DE2063864A1 - Signalgenerator zur Erzeugung eines Stopverhaltens - Google Patents

Signalgenerator zur Erzeugung eines Stopverhaltens

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DE2063864A1 DE19702063864 DE2063864A DE2063864A1 DE 2063864 A1 DE2063864 A1 DE 2063864A1 DE 19702063864 DE19702063864 DE 19702063864 DE 2063864 A DE2063864 A DE 2063864A DE 2063864 A1 DE2063864 A1 DE 2063864A1
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Vincent Patrick Anderson Robert Frank Rochester N Y Kovalcik (V St A)
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General Signal Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Description

PATENTANWÄLTE
DR. ING. A.VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER
21 HAMBURG 90 8 MÖNCHEN 80
WILSTORFER STR. 32 -TEL. «J41I> 770861 2 Π 6 3 8 6 A LUCItE-ORAHN-STR. 3a -TEL1(OBItI 440646
2 K öez, 1970
General Signal Corporation, Rochester, N.Y. USA Signalgenerator zur Erzeugung eines Stopverhaltens
Die Erfindung bezieht sich auf einen Signalgenerator zur · Verwendung in einem Fahrzeug und im besonderen auf die Erzeugung eines Stopverhaltenssignals, womit ein Signal ge-' meint ist, das als Funktion des Ortes des Fahrzeugs relativ zu einem gewünschten Anhaltepunkt veränderlich ist. Die Funktion ist die, daß, wenn ein weiteres Signal, das eine g Funktion der tatsächlichen Bewegung des-Fahrzeugs, im ellgemeinen seiner Geschwindigkeit, ist, durch eine Regelung der Fahrzeuggesciiwindigkeit gleich dem Stopverhaltenssignal gehalten wird, das Fahrzeug sich nach dem Passieren einer Stelle am Rande seiner Bahn verzögert und am vorgesehenen Punkt stehen bleibt, wobei die Verzögerung eine gev/ünschte Funktion üer Zeit und des Abstände ist. Die Bezeichnung "nichtlineares otopvorhaltenssignsl" bezieht sich auf ein StopverhaliKianaignel, dos eine nichtlineare Funktion des vom Fahrzeug durchmessenen Abstands nach dem Beginn des Stop— Verhaltens ist.
109827/1054 original inspected^
DlUTlCHl IANK AO., MAHtUKO »S/SOtlt FOITICHICKi HAMtURO 1173 20
Systeme zum Berechnen von Stopverhaltenssignalen für Fahrzeuge sind besonders bei der Verwendung.in.Verbindung mit schnellen Zügen nützlich, um ein weiches Anhalten der Züge an Bahnsteigen zu erleichtern. Bisher vorgeschlagene Systeme beruhen allgemein auf dem Berechnen eines Stopverhaltenssignals unter Verwendung von Analogwerten für die vom Fahrzeug von seinem Ort bis zum Anhaltepunkt zurückzulegende Entfernung, Solche Systeme speichern ein Analogsignal, das für den vom Fahrzeug bis zu seinem Anhaltepunkt zurückzulegenden Abstand charakteristisch ist, wobei vorgesehen ist, daß dieses den zurückzulegenden Abstand bezeichnende Signal bei der Weiterbewegung des Fahrzeugs modifiziert wird. Dieses Signal wird im allgemeinen in einem Kondensator gespeichert. Steht ein Zug bereits an einem Bahnsteig, dem sich ein zweiter Zug unter Verwendung eines solchen Systems annähert, so kann es für den zweiten Zug erforderlich sein, vor dem Bahnsteig anzuhalten und zu warten, bis der erste Zug ausfahrt. Unter diesen Umständen hat es sich als schwierig erwiesen, die Speicherung des Analogsignals für den zu durchmessenden Abstand genau aufrecht zu erhalten, so daß, wenn der zweite Zug seine Fahrt zum Bahnsteig fortsetzt, das programmierte Stopverhalten in genauer Weise fortgesetzt wird.
Die. Erfindung schafft einen Signalgenerator zur Verwendung in einem Fahrzeug zum Erzeugen eines nichtlinearen Stopverhaltenssign»3js gemäß obiger Definition, mit einem Impulsgenerator, der InjpuXse mit auf den vom Fahr zeug zwischen den Impulsen di^öMföitf^öß, Ätetönä bezög^nep Äeitebständen erzeugt.,, mit einer: Si^itfiXspsicfeöyeinricntung Jsum Speichern einer .digi· talen"'EsliX. öinss?Binst©lXei.nrich1iung|zum EinistelXen des InhaIta der Sp4ioKöreivöricli1;iAns zu Beginn» afc», St opveriaeX tens, ; , einer auf die Impulse ansprechenden HegeXeihrichtung zum inkrementellen Andern cles InheXts &0r Speichereinrichtung und
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mit einer Digital-Analog-Wandlereinrichtung, die zur Erzeugung des Stopverhaltenssignals den Inhalt der Speicher-. einrichtung verarbeitet. Die digital gespeicherte Zahl wird zu einem Analogwert zum Kombinieren mit einer Konstante zum Erzeugen des Stopverhsltens umgewandelt.
Zusammengefaßt ergibt sich also, daß durch die Erfindung ein System zum Berechnen des Stopverhaltenssignals geschaffen wird, das damit beginnt, daß das Fahrzeug bei Annäherung an den Anhaltepunkt eine seitlich an seiner Bahn angeordnete Streckeiimarke passiert. Der Digitalspeicher speichert eine der Quadratwurzel des Abstands von der Marke zum Anhaltepunkt entsprechende Zahl. Ein Deltazähler bringt periodisch die digitale Speicherung auf den neuesten Wert, während das fahrzeug seinen Weg von der Marke zum Anhaltepunkt fortsetzt. Der Digital-Analog-Wandler wandelt den digital gespeicherten Wert in das Analogsignal um, das mit der Konstanten zur Erzeugung des Stopverhaltens kombiniert wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung erpreben sich aus der folgenden B&schreibung eines Ausführungsbeispiels unter üezugnahme auf die Zeichnung. Es zeilen:
ii'igur 1 ein p.chematisches Diagramm eines erfindungegemäßen öignalgenerators zur Yerv/endufig in einem .Fahrzeug zur Erzou{j;urj.[j eines Gtopverhaltensai^iials; und
\Fi«-ur 2 eine kurve abnehmender Unterschiede.
r 1 veranschaulicht ein System zum !berechnen eines ütopverholtennni-T-sls für ein iTohrzeug 10, während sich dier-Gs entlang ei;-i.-r oürccko einen Eisenbahu^leises 11 zu einem Anhaltepunkb am .bahnsteig 12 eines rsahnhoi"ep bewe;;t. ·
./ 109827/1054
Das Stopverhalten läuft an, wenn das Fahrzeug 10 an einer Streckenmarke 13 vorbeifährt. Ein Digitalzähler .14 speichert anfänglich eine Zahl, die der Quadratwurzel des Abstands von der ftiarke 13 zum Anhaltepunkt gegenüber dem Bahnsteig 12 entspricht. Der digitale Speicherwert für den Zähler 14 wird zu Beginn in diesen eingespeichert, wenn das Fahrzeug 10 sehr nahe an der harke 13 vorbeifährt, wodurch ein Markierungsempfänger 15 betätigt wird und den Digitalzähler 14 in eine Zählstellung .stellt., die der Quadratwurzel des Abstands D von der Streckenmsrke 13 zum Anhaltepunkt am Bahnsteig; 12 entsprich"!;.
Es ist vorgesehen, daß der Speicherwert im Digitalzähler 14 periodisch korrigiert wird, wenn sich das Fahrzeug seinem Anhaltepunkt annähert. Die Einrichtung hierfür umfaßt einen Δ D-Impulszähler 16, dessen Zählwert um ΔD-Impulse reduziert wird, die dem ^usgangssignal eines von einer Achse angetriebenen Generators 17 entstammen. Der Zähler 16 bringt periodisch den Digitelzahler 14 bei ,mnäherung des Fahrzeugs 10 an seinen Anhaltepunkt am Bahnsteig 12 auf den neuesten dtand.
Ein Digital-Arialog-'w'andler 18 setzt den Speicherwert des Digitalzählers. 14 in einen Anslogwert um, der in einem ^etriebsverstärker 19 mit einer nonsbeuten kombinierü wird, un ein Verhaltenssignal zu erzeugen, das bei der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 10 abnimmt.
Vor der Erläuterung der Arbeitsweise der ochsluung im einzelnen sei zuerst die Art dea zu erzeugenden otopverhaltens und diu BesiGnung der Werte zur Formung des Verhol υεο:.;.: betrachtet, jo'ine Lurve 2u (Figur 2) beschreibt die CLixolji.jt.-i'c-:, ■.lotersciiieue entsprechend der Gleichung
109827/105 A BAPORlGfNAL
y = 1ΊΓ
wobei y eine !Punktion von χ gleich -j χ ist. χ kann also als der tatsächliche Abstand des Fahrzeugs vom Anhaltepunkt am Bahnsteig 12 und y als Quadratwurzel dieses Abstands aufgetragen werden. Die Kurve 20 stellt daher die Grundlage für Änderungen im Stopverhaltenssignal dar, das am Ausgang des Betriebsverstärkers 19 auftritt, in dem das Verhalten um eine ,/ Konstante K modifiziert werden kann, die einer ausgewählten Verzögerungsrate entspricht. ',,· ■ I
Die aufeinanderfolgenden Schritte der Kurve 20 können folgendermaßen berechnet werden:
y β χ
) * x "■
- 2y & y + Δy
es sei: „
dann ist: -2y + 1 » - Δχ «Λ, ·* fc-"|/ -U
Als typisches Beispiel sei angenommen, daß die Streckenmarke 13 das Stopverhalten in einem Abstand von 2704 Fuß vor dem Anhaltepunkt auslöst. Dies ist der Wert von x. y ist gleich der Quadratwurzel dieses Werts, also 52. Dies ergibt einen Anfangspunkt auf der Kurve 20 und der Digitalzähler 14 wird-durch den Fierkierungsempfanger 15 suf die Kopplung einer Empfängerspule 21 mit der darauf abgestimmten Streckenmerke 13 auf diese Zahl eingestellt.
■-■■ --r .-.H* 109827/1054 ./. 6
Ist. ^y = 1, so wird y um die Zählung 1 vermindert, wenn die vom Fahrzeug 10 von der Marke 13 ab zurückgelegte Entfernung ^x gleich (2y - 1) Fuß beträgt, was beim betrachteten Beispiel 103 Fuß ist. Es bleibt also ein vom Fahrzeug 10 bis zum Anhaltepunkt noch zurückzulegender Weg χ von 2601'Fuß.
Ist'der Digitalzähler 14 (Figur 1) anfänglich durch den Markierungsempfänger 15 eingestellt worden, so wird vom Digitalzähler 14 eine Zählung gleich 2y durch geeignete Kopiergatter 22 im Δ x-Zähler 16 kopiert und es wird ein Zählwerk 1 von dieser Zählung subtrahiert, um die angegebene Gleichung für ^x. zu erfüllen. Der Abstand Δ χ Wird mit Hilfe von Impulsen gemessen, die vom Frequenzgenerator 17 erzeugt werden und von einem Zähler 23 gezählt werden; das Ausgangssignal des Zählers 23 wird von einem' Modifikator und Gattern 24 entsprechend der Einstellung eines Radabnützungswählers 25 modifiziert. Dies dient dazu, Ausgangsimpulse des Modifikatoics und der Gatter 24 zu erhalten, die durch eine Sperrschaltung 26 zum Ax-Zähler 16 geleitet werden. Für die speziellen in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung: verwendeten Parameter beträgt das Ausgangssignal des Modifikatore und der Gatter 24 einen Impuls für jeden vom Fahrzeug 10 zurückge- · legten Fuß.
Der /\x~.Zähler 16 arbeitet deshalb in Perioden. Er wird zu Beginn jeder Periode auf einen Zählwert von zweimal dorn Zählwert im Digitalzähler 14 minus 1 eingestellt und zählt während der Periode entsprechend seinem Eingangssignal, also einem Impuls je vom Fahrzeug 10 zurückgelegtem Fuß,- abwärts. Ist der Zählwert im Zähler 16 auf .Null reduziert, ao wird ein Ausgangssignal an ein ( ^1X = O)-Gatter 27 abgegeben,
109827/1054 ' BADORfOINAL
um die Beendigung dei* Periode zu verursachen und die ii^cLste ij.roeitsperiode für den ^x-Zähler 16 einzuleiten. Jiiu bcnieberegisber 28 dient dazu, dss Einleiten der aufeinanderfolgenden Arbeitsperioden des /\x-Zählers 1ö zu erleiclitern; es wird durch eine Zeitschaltung 29 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit ständig betrieben. Erreicht der ^x-2ähler 1b· den Zälilwert null, so steuert das Gatter 27 die bperrschsltung 26 an, um während der Zeit, au der· dex1 ^x-ij&hler auf I\ull steht, ein Eingangssignal ν o:Ti i-iOuixilzs cor und den Gettern 24 au verhindern. Gleich- " g ist füi· das Getter 27 ein Ausgangssignal an des
^istcr ZC vor ge seilen, um ein Ausgangs signal der erstem Stufe des Schieberegisters 28 über eine Leitung 30 an die ivopiurfat-cer 22 abzugeben. Dies ermöglicht die Übertretung des «.,uhlv.-erts im Di1Vi'colzähler 14 in den Δ,Χ-^ähler 16, wobei die '.i-^rte in der. Jev/eiligen Stufen des Wählers sur "i:-t,cjist nöhereu u'üui'o des Δχ-^ählers 1c übertragen werden und so die kühlung im Lanier 14 bei ihrer Linspeisung in den Zähler 16 mit 2 multipliziert wird. Ist das Eingangssignal in das Schieberegister 28 zur dritten Stufe gelangt, so cub träniert ein Aus'gxin^Gsignal über eine Leibung Ύ\ eine Zählung vom Digitalzähler 14 und ein Ausgangssignal über ä eine Leitung 52 eine Zählung vom ^\x-Zähler 16 für die soeben eingeleitete Periode. 1st das Signal im Schieberegister 2b bis zur vierten Stufe fortgeschritten, so wird ein Ausgangssignal über eine Leitung 55 abgegeben, das die Spex-rkchaltunß· 26 zurückstellt, und die Ausgangsimpulse des Modifikators und der Gateer 24 v/erden durch die Sperrschaltung hindurch zur Subtraktion vom Zählwert im Zähler 16 durchgelassen. Die Arbeitsfrequenz dex· Zeitschaltung 29 ist erheblich höher als die Frequenz der Ausgangsimpulse des I-iodifiicoLor:: und der Gatber 24, so daß dafür fresor-jrt
""ΐα;""" *''Λ"4 Ί 09827/1054
ist, daß in der Übergangszeit vom Ende einer Arbeitsperiode des Zählers 16 bis zum Beginn der nächsten Periode keine Impulse verloren gehen.
Widerstände 34- und 35 werden selektiv parallel zu einem Kondensator 36 mit Hilfe von Schaltern 37 bzw. 38 geschaltet, damit sich im Betriebsverstärker 19 eine Verzögerungsmodifikation ergibt, wie es zur Erzeugung eines Stopverhaltenssignals erwünscht ist, das äquivalent einer mit der Quadratwurzel des noch bis zum Anhaltepunkt zu überwindenden Abstands multiplizierten Konstante ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 19 stellt also ein Signal dar, das entsprechend der durch die Schalter 37 und 38 gewählten Geschwindigkeit eine konstante negative Beschleunigung hervorrufen soll.
Die digitale Speicherung der noch vom H1Ohrzeug 10 zurückzulegenden Streckenweite in der beschriebenen Weise ergibt, daß beispielsweise im Pail, daß das fahrzeug 10 aufgrund von Verkehrsgegebenheiten bereits vor dem Anhaltepunkt stehen bleiben muß, der Speicherwert genau aufrecht erhalten wird, unabhängig von der durch den Vorzug des Fahrzeugs 10 sich ergebenden Zeitspanne. .b'äLrt dan i'ahrzeug also wieder an, so wird sein otopverhalten renau entsprechend den in dori Zählern 14- u.:d Ic aufrechterhaltene:.. Speicheri.'erüen berechnet.
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Claims (7)

  1. — 3 'c e η t ο η π ρ r üc Ji_.jp
    M1. \iir'7ii0].generator zur Verwendung in einem jj'ahrzeue: zur Erzeugung-eines nichtlinesren Stopverhaltenssignals, mit einem- Impulsrcencrotoi· zum Erzeugen von Impulsen zu Intervallen, die der vom i'ahrzeug zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen zurückgelegten Wegstrecke zugeordnet sind, und mit einer Signal'/erarbeitungseinrichtung, die auf diese Impulse anspricht und das otopverhaltenssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinidchtmig eine Digitalspeichereinrichtung (14-) zum speichern einer digitalen 2aiii (y) , eine üiiistelleinrichüUiijj, (1^) zum jiiastellen des Inhalts der speichereinrichtung zu beginn des ÖtopVerhaltens, eine Regeleinrichtung (16, 22, 26 bis 'du), die auf die impulse zum inkremenjellen Andern des Inhalts (y) der Speichereinrichtung (14) anspricht, und eine Digital-Jinalo^.-Wandlereinrichtung (16, Iy), die auf den Inhale (y) der Speichereinrichtung (14·) zum Erzeugen des Stopverlialtenssignal (V. ) anspricht, umfaßt,
  2. 2. Signalgenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtuag (34- bis pö) zum selektiven hodifizieren der ^Beziehung zv/isch.en dem btopverhalcenssignal (V ) und dem Inhalt (y) der Speichereinrichtung (14·).
  3. 3. Signalgenerauor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch -gekennzeichnet;, daß die Einstelleinrichtung (1.1)) auf ein Signal von dber Strecke-Luaarke (1^) hin. tion Inhalt der Speichereiririchig (14) einquellt und es weiterhin der Kegeleinricntung
    icnb, den Inhalt (y) der Speichereinrichtung (14-) zu ander χι.
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  4. 4. Sigrialgenerator nach einein der Ansprüche 1 bis J5 dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (14) einen Digitalzähler umfaßt, der zum. Abwartsziihleii von einer von der Einstelleinrichtung (15) eingestellten Zahl nach iNull eingerichtet ist.
  5. 5. Signalgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekermzeich-. net, daß die Regeleinrichtung (16, 22, 26 bis 28) wiederholt konstante Zahlenzunahmen ( ^\ y) vom Zählwert des Digital-Zählers (14) auf unterschiedliche Anzahlen ( /S^ x) der Impulse hin subtrahiert.
  6. 6. Signalgenerator nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (16, 22, 26 bis 28) einen Zähler (16) zum Zählen der veränderlichen Anzahl ( /\ x) der Impulse und eine von diesem Zähler (16) wiederholt getriggerte Einrichtung (22, 26 bis 28) zum Abziehen des konstanten Zuwachses (/\ y) vom Inhalt der Speichereinrichtung (14) umfaßt.
  7. 7. Signalgenerator nach Anspruch 6, dessen Stopver- haltenssignal proportional der Quadratwurzel des Abstands des Fahrzeugs von seinem Anhaltepunkt gemachb wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl (^ x) der vom Zähler (15) vor dem Subtrahieren des Zuwachses ( /\ y) /O!:l liinalt (jr) der Speichereinrichtung (14) gezählten Impulse .--leich /\ (2y - ^ y) ist, wobei /\j vorzugsv/eise gleich der Einheit ist.
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