen und auf der Ordinate y einerseits die tatsächliche Zeit T_r für einen beliebigen speziellen Fall einer Zugfahrt, und andererseits die

Zeit Tee, welche die Zeitpunkte anzeigt, in denen die Stromzufuhr zu den Motoren unterbrochen werden soll, nachdem der Zug abgefahren ist. Die gezeigte Bahnlinie umfaßt somit drei Abschnitte Z₁, Z₂ und Z₃ zwischen den Bahnhöfen sowie vier Bahnhofszo-

nen ZG₁, ZG₂, ZG_} und ZG_t. Die Kurve Tee gibt für jeden Teilabschnitt den Zeitpunkt an, zu welchem die Stromzufuhr unterbrochen werden soll, damit einerseits der Zug den Zielbahnhof G₄ zur vorgesehenen Zeit erreicht und andererseits der Zug die Strecke mit minimalem Energieaufwand zurücklegt.

Ist daher in einem gegebenen Punkt die tatsächliche oder Ist-Zeit T_r, gerechnet vom Zeitpunkt der Abfahn am Anfang der Strecke, größer als die Zeit Tec, se muß der Strom eingeschaltet bleiben; ist dagegen di(

Ist-Zeit T_r kleiner als die Zeit Tee, muß die Stromzu fuhr unterbrochen werden. Man kann daher sagen saß jedesmal, wenn die die Ist-Zeit darstellende Kurv« T_r die Kurve Tee schneidet, der Strom abgeschalte wrden muß. Die Kurve Tee ist in den Bahnhofszonei unterbrochen, innerhalb welcher die Abbremsung um sodann das Wiederanfahren stattfindet.

Die in Fig. 3 gezeigte automatische Steuervorrich tung ermöglicht die automatische Stromabschaltung wobei diese Einrichtung aufeinanderfolgend die dre Kurvenabschnitte der Kurve Tee in angenäherte Form erzeugt, nämlich durch Annäherung jedes Ah schnittes durch eine sich aus drei geradlinigen Seg menten zusammensetzende Polygonalkurve, wie we:

ter unten noch an Hand von Fig. 2 gezeigt wird.

Die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung weist einen Wählschalter auf, dessen gemeinsame Welle 1 schrittweise durch einen elektromagnetischen Steuermechanismus 2 betätigt bzw. fortgeschaltet wird, wobei jeweils ein Schritt ausgeführt wird, wenn dem Eingang des Schrittschaltwerks 2 ein das Ende einer Zone anzeigender Impuls FZ zugeführt wird. Durch den Wählschalter wird jeweils einer von drei Widerständen innerhalb zehn Gruppen von Widerständen 3 bis

12 ausgewählt, wobei jede dieser Gruppen einer einzustellenden Größe entspricht und jeweils der erste Widerstand in jeder Gruppe der Zone Z₁, der zweite Widerstand der Zone Z₂ und der dritte Widerstand der Zone Z₃ entsprechen. Die Einrichtung weist ferner einen Wegmesser 13 mit zwei Ausgängen 13a und

13 b auf. Im ersten Ausgang tritt ein Strom auf, der proportional der Anzahl D'_r der seit dem Ausgangsbahnhof G₁ zurückgelegten Kilometer ist; im zweiten Ausgang tritt ein Strom proportional der Zahl der seit Beendigung des letzten Kilometers zurückgelegten Hektometer D", ist. Der Strom vom Ausgang 13a wird den Widerständen der ersten Gruppe 3 zugeführt, der Strom vom Ausgang 13 b der zweiten Gruppe 4. Die gegenüberliegenden Enden dieser Widerstände sind mit einer gemeinsamen negativen Spannungsquelle, deren negative Klemme bei 14 angedeutet ist, verbunden. Wenn die Ströme an den Ausgängen 13a und 13fc also zunehmen, wird die Spannung an diesen Ausgängen durch Null gehen. Von diesen beiden Ausgängen ist außerdem der erste 13 a mit dem Eingang eines Potentialdiskriminators 15 verbunden, der eine konstante Ausgangsspannung erzeugt, sobald die Spannung an seinem Eingang einen Wert in der Nähe von Null besitzt, und der zweite Ausgang 13 & des Wegmessers 13 ist mit einem in gleicher Weise arbeitenden Diskriminator 16 verbunden. Die Ausgänge der beiden Diskriminatoren 15 und 16 sind mit den entsprechenden Eingängen einer logischen UND-Schaltung 17 verbunden, die eine positive Ausgangsspannung erzeugt, wenn die beiden Ausgangsgrößen von 15 und 16 positiv sind. Das Ausgangssignal der logischen UND-Schaltung 17 wird einer monostabilen Schaltung 18 zugeführt, die einen einzelnen O-Impuls im Zeitpunkt des Ankommens der Vorderflanke eines von der Schaltung 17 gelieferten Signals erzeugt. Die Gesamtheit der Schaltungen 15,16,17 und 18 bildet somit eine Vergleichs- oder Komparatorschaltung 19, welche einen Impuls erzeugt, wenn der von dem Zähler 13 ermittelte Weg gleich dem von den Widerständen der Gruppen 3 und 4 eingestellten bzw. gespeicherten Weg ist.

Die Gruppe von Widerständen 5 arbeitet mit einem Analog-Digital-Umsetzer 20 zusammen, der - beginnend mit dem Ende des Impulses O - eine Folge von Impulsen erzeugt, deren Anzahl proportional dem durch den jeweils in aktiver Stellung befindlichen Widerstand der Gruppe 5 bestimmten Eingangsstrom ist; die Widerstände 5 stellen, wie weiter unten noch gezeigt, eine Zeit T₀ in Hunderten Sekunden dar.

Die Gruppe von Widerständen 6 arbeitet in gleicher Weise mit einem Analog-Digital-Umsetzer 21 zusammen, der - beginnend mit dem Ende des Impulses O - eine Impulsfolge erzeugt, welche eine Zeit T"„ in Zehnem von Sekunden wiedergibt.

Die von den Widerstandsgruppen 7, 8, 9, 10, 11 und 12 wiedergegebenen Analoggrößen T₁, D₁, T₂, D₂, T₃ und D₃ werden jeweils einem der Eingänge

eines Analog-Gatters 22,23,24, 25,26 bzw. 27 zugeführt, welche die betreffenden Größen an ihren Ausgängen durchlassen, wenn an ihrem zweiten Eingang ein Binärsignal vom Wert 1 anliegt. Die genannten 5 zweiten Eingänge der Analog-Torschaltungen 22 und 23 werden durch das Ausgangssignal einer logischen ODER-Schaltung 28 gesteuert, welche ein Binärsignal vom Wert 1 erzeugt, wenn ihre Eingangssignale FA und FB den Wert 0 besitzen. Die zweiten Einlo gänge der Analog-Torschaltungen 24 und 25 werden durch das Ausgangssignal einer logischen UND-Schaltung 29 gesteuert, deren einer Eingang invertiert ist und die ein Binärsignal vom Wert 1 erzeugt, wenn das Eingangssignal FA= \ und das Eingangssignal 15 FB = 0 sind.

Die erwähnten beiden Eingänge der Analog-Torschaltungen 26 und 27 werden durch das Ausgangssignal einer logischen UND-Schaltung 30 gesteuert, deren einer Eingang ebenfalls invertiert ist und die ein Binärsignal vom Wert 1 erzeugt, wenn das Binär-Eingangssignal FB= I und das Binäreingangssignal FA = O sind.

Die Ausgangssignale der Analog-Gatter 22,24 und 26 werden den Eingängen einer Anslog-Summierschaltung 31 zugeführt, welche ein Analogsignal gleich der Summe der Eingangs-Analogsignale erzeugt.

Entsprechend werden die Ausgangssignale der Analog-Gatter 23, 25 und 27 den Eingängen einer Analog-Summierschaltung 32 zugeführt, die ein Ausgangs-Analogsignal gleich der Summe der Eingangs-Analogsignale erzeugt.

Das Ausgangs-Analogsignal der Summierschaltung 31 wird dem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers 33 zugeführt, der im Zeitpunkt des Ankommens der Vorderflanke eines Signals eine Folge von Impulsen erzeugt, deren Zahl proportional dem Analog-Eingangssignal ist.

Diese Impulsfolge wird dem Eingang einer Zählvorrichtung 34 zugeführt, welche drei Dekaden 35, 36 und 37 mit Null-Rückstellung durch die Vorderflanke des Impulses O aufweist. Jede dieser drei Dekaden besteht jeweils in bekannter Weise aus vier in Kaskade geschalteten Flip-Flops, mit einem Rückkoppelkreis, derart, daß sie jeweils nur bis Zehn zählen. Das Ausgangssignal der ersten Dekade wird einem der Eingänge einer logischen ODER-Schaltung 38a zugeführt, dessen anderer Eingang vom Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers 21 gespeist wird. Die Ausgangsgröße der ODER-Schaltung 38a wird dem Eingang der 2weiten Dekade 36 zugeführt, deren Ausgangssignal einem der Eingänge einer logischen ODER-Schaltung 38 & zugeführt wird, deren anderei Eingang vom Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers 20 gespeist wird und dessen Ausgangsgröße der letzten Dekade 37 zugeführt wird.
_ Die Einrichtung weist ferner noch einen Zähler 35 für die tatsächliche oder Ist-Zeit auf, der aus einem Impulsgenerator 40 besteht, welcher jeweils jede Sekünde einen Impuls erzeugt, wobei diese Impulse einer Dekadenkette 41,42,43 zugeführt werden, derei jede wie die Dekaden 35, 36 und 37 aufgebaut ist Die in den Dekaden 35 und 41, 36 und 42, 37 un( 43 eingegebenen bzw. gespeicherten Werte werdei «5 bei 44,45 bzw. 46 miteinander verglichen, wobei je weüs ein Binärsignal erzeugt wird, wenn diese Wert* gleich sind. Diese drei Binärsignale werden einer Iogi sehen UND-Schaltung 47 zugeführt, an deren Aus

gang ein Impuls Pcc auftritt, sobald die von den beiden Zählern wiedergegebenen Zeiten gleich sind; dieser Impuls bewirkt die Stromabschaltung.

Die Einrichtung weist ferner einen Analog-Digital-Teiler 48 auf, dem bei E₁ jeweils nach Zurücklegung von zehn Metern ein Impuls zugeführt wird und dem bei DM das Ausgangs-Analogsignal der Summierschaltung 32 zugeführt wird, und der einen Impuls P erzeugt, nachdem ihm bei E₁ eine Zahl von Impulsen zugeführt wurde, die proportional dem "» Analogwerg DM ist. Diese Impulse P werden einer Dekade 49 zugeführt, die jeweils für zehn Eingangsimpulse P einen Impuls erzeugt.

Die Ausgangsimpulse der Dekade 49 werden einer Flip-Flop-Schaltung SO zugeführt, deren Ausgangssignal einer zweiten Flip-Flop-Schaltung 51 sowie dem einen der Eingänge einer logischen UND-Schaltung 52 zugeführt wird, deren anderes Eingangssignal das Ausgangssignal der zweiten Flip-Flop-Schaltung 51 ist und deren Ausgangssignal das Zonen-Endsignal FZ darstellt. Die Ausgangssignale FA und FB der Flip-Flop-Schaltungen 50 und 51 bilden ihrerseits die Eingangssignale der logischen Schaltungen 28,29 und 30.

Die Wirkungsweise der an Hand von Fig. 3 beschriebenen Einrichtung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Wie aus dieser Figur ersichtlich, ist die theoretische oder Sollzeit-Kurve Tee, welche die Zeitpunkte wiedergibt, in denen der Strom abgeschaltet werden soll, durch eine aus drei geradlinigen Abschnitten bestehende Polygonalkurve angenähert, wobei diese Polygonalkurve für jede der Zonen Zl, ZI und Z3 unterschiedlich ist. Die Zone, in welcher die automatische Steuerung vorgenommen wird, beginnt bei D₀, wobei dieser in Kilometern D\ durch die Widerstände.3 und in Hektometer D"_o durch die Widerstände 4 vorgegeben ist. Sobald der Zug diesen Punkt D₀ durchfährt, erzeugt der Komparator 19 einen Impuls O, welcher den Anfang der Zone anzeigt. Dieser Impuls O gibt in den Zähler 37 die Zeit T₀ ein, welche dem Beginn der Zone entspricht, wobei diese Zeit T₀ als Analog- *o größe in Hunderten Sekunden T₀ durch die Widerstände 5 wiedergegeben und durch den Umsetzer 20 in eine Digitalgröße umgewandelt wird, und des weiteren als Analoggröße in Zehnern von Sekunden T₀" durch die Widerstände 6 eingegeben wird, und durch den Umsetzer 21 in eine entsprechende Digitalgröße umgewandelt wird.

Der Analog-Digital-Umsetzer 48 erzeugt Impulse gemäß einem metrischen Schrittmaß, das zunächst durch den zurückgelegten Weg D₁, wiedergegeben durch die Widerstände 8, bestimmt ist. Nach zehn Impulsen, welche anzeigen, daß der Zug den Weg D₁ seit dem Ausgangspunkt D₀ zurückgelegt hat, betätigt die Dekade 49 die beiden Flip-Flop-Schaltungen SO und 51, welche durch die Steuerwirkung ihrer Ausgangssignale FA, FB die Strecke D₁ durch die Strecke D₂ und sodann D₂ durch D₃ ersetzen. Nachdem der letzte, dem Weg D₃ entsprechende Impuls erzeugt ist, liefert die logische Schaltung 52 einen Zonenendimpuls FZ, der die Fortschaltung des Wählschalters 1 um einen Schritt sowie die Null-Rückstellung der Zähler bewirkt.

Bei jedem Impuls P bewirkt der Umsetzer 33 die Weiterstellung des Zählers 34 um so viele Sekunden, als dem Anstiegskoeffizienten der Kurve Tee entspricht, wobei Γ gleich 71 für den Abschnitt D_x, und sodann gleich T₁ bzw. 73 für die Abschnitte D₂ bzw. D, ist. Die Auswechslung bzw. Weiterschaltung dieser Zeiten T erfolgt selbstverständlich gleichzeitig mit der Weiterschaltung der Wege D, unter der Wirkung der Steuersignale FA und FB.

Ein Impuls Pcc zur Stromabschaltung wird nur erzeugt, wenn die von dem Zähler 39 wiedergegebene Ist-Zeit T_r kleiner als die vom dem Zähler 34 wiedergegebene Zeit Tee wird.

Die der Fig. 2 entsprechende Fig. 4 veranschaulicht, wie die Kurve Tee statt durch eine polygonale Funktion auch durch eine kontinuierliche monoton ansteigende Funktion T_b angenähert werden kann, wie dies dem zweiten, in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung zugrunde liegt.

Die Schaltungsteile 1 bis 47 dieser zweiten Ausführungsform stimmen mit den entsprechenden Teilen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 überein und werden daher im folgenden nicht nochmals beschrieben.

Diese zweite Ausführungsform weist darüber hinaus drei Widerstandssätze 100,101 und 102 auf, die durch den Wählschalter 1 wechselweise wählbar sind. Der Widerstandssatz 100 dient zur Festlegung der Anfangssteigung der Kurve T₆ bei T₀, D₀. Der Widerstandssatz 101 dient, unter Zuhilfenahme des Widerstandssatzes 100, zur Festlegung der Endsteigung der Kurve T_h, d.h. am Beginn der Zone Z der nächsten Station. Der Widerstandssatz 102 dient zur Festlegung der schrittweisen Änderung der Steigung.

Die Widerstände 100 sind an den einen von zwei Eingängen einer Analog-Summierschaltung 103 anschaltbar, und zwar mit Hilfe des betreffenden Wählschaltarms. In gleicher Weise sind die Widerstände 101 an den Eingang einer Analog-Torschaltung 104 anschaltbar, welche den durch die Widerstände 101 bestimmten Koeffizienten mit einem Faktor zwischen Null und Eins multipliziert, der einem zweiten Eingang Q der Torschaltung 104 zugeführt wird. Das Signal S hat die Form von in ihrer Breite gemäß den genannten Koeffizienten modulierten Impulsen; die Torschaltung 104 ist nur geöffnet, solange das Signal S anliegt. Auf diese Weise entspricht der Mittelwert des Ausgangssignals der Torschaltung 104 dem Produkt der beiden Eingangsgrößen. Dieser Mittelwert wird dem zweiten Eingang der Summierschaltung 103 zugeführt, deren Ausgangsgröße dem Eingang des oben beschriebenen Analog-Digital-Umsetzers 33 zugeführt wird.

Die Widerstände 102 sind an den einen Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers 105 anschaltbar, dei an seinem anderen Eingang E₁ jeweils nach 10 m zurückgelegte Strecke einen Impuls zugeführt erhält Dieser Umsetzer erzeugt einen Impuls P, nachdem ihm bei E₁ eine Anzahl von Impulsen proportiona dem durch die Widerstände 102 wiedergegebener Analogwert zugeführt wurde.

Die Impulse P werden einer Kette von vier Flip Flop-Schaltungen zugeführt, welche 16 Stellung« einnehmen können.

Die Ausgangsgrößen dieser vier Flip-Flop-Schal tungen 106 bis 109 werden vier Eingängen eines Digi tal-Analog-Umsetzers 110 zugeführt, der eine Ana log-Ausgangsspannung proportional der durch dii Flip-Flop-Kette 106 bis 109 wiedergegebenen Zah erzeugt. Die Analog-Ausgangsgröße des Umsetzer 110 steuert einen Impulsgenerator 111 in solche Weise, daß von dem Generator 111 erzeugte Im pulse S in ihrer Impulsbreite moduliert werden, wöbe das Verhältnis zwischen der Impulsdauer und ihre

Folgefrequenz von Null bis Eins variieren kann, wenn die durch die Flip-Flop-Schaltungen wiedergegebene Zahl sich von 0 bis 16 ändert.

Der Umsetzer 110 erzeugt ferner einen Impuls FZ, sobald die von der Flip-Flop-Kette wiedergegebene Zahl den Wert 16 erreicht hat.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt: Jedesmal, sobald ein dem durch die Widerstände 102 wiedergegebenen Schrittmaß entsprechender Weg zurückgelegt ist, wird ein Impuls bei P erzeugt. Jeder dieser Impulse läßt die Flip-Flop-Kette 106 bis 109 um eine Ziffer fortschreiten und bewirkt damit eine Zunahme des Modulationsverhältnisses der Impulse 5 um V₁₆. Zu Beginn, wenn die von der Flip-Flop-Kette 106 bis 109 wiedergegebene Zahl Null beträgt, ist die Dauer der Impulse S = O, und das Eingangssignal des Umsetzers 33 entspricht dem durch die Widerstände 100 wiedergegebenen Wert, d.h. der Anfangsneigung der Kurve T_b.

Nach dem fünfzehnten Impuls P ist die Impulsdauer oder Impulsbreite der Impulse S gleich der Impulsfoigeperiode, das Ausgangssignal der Torschal tung 104 ist gleich dem durch die Widerstände 101 wiedergegebenen Wert und somit entspricht das Aus gangssignal der Summierschaltung 103 der Summ« der von den Widerständen 100 und 101 wiedergege benen Werte, d.h. der Endneigung der Kurve T_t Bei der vorstehenden Beschreibung von Ausfüh

rungsbeispielen wurde eine Bahnstrecke zugrunde ge legt, die nur drei Zonen, d.h. nur zwei Zwischensta

ίο tionen, aufweist; jedoch kann die Zonenzahl selbs verständlich beliebig sein und man braucht lediglicl zu den einzelnen Widerstandssätzen die entspre chende Anzahl von weiteren Widerständen hinzuzu fügen.

Während bei der ersten Ausführungsform dei Kurve Tee durch eine Polygonalkurve von nur dre Abschnitten angenähert und bei der zweiten Ausführungsform nur sechzehn Schritte vorgesehei sind, können diese Zahlen selbstverständlich erhöh

so werden, um eine bessere Annäherung zu erzie len.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Vorrichtung zur automatischen' {steuerung eines Eisenbahnzuges nach ei- nem auf dem Zug gespeicherten Fahrprogramm entlang einer Fahrstrecke, welche mehrere Zonen umfaßt, die durch längs der Fahrstrecke gelegene geographische Punkte begrenzt werden, deren Lage von der Art des Zuges (Personenzug, Eilzug ro usw.) abhängt, wobei in jeder dieser Zonen der Speisestrom für die Antriebsmotoren automatisch vor dem Ende der Zone abschaltbar ist, sobald eine als vorgegebene Funktion des vom Anfang der Zone ab zurückgelegten Weges definierte Zeit »5 (SoU-Zeit) größer wird als die tatsächlich benötigte Zeit (Ist-Zeit), gekennzeichnet durch einen elektronischen Funktionsgenerator,; dessen Ausgangssignal den funktioneilen Verlauf der Soll-Zeit darstellt und dessen die Funktionspara- ao meter bestimmenden Schaltelemente (3 bis 12, Fig. 3; 3 bis 6,100 bis 102, Fig. 5) in so vielen Sätzen vorhanden sind, wie die Fahrstrecke Zonen aufweist, einen diesen Sätzen zugeordneten Schaltersatz (1), der in Abhängigkeit von einem as beim Übergang des Zuges von einer Zone zur nächsten ausgelösten Steuersignal (F2Z) den jeweils für die nächste Zone vorgesehenen Schaltelemente-Satz an den Funktionsgenerator anschaltet, einen Ist-Zeitgeber (39) und einen Vergleichskreis (47), dem die Soll-Zeit und die Ist-Zeit darstellende Signale zugeführt werden und dessen Ausgangssignal (Pcc) die Stromabschaltung der Antriebsmotoren steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geographischen Punkte Haltestellen bzw. Bahnhöfe (G₁ bis G₄, Fig. 1) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbauteil-Sätze (3 bis 12, Fig. 3; 3 bis 6, 100 bis 102, Fig. S) Sätze elektrischer Widerstände sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile umfaßt: Wenig- stens einen ersten Schaltbauteilsatz (3,4) zur Eingabe, bzw. Speicherung der Entfernung (D₀) des Anfangs der jeweiligen Zonen, gerechnet vom Beginn der Fahrstrecke aus; einen Wegmesser (13) zur Messung der vom Beginn der Fahrstrecke an zurückgelegten Entfernung (D,); einen Komparator (19) zum Vergleich der von dem Zug vom Beginn der Fahrstrecke zurückgelegten Entfernung (D_r) mit der durch den ersten Schaltbauteilsatz wiedergegebenen Entfernung (D₀), und zur Erzeugung eines Impulses (O), sobald der Zug die genannte Entfernung (D₀) des jeweiligen Anfangs der Zonen erreicht hat, wobei dieser Impuls die Null-Rückstellung; eines ersten Zählers (34) bewirkt, welcher die als vorgegebene Funktion des vom Anfang der betreffenden Zone an gerechneten Weges definierte (Soll-)Zeit wiedergibt; wenigstens einen zweiten Schaltbauteilsatz (5, 6) zur Eingabe bzw. Speicherung der den Anfangswert der Funktion für die Entfernung (D₀) des Zonenanfangs wiedergebenden Zeit (T₀) in den Zähler (34); Schaltmittel (33) zur Speisung des ersten Zeitzählers (34), von Abstand zu Abstand entlang der Fahrstrecke, mit Impulsgruppen, welche die jeweiligen Werte der FurJction für die betreffenden Abstände wiedergeben; einen zweiten Zähler (39) zur Zählung der fet-Zeit (T_r) sowie Vergleichsmittel (44, 45, 46, 47) zum Vergleich der Ist-Zeit (Γ,) mit der eine vorgegebene Funktion darstellenden Soll-Zeit (Tee), zur Erzeugung eines Steuerimpulses für die Stromabschaltung, sobald die von den beiden Zählern ermittelten Zeiten einander gleich werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die die Soll-Zeit (Tee) darstellende vorgegebene Funktion eine aus mehreren geradlinigen Stücken bestehende Polygonalkurve darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden dieser Kurvenabschnitte ein dritter Schaltbauteilsatz (8, 10, 12, Fig. 3) zur Eingabe bzw. Speicherung der Längen (D₁, D₂, D₃) der betreffenden Kurvenabschnitte sowie ein vierter Schaltbauteilsatz (7, 9, 11) zur Eingabe bzw. Speicherung der den betreffenden Längen entsprechenden Zeitdauern ( T₁, T₂, T₃) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die die Soll-Zeit (Tee) darstellende vorgegebene Funktion durch eine stetige Kurvt wiedergegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Schaltbauteilsatz (101, Fig. 5) zur Eingabe bzw. Speicherung eines Koeffizienten sowie wenigstens ein Multiplikator (111 und 104, Fig. 5) vorgesehen sind, welcher den genannten Koeffizienten nut einem in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg veränderlichen Parameter multipliziert, um die Neigung der Kurve zu modifizieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein fünfter Schaltbauteilsatz (102) zur Eingabe bzw. Speicherung des Maßes für die schrittweise Änderung der Kurvenneigung vorgesehen ist.