DE1961006A1

DE1961006A1 - Geschwindigkeitssteuerungssystem fuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1961006A1
Application number: DE19691961006
Authority: DE
Inventors: K Val Ik Vincent Patrick; Wilcox Clinton Stead
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1968-12-06
Filing date: 1969-12-05
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1235809A; NL6918278A; CA933268A; US3566103A; FR2030086A1; JPS5024483B1; ES374335A1

Description

Patentanwalt*!

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6232

Genaral Signal Corporation
Rochester, New York, 14 6o2, USA.

Ge3chwindigkeit33teuerungegy3tem für Schienenfahrzeuge

Priorität» 6.12.1963, USA Nr. 781 742

Die Erfindung betrifft ein Geachwindig-

kaitgateuerung33y3tem ftir Schienenfahrzeuge, wobei es insbesondere um die automatische Steuerung bzw. Überwachung der
Geschwindigkeit eines Fahrzeuges in Übereinstimmung mit· dem Abstand von einem bestimmten an der Schisnenstrecke liegenden Punkt geht.

Bekannte Systeme zur Steuerung bzw. Überwachung eines sich einem Haltepunkt nähernden Fahrzeuges benötigen beispielsweise an der Streck· angeordnete Markierun-

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gen, Spulen oder Signaldrähte, um die Fahrzeuge liber ihren Standort relativ zu bestimmten Halte- bzw. Stoppunkten entlang der Schienenstreckejzu unterrichten. In Übereinstimmung mit einer solchen Benachrichtigung bzw. Unterrichtung wird auf dem Fahrzeug eine Halte- bzw. Bremsmuster bzw. -plan errechnet und daa Fahrzeug wird ao gesteuert bzw. geregelt, daß es gemäß diesem Muster bzv/. Plan fährt.

O¹-

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung

besteht darin, ein verbessertes Fahrzeugsteuerungs3y3tem zu schaffen, bei dem dar Abstand eines Fahrzeuges von einem,an der Fahrtstrecke liegenden Punkt kontinuierlich dam Fahrzeug mitgeteilt wird, und zwar dadurch, daß durch die Schienen ein Signal veränderlicher Frequenz gesendet wird, wobei die Frequenz charakteristisch für den Abstand bis zu dem bestimmten an der Sehienenstrecke liegenden Punkt ist.

Zur LÖ3ung dieser Aufgabe ist daa erfin-

. dungsgemäße Gesehwindigkeitssteuerungssystem für Schienenfahrzeuge dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche einen ein Signal veränderlicher Frequenz erzeugenden Generator enthalten, um durch die Schienen von einem an der Sehienenstrecke liegenden Punkt oder einem anderen Speisungapunkt zu einem Fahrzeug ein Signal au senden, dessen Frequenz in Übereinstimmung mit dem Abstand vom Fahrzeug zu dem erwähnten Punkt veränderlich ist, daß auf dem Fahrzeug Mittel, um das abstandsabhängige Signal veränderlicher Frequenz zu empfangen, und Mittel vorgesehen sind, um ein Signal zu erzeugen, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderlich iet, und daß Steuerungs- bzw. Regeleinrichtungen vorgesehen sind, die durch daa Abstandsfrequenzsignal und das Geschwindigkeitsfrequenzsignal gemeinsam beaufschlagt bzw. reguliert werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges im wesentlichen kontinuierlich zu steuern bzw. zu überwachen, wenn dieses sich dem erwähnten an der Schienenstrecke liegenden Punkt nähert.

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BAD ORiGiNAl,.

Die Erfindung.wird im folgenden in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der ein bevorzugtes Schienenfahrzeuggeschwindigkeitssteuerungssystern gemäß der Erfindung schematisch dargestellt ist.

In der Zeichnung ist ein Schienenfahrzeug 1o dargestellt, welches sich gerade auf Schienen 12 einer Bahnhofsraepe 11 nähert. Ein Summer bzw. Oszillator mit vei— änderlicher Frequenz ist an die Schienen 12 angeschlossen, und zwar nahe den Ende der Bahnhofsrampe an einer Stelle, an der das Vorderende des Fahrzeugen 1o angehalten werden soll. Die Frequenz des Summers bzw. Oszillators 13 wird in Abhängigkeit von der Annäherung des Zuges 1o zu der Bahnhofsrampe verändert, so daß die von dem Oszillator erzeugte Frequenz charakteristisch ist für den Abstand des Fahrzeuges 1o, welches sich der Stelle bzw. dem Punkte nähert, an der bzw. an dem die Speisung flir den Oszillator 13 an die Schienen angeschlossen ist.

Das Fahrzeug 1o hat einen achsgetriebenen Generator 14 zur Erzeugung eines Signals, dan in der Frequenz gemä.3 der Geschwindigkeit de<* Fahrzeuges 1o veränderlich ist.

Der Empfänge*' 1Γ auf dem Fahrzeug

empfängt die veräuie^liohe Frequenz in den Schienen, die in Sohienenptpul*n 1^r> induziert wird, welche von dem Fahrzeug Io i-;etra.Ten vve-ä^n and induktiv mit den Schienen gekoppelt Pinä. Da? SifTial veränderlicher Frequenz, da?? durch den achsgetriebenen Generator 14 erzeugt wird, und das Signal veränderlicher Frequenz, welcher= in dem Empfänger 1$ von den Schienen empfangen wir 3, werden vereinigt bzw. kombiniert, um ein F e hl β"»'signal E zu erzeugen, um B^em'en- und Ant^iebssteuerungseinrichtunfren 17 zu regeln, um 3as Fahrzeug 1o b»i der

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Anfahrt zu einem Haltepunkt an der BahnhofsrampS 11 gemäß einem erwünschten Bremsverlauf fahren, zu lassen.

Das Feh-ter signal E zur Begebung des Betriebes der Bremsen- und Antriebaateuerun^ae^nriph^UÄgen; %1 wird erstellt bzw« berechnet, indem zuerst die Signale, d&r Distanz- bzw. Abstandsfrequenz und de? tatsächlichen Qßschwincligkeitsfrequenz in Konvertern 19 bzw. 19 |n Analogwerte umgewandelt werden und dann die Analogwerte in einem Multiplikator 2o multipliziert werden. Ein Ausgang des Multiplikators 2o, welcher ein Signal ist, das dem Produkt der Ausgänge der Konverter 18 und 19 entspricht» wird

fe als ein Eingang einem Abweichungsdetektor 21 zugeführt, in welchem der Eingang mit einem konstanten Signal K« verglichen wird. Wenn das Fahrzeug Io bei der Anfahrt zu der Bahnhof srampe 11 gemäß einem erwünschten bzw. bestimmten Anfahr tage schwindigke it splan fährt, befinden sich die Eingänge in dem Abweichungsdetektor 21 im wesentlichen im Gleichgewicht und es ist demzufolge kein Ausgang aus dem Abweichungsdetektor vorhanden. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges entweder Über oder unter dem erwünschten Anfahrtageschwindigkeitsplan liegt, wird von dem Abweichungadetektor 21 ein (+)- oder (-)- Ausgang gegeben, der einem Integrator 22 zugeführt wird, um ein geeignetes Fehlersignal E für die Steuerung der Bremsen- und Antriebssteuerungseinriohtungen

) 17 zsu erzeugen, um eine Korrektur in der geeigneten Richtung für den Fehler durchzuführen, der bei der Anfahrt zu der Bahnhofsramp© 11 als Abweichung oberhalb oder unterhalb des erwünschten Gesolnvindigkeitsplanes angezeigt wird.

Die Frequenz f des mit veränderlicher

Frequenz arbeitenden Summers bzw, Oszillators 13 wird dazu gebracht, sich reziprok mit der Quadratwurzel des Abstandes zu verändern, der zwischen dem Anschlußpunkt des Oszillators an die Schienen und einem Nebenschluß bzw« Shunt der Schienen, welcheijdurch ein sich näherndes Fahrzeug 1o hervorgeru-

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ORIGINAL

fen wird, liegt. Diese Veränderung der Frequenz 1 wird erhalten, indem die Reduktion der Schieneninduktivität zwischen dem Oszillatoranachlußpunkt und dem Fahrzeug 1o festgestellt wird, wenn das Fahrzeug sich der Bahnhofsrampe nähert. Die Schienen 12 können beispielsweise als eine Weohselstromtibertragungsleitung angesehen werden, die beim Fahrzeug 1o aufhört. Auf diese Weise verändert sich die Schieneninduktivität in Übereinstimmung mit dem Abstand zwischen dem Speisungspunkt und dem Fahrzeug 1o, wobei diese Veränderung der Induktivität dazu benutzt werden kann, die durch den Oszillator 13 an die Schienen angelegte Frequemz f. zu verändern. Die Betriebsweise veränderlicher Frequenz des Oszillators könnte auch in Übereinstimmung mit der Amplitude des Signals über die Schienen am SpeLsungspunkt geregelt bzw. reguliert werden, wenn die Schienen am Speisungspunkt von einer Quelle flir konstanten Strom gespeist wird. Unter diesen Bedingungen würde die Spannung liber den Schienen 12 an dem Speisungspunkt als ein Analogon für den Abstand zwischen dem Speisungspunkt und dem Fahrzeug 1o betrachtet werden, und dieses Analogon könnte in eine veränderliche .Frequenz umgeformt werden zur Weiterleitung durch die Schienen 12 zu dem Fahrzeug 1o, so daß die Übermittelte Frequenz sich reziprok im Verhältnis zum Abstand des Fahrzeuges bis zu seinem Haltepunkt am Ende der Bahnhofsrampe verändern würde.

Die Oszillatorfrequenz f kann somit ausgedrückt werden durchs

wobei χ der Abstand zwischen der Nebenschluß- bzw. Shuntsteile zum Speisungspunkt ist.

Zur Berechnung eines gewünschten Haltebzw. Bremsverlaufes gilt: V_D = A ΠΓ ,

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wobei Vjj die erwünschte Geschwindigkeit und A gleich 1 2ä für eine konstante negative Besohleunigung ist. Ea gilt dann:
fx" = K oder V_n = A.K = ^K2

γ ν . -γ- τ

ο OO

Da βg erwünscht ist, daß die tatsächliche

Geschwindigkeit gleich der erwünschten Geschwindigkeit sein sollte, gilt:

V. = ^K2 oder f . V. = K₀ , A -ψ— OA 2

wobei V. die tatsächliche Geschwindigkeit ist.

Der oben abgeleitete Ausdruck wird von

dam Multiplikator 2o und dem Abweichungsdetektor 21 durchgeführt.

Eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung könnte die Empfangsapule statt an der Vorderseite an der Rückseite des Fahrzeuges 1o vorsehen und könnte für den Anschluß des mit veränderlicher Frequenz arbeitenden Sunnier?! bzw. Oszillators 13 an die Schienen 12 an einer Stelle vor der Bahnhofsrampe sorgen, und zwar vergleichbar für einen Ausgangspunkt für ein Bahnhofshaiteprogramm. Gemäß dieser Anordnung würde das Abstandsfrequenzsignal, welches am Fahrzeug 1o empfangen wird, sich direkt mit dem Abstand von dem Speisunggpunkt zu der Bahnhofsrampe ändern, so daß die Frequenz abnehmen würde, wenn die Frequenz des Frequenzgenerators 14 infolge der Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges ]o abnimmt. Durch Auswahl geeigneter Frequenzen für den Generator 14 und den Oszillator bzw. Summer 13 könnte die mit dem Abstand veränderliche Frequenz direkt verglichen werden mit der geschwindigkeitsveränderlichen Frequenz, um ein Eingangssignal für den Integrator 22 zu erhalten.

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Obwohl bisher das beschrieben worden ist, was als die bevorzugte JiusfUhrungsform der Erfindung angesehen wird, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß
verschiedene Änderungen und Modifikationen, ohne den Bahnen der Erfindung zu verlassen, möglich sind, und daß demzufolge durch di· Ansprüche auch solche Änderungen und Modifikationen gedeckt sind, die im Rahmen der Erfindung liegen.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

1. \Geschwindigke its steuerungssystem für Schienenfahrzeuge, Vd^a duroh gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche einen ein Signal veränderlicher Frequenz erzeugenden Generator enthalten, um durch die Schienen (12) von einem an der Schienenstrecke liegenden Punkt oder einem anderen Speisungspunkt zu einem Fahrzeug (io) ein Signal zu senden, dessen Frequenz in Übereinstimmung mit dem Abstand vom Fahrzeug zu dem erwähnten Punkt veränderlich ist, daß auf dem Fahrzeug (1o) Mittel, uiL das abstandsabhängige Signal veränderlicher Frequenz zu empfangen, und Mittel vorgesehen sind, um ein Signal zu erzeugen, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderlich ist, und daß Steuerungsbzw. Regeleinrichtungen vorgesehen sind, die durch das Abstandsfrequenzsignal und das Geschwinäigkeitsfrequenzsignal gemeinsam beaufschlagt bzw. reguliert werden, um die Geschwindigkeit ,des Fahrzeuges im wesentlichen kontinuierlich zu steuern bzw. zu überwachen, wenn dieses sich dem erwähnten an der Schienenstrecke liegenden Punkt nähert.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- bzw. Regeleinrichtungen Rechnerorgane umfassen, um

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ein Halte- bzw. Bremsverlaufmuster zu erzeugen, um das Fahrzeug im wesentlichen an dem an der Schienenstrecke liegenden erwähnten Punkt anzuhalten.

3» System nach Anspruch 2, dadurch gekennze₌ lohnet, daß die Reehnerorgane Mittel umfassen, um ein Produkt von Signalen, welche charakteristisch für die entsprechenden Frequenzen der Abstands- und Geschwindigkeitsfrequenzsignale sind, mit einer Konstanten zu vergleichen, um ein Fehlersignal zu erhalten.

4· System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da 13 das Fehlersignal in den Steuerungseinrichtungen dazu verwendet wird, die Geschwindigkeit des Betriebes des Fahrzeuges zu steuern bzw. zu überwachen.

5. Geschwindigkeitssteuerungssystem für

Schienenfahrzeuge so, wie es im wesentlichen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben und in der Zeichnung dargestellt ist.

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Le e rs e i te