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Fahrzeugeinrichtung zur linienförmigen Fahrzeugbeeinflussung.
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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugeinrichtung zur linienförmigen
Fahrzeugbeeinflussung, bei der zum Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugen
und zentralen Stationen und zur Fahrortsbestimmung längs den Strecken von ortsfesten
Sendern gespeiste, in bestimmten Abständen gekreuzte Linienleiter verlegt sind und
auf zwei an den Fahrzeugen örtlich getrennt angeordnete, mit dem Strahlungsfeld
der Linienleiter gekoppelte Antennen die Informationen von einer zentralen Station
und durch die im Bereich der Kreuzungsstellen unterschiedliche Feldverteilung entsprechende
Kennzeichen übertragen werden.
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Es sind bereits verschiedene Einrichtungen zur Fahrortsbestimmung
und zur Informationsübertragung bekannt. So wird in einer bekannten Zugdeckungseinrichtung
nach DAS 1 106 794, bei der längs den Strecken Leitungen verlegt sind, die mit Sende-
und Empfangseinrichtungen für mehrere Frequenzen auf den Zügen strahlungsgekoppelt
sind, zur Fahrortsbestimmung mit hilfe einer Empfangsantenne der heim überfahren
einer Kreuzungsstelle auftretende Amplituden- und/oder Phasensprung ausgewertet.
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Bei dieser bekannten Einrichtung ist die Dauer der Einwirkung der
Kreuzungsstellen bei höheren Fahrgeschwindigkeiten sehr gering, so dass die Erkennung
der Kreuzungsstellen unsicher ist. Weiterhin kann beim Stillstand eines Fahrzeuges
über einer Kreuzungsstelle keine Information von der zentralen Station empfangen
werden.
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Eine Verbesserung bringt die Verwendung von zwei örtlich getrennten
Empfangsantennen. Hierdurch ist es möglich, eine Kreuzungsstelle zu erkennen, wenn
sie zwischen den beiden Antennen liegt. Beim Überfahren der Kreuzungsstelle
mit
einer Antenne tritt in dieser Antenne ein Phasensprung und gleichzeitig eine momentane
Absenkung der empfangenen Schwingungsamplitude auf.
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Zur Erkennung der Kreuzungsstelle kann entweder die Phasenlage zwischen
den Schwingungen der Empfangsantennn oder die Absenkung einer Antennenspannung verwendet
werden. Dabei muss beim überfahren einer Kreuzungsstelle mit einer der beiden Antennen
gewährleistet sein, dass in der dem Empfänger zugeführten Spannung weder ein Phasen-
noch ein Amplitudensprung auftritt, um die empfangene Infornation nicht zu verfälschen.
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Nach einer bekannten Einrichtung mit zwei auf einem Fahrzeug örtlich
verschieden angeordneten Empfangsantennen nach DAS 1 190 972 wird zum Erkennen der
Markierungsstellen der Doppelleitung aus der Amplitudenmodulation der Empfangsspannung
in den von den beiden Empfangselementen zu der Auswerteschaltung führenden Übertragungskanälen
mindestens ein Regelglied angeordnet. Diesem Regelglied wird von einer Vergleichsschaltung
eine aus der Ausgangsspannung eines der beiden Übertragungskanäle und einer vorgegebenen
Sollspannung abgeleitete Regelgrösse zugeführt, welche das Regelglied so steuert,
dass die betreffende Ausgangsspannung einen festgelegten Wert annimmt und das Verhältnis
beider Ausgangsspannungen proportional dem Verhältnis der Empfangsspannung ist.
Hierbei können die von den beiden Antennen empfangenen Signale noch zusätzlich über
gesonderte, mit unterschiedlichen Frequenzen beaufschlagte Modulatoren weitergeleitet
werden. Diese bekannte Einrichtung dient lediglich zur Erkennung der Markierungsstellen,
jedoch nicht zur Fahrtrichtungserkennung der vorbeifahrenden Züge.
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Für diesen Zweck ist aus der DOS 1 455 381 ein Verfahren zur Zugortung
durch fahrtrichtungsabhängiges Vorwärts- oder Rückwärts zählen von Kreuzungen einer
längs der Strecke verlegten wechselstromdurchflossenen Doppelleitung bekannt. Hierbei
werden die drei für die Jeweilige Entscheidung der Zählrichtung notwendigen Signale
durch Phasenvergleich der in drei am Zuge angebrachten Antennen von der Doppelleitung
induzierten Wechselspannungen gewonnen.
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Bei diesen bekannten Verfahren werden drei auf den Fahrzeugen hintereinander
angebrachte Empfangs antennen benötigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche Fahrzeugeinrichtung
zu schaffen, bei der ohne Beeinflussung der in den Antennensignalen enthaltenen
Informationen gleichzeitig aus der an den Kreuzungsstellen auftretenden unterschiedlichen
Feldverteilung eine Fahrortbestimmung und die Fahrtrichtung eines die Kreuzungsstelle
überfahrenden Fahrzeuges zu ermitteln.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die von den
Antennen empfangenen Signale einerseits zum Anzeigen der Kreuzungsstellen je einer
Triggerschaltung mit nachgeschalteten Exklusiv-ODER-Gattern zugeführt werden und
andererseits zur Weitergabe der auf den beiden Antennen empfangenen gleichen Informationen
die Antennensignale einem gemeinsamen Summator mit einem nachgeschalteten Bandpass
zugeführt werden und dass bei Nichtphasengleichheit der Antennensignale die Phase
des Signals, welches durch das Kennzeichen der Kreuzungsstelle beeinflusst wurde,
durch eine weitere Einrichtung umgepolt wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, als
Kennzeichen zum Umpolen des betreffenden Antennensignals den weiteren Einrichtungen
eine gemeinsame, über eine mit ihrem Eingang an dem Ausgang des Bandpasses angeordnete
Triggerschaltung erzeugte Vergleichsspannung zuzuführen.
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Erfindungsgemäss werden unter Verwendung der vorhandenen Schaltmittel
zum Erzeugen von Fahrtrichtungskennzeichen die Nichtphasengleichheit der Antennensignale
und die zeitliche Folge der Umpolung der entsprechenden Signale ausgewertet.
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Die erfindungsgemässe Einrichtung sei anhand der in den Figuren dargestellten
Schaltungsanordnungen beispielsweise näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltungsbeispiel, bei dem mit Mitteln der
digitalen Schaltungstechnik der Phasenspnung in den empfangenen Antennensignalen
ausgewertet wird, und Fig. 2 ein Beispiel, bei dem der Phasensprung und die Amplitudenänderung
der Antennensignale beim Überfahren einer Kreuzungsstelle ausgenutzt werden.
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In den Figuren sind nur die Schaltungsteile der erfindungsgemässen
Einrichtung dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung unbedingt erforderlich
sind. Weiterhin sind in der Fig. 2 zur besseren Übersicht Schaltmittel beispielsweise
in der Relaistechnik ausgeführt. Diese Schaltmittel können Sedoch durch an sich
bekannte elektronische Anordnungen ersetzt werden.
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In den oberen Teilen der Fig. 1 und 2 sind die örtlich getrennt an
einem Fahrzeug angeordneten Empfangsantennen A1 und A2 angedeutet. Die von diesen
Antennen empfangenen Signale werden in Richtung der Pfeile in die unter den Antennen
Al bzw. A2 dargestellten Schaltungsteile eingegeben.
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Die in den Antennen Al bzw.A2 empfangenen Signale werden in Fig. 1
durch die Triggeranordnungen Blbzw. B2 in Rechtecksignale umgeformt. Diese Rechtecksignale
werden dann in einem Exklusiv-ODER-Gatter G1 verglichen und bei Gegenphasigkeit
der Signale gibt das Gatter ein das Befahren einer Kreuzungsstelle beinhaltendes
Kennzeichen K in die nicht dargestellte Einrichtung zur Fahrortbestimmung ab.
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Befindet sich ein Fahrzeug vor einer Kreuzungsstelle, so sind die
Antennensignale phasengleich. Durchfährt das Fahrzeug nun eine Kreuzungsstelle und
befindet sich diese zwischen den beiden Antennen Al und A2, so hat das Signal der
in Fahrtrichtung liegenden-Antenne die Phase gewechselt. Die Phä
sen
der Antennensignale sind gegenphasig. Verlässt das Fahrzeug die Kreuzungsstelle,
dann springt auch die Phase des zweiten Antennensignals.
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Die beiden Antennensignale sind nun wieder gleichphasig, jedoch gegenüber
der Phasenlage vor der Kreuzungsstelle um 1800 gedreht.
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Wird während diesem Vorgang eine Information von einer zentralen Stelle
aus über die Linienleiter auf das Fahrzeug übertragen, so kann durch die Phasenänderungen
die Information gestört werden. Um dieses zu vermeiden, werden erfindungsgemäss
die empfangenen Antennensignale vor der Weitergabe der Informationen in die Auswerteeinrichtung
auf die ursprüngliche Phasenlage gebracht, d.h. dass eine durch eine Kreuzungsstelle
verursachte Phasenverschiebung, z.B. 1800, des Antennensignals vor der Weitergabe
der Informationen wieder umgepolt wird. Welche Phasenlage die Signale zu Beginn
einer Fahrt einnehmen, ist bedeutungslos, jedoch soll diese ursprüngliche Phasenlage
über die gesamte durchfahrene Strecke auf dem Fahrzeug beibehalten werden.
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Zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemässen Einrichtung
sei angenommen, dass im ursprünglichen Zustand die beiden Antennen A 1 und A2 gleichphasige
Signale empfangen. Der Ausgang des Triggers B3, Fig. 1, soll ebenfalls eine mit
diesen Signalen phasengleiche Spannung abgeben. Die beiden Eingänge der Exklusiv-ODER-Gatter
G2 und G4 sind somit auch phasengleich, wobei der Ausgang dieser beiden Gatter logisch
Null ist. Weiterhin haben die Exklusiv-ODER-Gatter G3 und G5 an ihrem einen Eingang
ständig Null, so dass ihre Ausgangssignale gleichphasig mit den Antennensignalen
sind. Die an den Ausgängen der Gatter G3 und G5 anliegenden Signale werden nun einem
analogen Summator S zugeführt und dann das gemeinsame Signal mit der Information
J über einen Bandpass BP in die nicht dargestellte Auswerteeinrichtung weitergeleitet.
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Das am Ausgang des Bandpasses anliegende Signal wird dann noch über
einen Trigger B3 als Vergleichs spannung mit der entsprechenden Phasenlage den einen
Eingängen der Gatter G2 und G4 zugeleitet.
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Durchfährt nun ein Fahrzeug eine Kreuzungsstelle» so springt z.B.
die Phase des Signals an der Antenne Al und die Eingangssignale am Gatter G1 sind
gegenphasig. Am Ausgang tritt ein Signal als logisch 1 auf, das nun als Kennzeichen
K in einer nicht dargestellten Einrichtung zur Anzeige einer Kreuzungsstelle und
des augenblicklichen Fahrorts ausgewertet wird.
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Gleichzeitig liegen nun an den Eingängen des Gatters G2 gegenphasige
Spannungen an, so dass nunmehr das Gatter G3 die Phase des Signals der Antenne Al
umpolt. Somit liegt auch an dem Summator S das Antennensignal wieder mit der ursprünglichen
Phasenlage an.
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Aus dem Kriterium der zuerst vorhandenen Gleichphasigkeit der Antennensignale
und der nun folgenden zeitlichen Umpolung der Gatter G2 und G4, wobei z.B. zuerst
am Ausgang des Gatters G2 logisch 1 und nach dem Durchfahren der Kreuzungsstelle
auch am Ausgang des Gatters G4 logisch 1 erscheint, kann nun aus der Folge der Kennzeichen
F1 und F2 in einer nicht dargestellten Einrichtung ein Fahrtrichtungskennzeichen
für das betroffene Fahrzeug abgeleitet werden.
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In der Fig. 2 ist ein weiteres Schaltungsbeispiel der erfindungsgemässen
Einrichtung dargestellt, bei dem zur Fahrortbestimmung beim Durchfahren einer Kreuzungsstelle
die Amplitudenänderung und der Phasensprung der Antennensignale verwendet werden.
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Bei diesem Beispiel wird das Umpolen der Antennensignalspannungen
nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, mit logischen Gattern, sondern mit elektromechanischen
oder elektronischen Schaltern vorgenommen. In Fig. 2 sind lediglich elektromechanische
Schalter, nämlich die Relais R1 bzw. R2 mit ihren Kontakten R11, R12 bzw. R21, R22
verwendet worden.
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Es sei nun angenommen, dass ein Fahrzeug sich mit beiden Antennen
A1 und A2 in einem Linienleiterabschnitt befindet und die Schaltmittel hierbei die
in Fig. 2 dargestellten Zustände eingenommen haben. An den Ausgängen
der
Gatter G6 bzw. G7 liegt logisch Null an und die Relais R1 bzw. R2 sind nicht erregt.
Die von den Antennen empfangenen gleichphas8-gen Signale werden in diesem Fall über
die Kontakte R11 bzw. R21 dem Summator S zugeführt und dann über den Bandpass BP
-einerseits als Information J zur nicht dargestellten Einrichtung und andererseits
über die weitere Triggeranordnung B6 zu Je einem der Eingänge der Gatter G6 und
G7 weitergeleitet.
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Überfährt nun der Wagen, z.B. zuerst mit der Antenne Al, eine Kreuzungsstelle
der Linienleiter, so wird die in der Antenne Al ampfangene Signalamplitude abgesenkt
und dann die Phase der Signalspannung um 1800 gedreht.
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Dieses Signal wird nun über die Phasenumkehrstufe U1 und die Triggeranordnung
B4 dem einen Eingang des Gatters G6 zugeführt. Durch die Verzögerung des Bandpasses
BP bleibt die ursprüngliche Spannung am anderen Eingang des Gatters G6 erhalten.
Durch die gegenphasigen Spannungen an den Eingängen des Gatters G6 tritt am Ausgang
des Gatters logisch 1 auf, wodurch das Relais R1 erregt wird und die Kontakte R11
und R12 ihre in der Figur dargestellte Lage wechseln. Über die nunmehr durchverbundene
Leitung mit den Kontakten R12 und R22 wird nun über K1 und K2 ein Fahrortkennzeichen
durch Meldung einer Kreuzungsstelle weitergegeben. Gleichzeitig wird durch den Kontakt
R11 dem Summator S über die Umkehrstufe U1 das Antennensignal wieder in der ursprünglichen
Phase zugeführt. Wird nun durch die Bewegung des Wagens auch die Antenne A2 über
die Kreuzungsstelle geführt, so tritt auch im Schaltungsteil zugehörig zur Antenne
A2 der gleiche Vorgang wie zur Antenne A1 auf. Dem einen Eingang des Gatters G7
wird zum anderen Eingang über die Umkehrstufe U2 und die Triggeranordnung B5 ein
gegenphasiges Signal zugeführt, der Ausgang wird logisch 1 und das Relais R2 mit
seinen Kontakten R21 und R22 erregt. Der Kontakt R21 legt den Ausgang der Umkehrstufe
U2 an den einen Eingang des Summators und der Kontakt R22 unterbricht die Leitung
zur Abgabe des Kreuzungsstellenkennzeichens.
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Die Schaltungsanordnung bleibt in diesem Zustand, bis der Wagen die
nächste Kreuzungsstelle erreicht.
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Durch die zeitliche Folge der an den Ausgängen der Gatter G6 bzw.
G7 anliegenden Kennzeichen F1 bzw. F2 kann wiederum die Fahrtrichtungserkennung
abgeleitet werden.
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Eine zweckmässige Anordnung der Antennen Al und A2 ist dadurch gegeben,
dass die beiden Antennen einen möglichst grossen Abstand haben, z.B.
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am Anfang und Ende eines Triebfahrzeuges angebracht werden.
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3 Patentansprüche 2 Bl. Zeichnungen mit 2 Fig.