DE2344328A1

DE2344328A1 - Anordnung zur automatischen steuerung der geschwindigkeit eines fahrzeuges

Info

Publication number: DE2344328A1
Application number: DE19732344328
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Regie Autonome des Transports Parisiens; INTER ELEC
Current assignee: Regie Autonome des Transports Parisiens; INTER ELEC
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-09-03
Publication date: 1974-03-21
Also published as: US3850391A; DE2344328C3; GB1416926A; CH562118A5; FR2198658A6; DE2344328B2

Description

'-'344328

REGIE AUTOlTOtIS DES TRANSPORTS PjIRISIENS, Stablioaomont public

und
INTER-ElEG, S.A. D 72-31389

Anordnung zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs.

Zusatz zu dem Hauptpatent (Patentanmeldung Nr. 21.23791-2

vom 13.Hai 1971)

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur

automatischen Steuerung der effektiven Geschwindigkeit eines Fahrzeugs durch ein gegebenes Pahrprograram und zwar im besonderen eine Sicherheitsvorrichtung, welche eine Notbremsung steuert, wenn die wirkliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs an einer Stelle seiner Fahrstrecke einen an dieser Stelle seiner Fahrstrecke vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.

Die Erfindung ist eine Weiterbildung der

den Gegenstand des Hauptpatents (Patentanmeldung Nr.

21.23791.2 vom 13. Mai 1971) bildenden Anordnung.

Die Anordnung zur automatischen Steuerung

4 0 9 812/0920 ^ömmHAL ^lNSPECTSD

eines Fahrzeugs, insbesondere eines Zuges, nach' dem Hauptpatent enthalt einen Signalsender, der an das Fahrzeug eine StreckeniriioiMiation jsdeaaal iiach üüi'ückleguiig einee bestimmten IVihrstreekenabschnitts liefert» dessen länge eine wachsende (z«B. lineare) funktion der für das Fahrzeug an der betroffe*fci Stelle seiner Fahrstrecke gewünschten Geschwindigkeit ist, wooei diese Anordnung ausserdeia an Bord des Fahrzeugs eine Steuereinrichtung, die aufgrund der Streckeninforjnationen Brems- oder Antriebsbefehle an die Brenis- oder Antriebseinrichtimgen des Fahrzeugs gibt, je nachdem, ob dieses diesen Streckenabschnitt in einer 2eit durchfahren hat, welche kleiner oder grosser als eine vorbestimmte Zeit ist, einen ebenfalls von den Streckeninformationen gesteuerten Generator, der jeweils am Ende der Durchfahrt des Fahrzeugs durch jeden FahrStreckenabschnitt ein veränderliches (z.B. sagezahnformiges) Signal liefert, dessen Amplitude eine Funktion der fur das Durchfahren des betreffenden Abschnitts von des Fahrzeug benötigten Zeit ist, und eine mit den von dem Generator erzeugten veränderlichen Signal gespeiste Sicherheitsvorrichtung, welche anstelle der von der Steuereinrichtung gegebenen Befehle einen Hotbremsbefehl setzt, wenn die Amplitudenhochstwerte der (von dem Generator erzeugten) veränderlichen Signale unterhalb eines Schwellenwerts bleiben, der von der programmgemäss für den gerade durchfahrenen Abschnitt festgelegten Zeit abhängt, aufweist» Dieser Schwellenwert ist so gewählt, dass er einer Geschwindigkeit entspricht, welche merklich hoher (z.B. um 10$) als die für den entsprechenden Abschnitt des Programms vorgegebene Geschwindigkeit ist.

Me Erfindung bezweckt die Herstellung

einer derartigen Sicherheitsvorrichtung, welche unzeitige,für die Fahrgäste des Fahrzeugs störende Notbremsungen verhindert.

Die Erfindung bezweckt ferner die Herstellung einer derartigen Sicherheitsvorrichtung, welche einen Haltebefehl nicht nur gibt, wenn das Fahrzeug mit einer unzulässigen Geschwindigkeit fährt, sondern auch wenn das Fahrzeug mit einer Geschv/indigkeit fährt, -welche kleiner als eine (kleine) vorbestimmte Geschwindigkeit ist, um zu verhindern, dass das Fahrzeug in Rückwärtsfahrt abwärtsfährt, wenn es auf einer Stei·

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gung fahrt und infolge einer Störung die Antriebsanordnung nicht ihre Aufgabe erfüllen kann·

Die erfindungsgemässe Sicherheitsvorrichtung

enthält Auslösern!ttel, welche der Sicherheitsvorrichtung gestatten, einen ITotbreinsbefehl zu liefern, einerseits, nur wenn das Fahrzeug eine Strecke durchfahren hat, welche wenig verschieden von einer vorbestimmten Strecke ist, welche grosser als der längste Abschnitt der Fahrstrecke ist, nach dem Auftreten eines veränderlichen Signals, dessen Höchstwert kleiner als.der Schwellenwert ist, und andererseits, wenn dieser Höchstwert diesen Schwellenwert nicht auf dieser vorbestimmten Strecke überschritten hat.

Die Auslösern!ttel enthalten vorzugsweise

einen Kondensator, Mittel, welche diesen Kondensator jedesmal dann laden, vena der Höchstwert des veränderlichen Signals den Schwellenwert übersteigt, Messmittel zur Messung der Länge des von dem Fahrzeug durehfahrenen. Weges, welche einen Impuls (vorzugsweise konstanter Dauer) jedesmal dann liefern, wenn das Fahrzeug eine gegebene Strecke durchfahren hat, welche kleiner als der kürzeste Abschnitt seiner Fahrstrecke ist, wobei die Auslösemittel ausserdem Entlademittel, welche bei jedem Auftreten eines von den Messmitteln gelieferten Impulses die von dem Kondensator angesammelte Ladung um eine gegebene Menge verringern, und einen Komparator enthalten, welcher ein fur die ladung des Kondensators kennzeichnendes Signal mit einem Bezugssignal vergleicht und je nach dem Ergebnis"dieses Vergleichs ein Vergleichssignal liefert, oder nicht, welches ausgewertet wird, um den liotbremsbefehl zu geben, oder nicht.

Bei einer besonderen Ausfuhrungsform der Erfindung enthalt die Sicherheitsvorrichtung Mittel, welche auf den Eingang des Komparators ein Signal geben, dessen Amplitude die Ladung des Kondensators darstellt, und dessen Frequenz die gleiche wie die der von den Mitteln zur Messung der Lange der von dem Fahrzeug durehfahrenen Strecke gelieferten Impulse ist, wobei der Komparator so ausgebildet ist, dass das Vergleichssignal, wenn es vorhanden ist, die gleiche Frequenz wie die von den Messmitteln gelieferten Impulse hat.

In diesem Fall enthält die ßicherheitsvor-

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richtung zweckmassig ausserdem einen zweiten Kondensator, durch diese Yergloichssigm-:.lö gesteuerte Kittel zur Ladung dieses zweiton Kondensat or β, ψέ'Ιη,βΆ ßntladekreia zur Entladung des ^v/eiten Kondensators mit einer solchen Zeitkonstante, dass die ladung des zv/eiten Kondensators unter einen gegebenen Wert fällt, wenn die frequenz der Vergleichssignale kleiner als eine einer gegebenen Geschwindigkeit Vq entsprechende gegebene Frequenz £q ist, wobei die Sicherheitsvorrichtung so ausgebildet ist, dass, wenn die ladung des zweiten Kondensators kleiner als dieser gegebene Wert ist, von dieser Sicherheitsvorrichtung ein Befehl zum Anhalten des Fahrzeugs gegeben wird.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgeoiässe Sicherheitsvorrichtung.

Fig. 3 seigt Schaubilder zur Darstellung

der Arbeitsweise der verschiedenen Elemente der in Fig. 1 und 2 dargestellten Sicherheitsvorrichtung.

Es sei zunächst die Ausbildung der Anordnung zur automatischen Steuerung angegeben, fur welche die erfindungsgeinässe Sicherheitsvorrichtung besonders gut geeignet ist.

Diese Anordnung zur automatischen Steuerung

eines Fahrzeugs, z.B. eines Eisenbahnzuges oder einer Untergrundbahn, gehört der Art an, bei welcher die wirkliche Geschwindigkeit des Zuges durch ein gegebenes Fahrprogramm gesteuert wird. Hierfür ist die von dem Fahrzeug durchfahrene Fahrstrecke in Abschnitte unterteilt, deren länge zu der Geschwindigkeit proportional ist, welche für das Fahrzeug an der Stelle, an welcher sich dieser Abschnitt befindet, gewünscht wird. Diese Abschnitte können an dem Gleis verwirklicht sein oder nicht. Die Anordnung enthält ferner Mittel, welche dem Fahrzeug eine Streckeninformation jedesmal dann liefern, wenn dieses einen Abschnitt seiner Fahrstrecke durchfahren hat. Wenn die Abschnitte durch ein stromdurchflossenes geradliniges Kabel verwirklicht sind, welches längs des Gleises angeordnet ist und an der Grenze zwischen den Abschnitten zackenfcrmige Ohregelmässigkeiten aufweist, enthalten die Kittel zur lieferung einer

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Streckeninfonaation Signalgeber, welche jedesmal dann ein Signal liefern, wenn der Zug über diese Unregelmässigkeiten fährt. Das System zur automatlüchen Steuerung enthält Anordnung £·& für den Antrieb und die Bremsung des Zuges und eine Steuervorrichtung für diese Anordnungen. Diese Steuervorrichtung -wertet die Streckeninformationen au3, um je nachdem «■*> eine Antriebsanordnung oder eine Bremsanordnung in Betrieb zu setzen. Die an jedem Abschnitt gewünschte Geschwindigkeit ist gleich dem Verhältnis zwischen der lange dieses Abschnitts und einer vorbestimmten Zeit 2q. Wenn daher das Fahrzeug einen Abschnitt in einer Zeit durchfahren hat, welche kleiner als die Zeit Tq ist, ist seine Geschwindigkeit grosser als die gewünschte Geschwindigkeit, und die Steuervorrichtung schaltet eine "Stufe" der Bremsanordnung ein. Wenn dagegen der Zug einen Abschnitt in einer Zeit durchfahrt, welche kleiner als die vorbestimmte Zeit ist, ist seine Geschwindigkeit kleiner als die gewünschte Geschwindigkeit, und die Steuervorrichtung schaltet eine Stufe der Antriebsanordnung ein.

Die Sicherheitsvorrichtung gemäss dem

Hauptpateat enthält einen-Generator, welcher ein veränderliches Signal liefert, dessen Amplitude am Ende der Durchfahrt des Fahrzeugs durch jeden Abschnitt seiner Fahrstrecke für die Zeit kennzeichnend ist, welche der Zug zum Durchfahren dieses Abschnitts gebraucht hat. Bei dem behandelten Beispiel ist dieses veränderliche Signal ein Sägezahn, welcher zu Beginn eines jeden Abschnitts anfängt, und ata Ende desselben aufhört. Die Amplitude des von dem Generator gelieferten Sägezahns ist also am Ende eines jeden Abschnitts proportional zu der von dem Zug zum Durchfahren dieses Abschnitts gebrauchten Zeit. Das Auftreten und das Verschwinden der von dem Generator gelieferten Sägezähne wird natürlich durch die Streckeninformationen gesteuert. Die Sicherheitsvorrichtung enthalt ferner Vergleichsmittel, welche den Höchstwert eines jeden Sägezahns mit einem. Sehwellenwert vergleichen, welcher eine Zeit T entspricht, welche kleiner als die Zeit Tq ist. Diese Sicherheitsvorrichtung enthält schliesslich Mittel, welche ein Steuersignal für einen lotbremsbefehl liefern, wenn das von den Vergleichsmitteln gelieferte Signal der Satsache entspricht, dass der Höchstwert

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eines jeden Sagezahns (am Abschnittsende) kleiner als der Schwellenwert ist. Anders ausgedruckt» wenn der Zug einen Abschnitt in einer 2eit durchfährt, welche kleiner als OL ist, und somit mit einer Geschwindigkeit, welche grosser als die dem Schwellenwert entsprechende ist, wird eine notbremsung des Zuges ausgelöst. Diese Seit ¹Z* ist z.B. um 105* kleiner als die Zeit TQ_t sie entspricht also einem Wert, welcher um etwa 10$ grosser als die durch das Programm vorgegebene Geschwindigkeit ist.

Wenn daher die Geschwindigkeit des Zuges

grosser als die vorgegebene Geschwindigkeit aber kleiner als die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit ist, tritt nur die gewöhnliche Breas- oder Antriebsanordnung des Zuges durch Einschaltung einer entsprechenden Bremsstufe oder Antriebsstufe in Tätigkeit. Wenn dagegen die Geschwindigkeit des Zuges die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit übersteigt, welche grosser als die vorgegebene Geschwindigkeit ist, tritt die Sicherheitsvorrichtung in Tätigkeit und ersetzt den Befehl zur Einschaltung einer Bremsstufe oder einer Antriebsstufe durch den Befehl zur Vornahme der Ifotbremsung.

Diese Vorrichtung liefert (nach dem Hauptpatent) einen Impuls am Ende eines jeden Abschnitts, wenn die wirkliche Geschwindigkeit des Zuges kleiner als die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit ist. ^enn jedoch die wirkliche Geschwindigkeit die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit übersteigt, verschwinden diese Impulse, und die Notbremsung wird ausgelost. Is kann jedoch vorkommen, dass, kurzzeitige unbedeutende Vorkommnisse, welche somit keine Hotbremsung des Zuges erfordern, zeitweilig die Bildung des Signals verhindern, welches angibt, dass der Zug nicht mit einer unzulässigen Geschwindigkeit fahrt, und so eine ungewunschte Notbremsung erzeugen.

Bei der erfindungsgemassen dargestellten

Ausführungsform enthalt die Sicherheitsvorrichtung Auslösemittel und Mittel t (fig. 1) zur Messung der Iiange der von dem lahrzeug durchfahrenen Strecke. Biese Aüslosemittel sind so ausgebildet, dass sie der Sicherheitsvorrichtung erlauben, einen ITotbremsbefehl zu liefern, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind· Die erste Bedingung besteht darin, dass der Zug

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eine gegebene Strecke ILj durchfahren haben muss, welche wenig vorcc/.iieo.an von einer vorbestimmten Strecke Ji ist, welche grosser als der grosste ALschnitt der Fahrstrecke ist, nach dem Verschwinden des Signals 2(A, Fig. 3), welches angibt, daes der Zug nicht axt einer unzulässigen Geschwindigkeit fährt, d.h. nach dem Auftreten eines Sägezahns, dessen Höchstwert (am Ende öiiios Abachnitüe) kleiner als ein Schwellenwert ist, welcher einer Geschwindigkeit V^ entspricht, welche grosser als die vorgegebene Geschwindigkeit ist. Diese von dem Zug durchfahrene Strecke 3L wird mittels der Messmittel 1 bestimmt. Die'zweite Bedingung besteht darin, dass der Zug weiter mit einer über der Geschwindigkeit V- liegenden Geschwindigkeit auf dieser gegebenen Strecke L* fährt, d.h. dass auf dieser Strecke kei-n Signal erscheint, welches angibt, dass der Zug mit einer unterhalb der Geschwindigkeit V.. liegenden Geschwindigkeit fährt. Da die Strecke L. grosser als der längste Abschnitt der Fahrstrecke ist, hat der Zug wenigstens einen ganzen Abschnitt durchfahren und somit die Möglichkeit gehabt, ein Signal 2 wenigstens einmal auszusenden, bevor er diese Strecke Iu durchfahren hat.

Diese Signale 2, welche immer dann erzeugt werden, wenn, der Zug einen Abschnitt seiner Fahrstrecke mit einer Geschwindigkeit durchfahren hat, welche kleiner als die diesem Abschnitt zugeteilte Geschwindigkeit V₁ ist, werden durch das Diagramm/ der Fig. 3 dargestellt. In die in Fig. 3 , dargestellten Schaubilder sind die Zeiten als Abszisse und die Spannungen als ördinaten eingetragen. Jedes fisrin fern. Schaubild A dargestellten Signale ist ein Eechteckimpuls 2 mit konstanter Dauer· Bei dem behandelten Beispiel beträgt diese Dauer zehn Millisekunden.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausfuhrungsform der Sicherheitsvorrichtung enthält einen Kondensator 3 mit einstellbarer Kapazität, welcher während der Dauer des Auftretens der Impulse 2 geladen und teilweise jedesmal dann entladen werden kann, wenn Impulse 4 (Diagramm B, Fig. 3) auftreten, welche in dem gleichen Bhythmus geliefert werden, wie die von den Messmitteln 1 gelieferten.

Diese Messmittel 1 werden durch ein an sich bekanntes "phonisches Rad¹' gebildet, welcKes eine gegebene

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Z&hl von Perioden eines sinusförmigen Signals jedesmal dann liefert, wenn der Zug eine dem Umfang eines Eades gleiche Strekke durchfahren hat« Dieses Ginuriförirage Signal vird über einen Widerstand 5 auf den Eingang einer Aniplitudonbegrenzungsschaltung 6 mit zwei antiparallelgesehalteten Dioden übertragen. Das anplitudenbegrenste sinusförmige Signal \?ird auf eine Formung s vor richtung 7 übertragen, welche als "trigger" ausgebildet ist, z.B, nach Art eines "Schmittsehen Triggers", welche die amplitudenbegrenzten sinusförmigen Signale in Rechtecksignale umwandelt. Diese Hechtecksignale werden in einer Ableitungsschaltung mit einem Widerstand 8 und einem Kondensator 9 abgeleitet, und die so abgeleiteten Signale werden auf eine monostabile Kippschaltung 10 übertragen, welche Impulse konstanter Dauer erzeugt, bei dem behandelten Beispiel von 7Q MikrοSekunden. Die von der monostabilen Kippschaltung 10 gelieferten Rechteckimpuise konstanter Dauer werden schliesslich durch eine Schaltung mit einem Widerstand 11 und einem Kondensator 12 umgeformt, um Impulse 4 der durch das Diagramm B dargestellten Art zu erhalten, welche an ihrem Scheitel etwas abgerundet sind, deren Dauer jedoch gleich der (70 Mikrosekunden) der von der monostabilen Kippschaltung 10 gelieferten Impulse ist.

Der ladekreis des Kondensators 3 enthält

einen Transistor. 13 des Typs NPI, an dessen Basis die in dem Diagramm A dargestellten Impulse 2 angelegt werden. Dieser Ladekreis enthalt auch eine Diode 14, deren Anode mit dem Körper verbunden ist, und einen Widerstand 15, welcher mit einer Klemme mit der Kathode der Didde 14 und mit seiner anderen Klemme mit der ersten Belegung des Kondensators 3 verbunden ist. Die zweite Belegung dieses Kondensators 3 ist mit dem Kollektor des Transistors 13 verbunden, dessen Emitter durch die negative Klemme einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle vorgespannt wird, welche dem Emitter ein festes negatives Potential (-12 Y bei dem behandelten Beispiel) erteilt. Die Basis des Transistors 13 ist mit seinem Emitter durch einen Widerstand 16 verbunden. Wenn daher die Basis keine Impulse empfängt, ist der Transistor 13 gesperrt, während er, wenn er Impulse 2 mit einer Amplitude von über -12 V empfängt, gesättigt ist, so dass der Kondensator

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3 geladen werden kann.

"Die erste Belegung des Kondensators 3 ist

mit dem .Kollektor eines Transistors 17 des Leitfähigkeitstyps HPiI über eine Diode 18 und eine Induktivität 19 verbunden. Die Kathode der Diode 18 ist mit dem Körper über .einen Kondensator

20 verbunden, dessen Kapazität klein gegenüber der des Kondensators 3 ist.Der transistor 17 gehört einer Schwingschaltung an» deren Resonanzkreis die Induktivität 19 enthält. Bei dem dargestellten Beispiel beträgt die Frequenz dieses Schwingers 300 kH. Die Basis des Transistors 17 ist für den Empfang der Impulse 4 (Diagramm B) ausgebildet und mit der Kathode einer Zenerdiode 22 verbunden, deren Anode mit dem Körper verbunden ist. Der Smittor des Transistors 17 ist mit dem Körper über einen Widerstand 23 verbunden.

Wenn daher der Impuls· 4 an der Basis des

Transistors 17 auftritt, sättigt er den Transistor und ermöglicht gleichzeitig das Arbeiten des Schwingers 21, so dass dieser an seinem Ausgang 24 in dem Diagramm D der Pig. 3 dargestellte Züge 25 von sinusförmigen Schv/ingungen liefert. Das Arbeiten des Schwingers 21 ist natürlich nur möglich, wenn das Potential des Kollektors des Transistors "17 ausreichend ist, d.h. wenn die Ladung des Kondensators 3 ausreichend ist.

Wenn der Transistor 17 gesättigt ist, kann

sich der Kondensator 3 über den (geringen) Kollektor-Emitter-Widerstand des Transistors entladen. Die Entladung des Kondensators ist in der Tat möglich, da einerseits seine erste Belegung mit dem Körper über die Diode 18, die Induktivität 19» den Kollektor-Emitter-Widerstand des Transistors 17 und den Widerstand 23 verbunden ist, während seine zweite Belegung über einen Widerstand 27 mit einem Punkt 26 verbunden ist, dessen (einen"fiktiven Körper" darstellendes) Potential auf Null gehalten wird. Der Punkt 26 wird (wie der Körper) auf einem Potential Hull mittels einer Schaltung gehalten, welche einen Widerstand 28, dessen eine Klemme mit diesem Punkt 26 und dessen andere Klemme mit der positiven Klemme einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle, welche das Potential dieser anderen Klemme auf einen Wert νοηζ,ρ. +12 Ύ festlegt, verbunden ist, sowie

enthalt
eine Zenerdiode 29* d.eren Kathode mit dem Punkt 26 und deren

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Anode mit der negativen Klemme einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle verbunden ist, welche für diese Anode eia negatives Potential (-12 V) festlegt, dessen Absolutwert gleich dem an der zweiten Klemme des Y/iderstands 28-festgelegten ist·

Es ist zu bemerken, dass infolge des Vorhandenseins der Zenerdiode 22 das Potential des Emitters des Transistors 17 praktisch konstant ist, so dass die Entladung des Kondensators 3 mit konstantem Strom erfolgen kann. Biese Entladung erfolgt also linear, d.h. die Änderung der Spannung an den Klemmen-des Kondensators 3 ändert sich linear in Punktion der Zeit während der Bauer des Auftretens der Impulse 4.

Ferner ist zu bemerken, dass die ladung

des Kondensators 3 (Spannung an seinen Klemmen) das Potential des Kollektors des Transistors 17 und somit die grösste Amplitude eines jeden Zuges 25 von sinusförmigen Impulsen festlegt.

Der Kondensator 20 gestattet die Aufrecht-

erhaltung der Erzeugung der Züge 25, wenn ein Impuls 4 und ein Impuls 2 gleichzeitig auftreten. Dieser Kondensator 20 lädt sich nämlich gleichzeitig mit dem Kondensator 3 auf· Der geringe Wert seiner Kapazität gestattet ihm natürlich, sich während der Dauer eines Impulses 4 vollständig zu entladen. Die abgerundete form der Impulse 4 soll die plötzliche Auslosung dee Arbeitens des Schwingers 21 verhindern, da bei Anlegung der &eehteckimpulse an die Basis des*Transistors 17 die plötzliche Inbetriebsetzung des Schwingers 21 das Arbeiten der Vorrichtung störende Übergangsimpulse erzeugen wurde·

Das Diagramm C der !'ig. 5 zeigt die zeitliche Jinderung an den Klemmen des Kondensators 3 (seine ladung). Aus diesem Diagramm C geht hervor, dass einerseits am Ende eines Impulses 2 (A, Pig. 3) der Kondensator vollständig geladen ist, und dass er andererseits während der Dauer eines Impulses 4 nur einen bestimmten Teil seiner ladung verliert·

Der Ausgang 24 des Schwingers 21 ist mit

dem Eingang einer Schaltung 30 zur Gleichrichtung und Impedanzanpassung mit einem Transistor 31 verbunden. Eine Schaltung 32 mit zwei Kondensatoren 33 und 34 geringer Kapazität und zwei Dioden 35 und 36 wandelt die von der Schaltung 30 gelieferten Zuge von sinusförmigen Impulsen in ihre Hüllkurve um. Diesem Hüll-

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kurvensignal der 2üge von sinusförmigen Impulsen wird eine mittels einer aus Widerständen gebildeten Schaltung 37 erzeugte Gleichspannung U_Q überledert. Diene Hüllkurvensignale, doncn die ölsichspannung überlagert ist, werden durch die Kurven 38 in dem Diagramm B der Pig« 3 dargestellt. Bei' der beschriebenen besonderen Ausiührungsform hat diese Gleichspannung Uq einen Wert von +2 V, und der Höchstwert TL, der Signale 38 beträgt +6 V.

Die Signale 38 werden auf den Eingang einer

Impedanzanpassungsschaltung 39 übertragen, welche im wesentlichen einen in e'iner "Folgeschaltung" geschalteten Operationsverstärker enthalt« Der Ausgang der Schaltung 39 ist mit dem positiven (-f) Eingang 40 eines Komparators 41 verbunden· Der negative (-} ISingang 42 des Komparators 41 ist mit dem Ausgang einer Schaltung 43 zur Erzeugung einer konstanten Spannung'verbunden. Diese Schaltung 43 besteht bei dem dargestellten Beispiel aus Widerstanden und einer Zenerdiode 44»

Der Komparator 41 liefert ein positives

Signal konstanter Amplitude an seinem Ausgang 45 nur, wenn die an seinem positiven Eingang 40 erscheinende Spannung grosser als die an seinem negativen Eingang 42 erscheinende Spannung iet. Diese an dem Ausgang 45 des Komparators 41 erzeugten Signale 46 sind in dem Diagramm P der Pig. 3 dargestellt. Die von der Schaltung 43 erzeugte konstante Spannung TL (Diagramm E) hat einen zwischen den Spannungen TJq und TJ^ liegenden Wert, und zwar bei dem behandelten Beispiel einen Wer.t von grössenordnungsmässig 4 V. · .

Rechteckimpulse$-6 erscheinen daher an dem

Ausgang 45 nur, -wenn die Ladung des Kondensators 3 einen gegebenen Wert übersteigt, da die Amplitude der Signale 38 die ladung dieses Kondensators darstellt. Da sich nun dieser Kondensator jedesmal beim Auftreten eines Impulses 4 teilweise entlädt, d.h. jedesmal, wenn der Zug eine Strecke 1 durchfahren , hat, stellt diese Ladung die von dem Zug nach dem Auftreten des letzten Impulses 2 durchfahrene Strecke dar. Anders ausgedrückt, der Komparator 41 liefert Impulse 46 nur, wenn der Zug eine Strecke durchfahren hat, welche kleiner als eine Strecke Ii ist - v/elche durch die Differenz zwischen den Spannungen Ujj

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und U₁ festgelegt ist - nach dem Auftreten des letzten Impulses 2 (Diagramm A). Die Strecke 1 ist konstant, .da die Differenz U,j - EL konstant ist und einer bestimmten Zahl von Impulsen 4, d.h. einem bestimmten Vielfachen der Strecke 1 entspricht,

Die Frequenz des Auftretens des Impulses

46 ist hier natürlich gleich der Frequenz des Auftretens der Impulse 4 (Diagramm B). Die Sicherheitsvorrichtung ist dann so ausgebildet, dass sie einen Befehl fur die Notbremsung des Zuges erzeugt, sobald keine Impulse 46 mehr an dem Ausgang 45 des Komparators 41 erscheinen»

Dieser Notbremsbefehl kann entweder durch

einen Befehl zur Sinschaltung von besonderen Bremsstufen, welche die Geschwindigkeit des Zuges auf die durch sein Programm vorgegebene Geschwindigkeit senken, oder durch einen Haltebefeitl gebildet werden. .

Der Ausgang 45 des Komparators 41 ist mit

dem Eingang einer monostabilen Kippschaltung 47 verbunden, welche Impulse konstanter Dauer (von z.B. 1 Millisekunde) liefert,, während die von dem Komparator 41 gelieferten Impulse eine veränderliche Dauer haben. Der Ausgang dieser monostabilen Kippschaltung 47 ist mi^fc der Basis eines Transistors 48 des Typs EPI verbunden, dessen Kollektor mit der ersten Belegung eines Kondensators 49 einstellbarer Kapazität verbunden ist. Die zweite Belegung des Kondensators 49 ist mit dem Körper über eine Diode 50 und einen Widerstand verbunden·

. Während der Dauer des Auftretens der von

der monostabilen Kippschaltung 47 gelieferten Impulse ist der Transistor 48 gesättigt,und der Kondensator 49 lädt sich zwischen dem Körper und der negativen Klemme einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle, welche mit dem Emitter des Transistors 48 über die Diode 50 und/(geringen) Kollektor-Emitter-Widerstand des Transistors 48 verbunden ist.

Der Kollektor des"Transistors 48 ist ebenfalls mit dem Körper über einen Widerstand 51 verbunden. Die zweite Belegung des Kondensators 49 ist aussordern mit der Basis eines Transistors 52 eines Schwingers 53 über eine Diode 54 und einen Widerstand 55 verbunden. Die Basis des Transistors 52 ist mit dem Körper durch eine Zenerdiode 56 verbunden,

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Ausserdem ist der der Kathode der Mode 54 und dem Widerstand 55 gemeinsame Punkt ebenfalls mit dem Korper über einen Kondensator 57 verbunden} dessen Kapazität klein gegenüber der "des Kondensators 49 ist.

Wenn der fransistor 48 gesperrt ist, d.iu

wenn die monostabile Kippschaltung 47 keine Impulse liefert, entlädt sich der Kondensator 49 einerseits über den Widerstand 51 und andererseits über die Diode 54,den Widerstand 55 und die Zenerdiode 56. Der Entladestrom des Kondensators 49 ermöglicht dem Schwinger 53 die Lieferung eines sinusförmigen Signals an seinem Ausgang 58. Der Kondensator 57 hält einen Strom an der Basis des Transistors 52 aufrecht, wenn sich der Kondensator 49 während der Erzeugung eines Impulses durch die monostabile Kippschaltung 47 lädt.

Das an dem Ausgang 58 des Schwingers 53 erzeugte sinusförmige Signal (mit einer Frequenz von ISkH bei dem betrachteten Beispiel) wird über eine Impedanzanpassungsschaltung 59 auf eine Verstärkerschaltung 60 übertragen. Diese Verstärkerschaltung 60 enthält insbesondere einen Transistor 61 und zwei im Gegentakt geschaltete Transistoren 62 und 63 sowie einen Transformator 64· Das an der Sekundärwicklung des Transformators 64 erzeugte Signal wird durch eine Schaltung 65 mit Dioden und Kondensatoren 66 und 67 gleichgerichtet. Das an den Klemmen des Kondensators 67 auftretende Signal wird auf den Ausgang. 68 der Vorrichtung über eine Diode 69 übertragen. Dieses an dem Ausgang 68 der Vorrichtung erzeugte Signal wird durch eine Zenerdiode 70 konstant gehalten. Dieses Signal erscheint an dem Ausgang 68 nur, wenn der Komparator 41 an seinem Ausgang 45 Impulse liefert, was die ladung des Kondensators 49 und so das Arbeiten des Sehwingersj53 ermöglicht. Das Vorhandensein oder das fehlen eines (Jleichsignals an dem Ausgang 68 ist es, welches ermöglicht, eine Notbremsung zu erzeugen, oder nicht. .

Die Kapazität des Kondensators 49 und der Widerstand seines Entladekreises, insbesondere der Wert des Widerstands 55, sind so gewählt, dass, wenn die iton dem Komparator 41 und somit von der monostabilen Kippschaltung 47 erzeugten Impulse mit einer kleinen frequenz auftreten, welche

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kleiner als eine bestimmte Frequenz £q ist, der Kondensator 49 sich zwischen dem Auftreten von zwei derartigen Impulsen vollständig entlädt. Venn, der Kondensator 49 vollständig entladen ist, liefert der Schwinger 53 kein. Signal mehr, was die Abgabe eines Hotbremsbefehls gestattet, ferner wird gemäss einer vorteilhaften Ausführungsforin das Aufhören der Erzeugung von Impulsen durch den Schwinger 53 ausgenutzt, um einen Haltebefehl für den 2ug zu liefern. Die frequenz dieser Impulse ist zu der Geschwindigkeit des Zuges proportional. Die !frequenz £q entspricht daher einer gegebenen Frequenz derselben, so dass der Zug angehalten wird, wenn seine Geschwindigkeit unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit von z.B. 1 Keter/Sekunde fallt·

Diese letztere Maßnahme stellt eine zusätzliche Sicherheit dar. Vienn nämlich der Zug auf einer Steigung aufwärts fährt und in diesem Augenblick die Antriebsanordnungen versagen, könnte der Zug stehen bleiben und (in Rückwärtsfahrt) die Steigung herunterfahren, ohne dass die Impulse 2 nach dem Durchfahren einer Strecke i verschwinden. Bei der obigen Ausbildung bleibt jedoch der Zug stehen, wenn seine Geschwindigkeit unter die Geschwindigkeit von 1 Keter/Sekunde fällt, so dass diese Möglichkeit ausgeschlossen wird.

Es ist jedoch zu bemerken, dass (nicht dargestellte) Kittel vorgesehen werden müssen, um die Auslosung der Sicherheitsvorrichtung beim Anfahren zu verhindern. Diese Mittel enthalten z.B. einen Schalter mit zwei Stellungen, deren erste der Ausschaltung der Sicherheitsvorrichtung und deren zweite der Einschaltung derselben entspricht.

Der Kondensator 67 hat eine sehr geringe Kapazität, damit er sich augenblicklich laden und entladen kann, so dass er keine Zeitkonstante schafft, welche eine Verzögerung zwischen dem Augenblick, in welchem der Schwinger 53 kein periodisches Signal mehr liefert, und dem Verschwinden des Signals an dem Ausgang 68 einfahren wurde. Diese Verzögerung würde nämlich um ihren Wert die Erzeugung eines Bremsbefehls verzögern. Anders ausgedruckt, die Strecke L, welche der Zug durchfährt, bevor der Bremsbefehl übertragen wird, würde verlängert werden. Da diese Verzögerung praktisch konstant ist, wi^rde die Strecke L umso langer sein, je hoher die Geschwindig-

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keit ist. Ss kann zweckmässig sein, diese Verzögerung auszunutzen, um eine in Funktion der Geschwindigkeit veränderliche Strecke S su erhalten. Die Abschnitte dei* Fahrstrecke, in welchen die dem 2ug vorgesehene,Geschwindigkeit klein ist, sind näinlich die, in -welchen der Zug zweckmassig auf einer kurzen Strecke angehalten v/erden kann, während die Abschnitte der Fahrstrecke, in welchen das Programm eine verhältnismässig hohe Geschwindigkeit vorgibt, die ungefährlichsten sind, d.h. die Abschnitte der Fahrstrecke, in welchen der Zug auf einer grösseren Strecke angehalten werden kann· Bei der dargestellten Ausführungsform ist hierfür ein Kondensator 71 veränderlicher Kapazität parallel zu dem Kondensator 67 gelegt, um die Strecke L in Funktion der Geschwindigkeit zu modulieren. Bei der beschriebenen Anwendung hat insbesondere für die Untergrundbahn die Strecke I einen Wert von 8 ei für kleine Geschwindigkeiten und einen Wert von etwa 15 α. für eine höhere Geschwindigkeit von z.B. 70 km/h.

Die Einführung einer konstanten Verzögerung kann auch durch Vergrösserung der Kapazität des Kondensators 49 erzielt werden. \Ieon nämlich dieser Kondensator 49 eine grosse Kapazität hat, ermöglicht sein Entladestrom das Arbeiten des Schwingers 53 während einer gewissen Zeit nach dem Verschwinden der an dem Ausgang des Komparators 45 gelieferten Schwingungen.

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Claims

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•_: 1 .) /Sicherheitsvorrichtung für Anordnungen

zur automatischen Steuerung der tatsächlichen Geschv/indigkeit eines Fahrzeugs durch ein gegebenes Fahrprogramm mit einem Signalsender, der an das Fahrzeug eine Streckeninformation jedesmal nach Zurücklegung eines bestimmten Fahrstreckenabschnitts liefert, dessen Lange eine wachsende Funktion der für das Fahrzeug an der betreffenden Stelle seiner Fahrstrecke gewünschten Geschv/indigkeit ist, wobei diese Steueranordnung ausserdem an Bord des Fahrzeugs eine Steuereinrichtung, die aufgrund der Streckeninformationen Brems- oder Antriebsbefehle an die Bremsoder Antriebseinrichtungen des Fahrzeugs gibt, je nachdem, ob dieses/diesen Streckenabschnitt in einer Zeit durchfahren hat, welche kleiner oder grosser als eine vorbestimmte Zeit ist, und einen ebenfalls von den Streckeninforinationen gesteuerten Generator enthält, der jeweils am Ende der Durchfahrt des Fahrzeugs durch jeden Fahrstreckenabschnitt ein veränderliches Signal liefert, dessen Amplitude eine Funktion der für das Durchfahren des betreffenden Abschnitts von dem Fahrzeug benötigten Zeit ist, wobei die Sicherheitsvorrichtung mit dem von dem Generator erzeugten veränderlichen Signal gespeist wird und anstelle der von der Steuereinrichtung gegebenen Befehle einen ETotbremsbefehl setzt, wenn die Höchstwerte der von dem Generator erzeugten Signale unterhalb eines Schwellenwerts bleiben, der von der programmgemäss für den gerade durchfahrenen Abschnitt festgelegten

Zeit abhängt, nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung Hr·

21.23791.2 vom 13. Mai 1971), gekennzeichnet durch Auslösemittel (Fig. 1, Fig. 2), welche der Sicherheitsvorrichtung gestatten, einen Notbremsbefehl zu liefern, einerseits, nur wenn das Fahrzeug eine Strecke durchfahren hat, welche wenig verschieden von einer vorbestimmten Strecke ist, welche grosser als der längste Abschnitt der Fahrstrecke ist, nach dem Auftreten eines veränderlichen Signals, dessen Höchstwert kleiner als der Schwellenwert ist, und andererseits, wenn dieser Höchstwert diesen Schwellenwert nicht auf dieser vorbestimmten Strecke überschritten hat.

2.) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1,

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dadurch gekennzeichnet, dass die Ausiöseiaiv^i einen lioniaaaator (3), Mittel (13, 16), welche dieec-s. lionüG»üsa-feoi^s auf üina gegebene Spannung jedesnal dann ladeii, ϊίεαίΐ dar Höchstwert de3 veränderlichen Signals den Schwellenwert uoert-eigt, I'iessr??itt3l (T) zur Messung der Lange des von dem I'ahrzeug darülifahrone*i iieges, welche einen Impuls jedesmal dann liefern_s wenn das Pahr-2seug eine gegebene Strecke durchfahren hat_? welclie kleiner als der kürzeste Abschnitt seiner Fahrstrecke ist, Sntladeinittel (17), welche bei jedem Auftreten eines von den Messmitteln (1) gelieferten Impulses die von dem Kondensator (3) angesammelte Ladung um eine gegebene Menge verringern, und einen Komparator (41) enthalten, welcher ein die ladung des Kondensators kennzeichnendes Signal mit einem Bezugssignal vergleicht und ein Yergleichssignal liefert, welches zur Steuerung des liotbremsbefehla ausgewertet wird·

3·) Sicherheitsverrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Entlademittel einen Schwinger (21) mit einem !Transistor (17)enthalten, und dass die Vorrichtung Mittel (7» 10, 11, 12) aufweist, welche der Basis des Transistors (17) Impulse konstanter Dauer liefern, welche die gleiche Frequenz wie die von den Messmitteln (-1) gelieferten Impulse haben, wobei die Entlademittel so ausgebildet sind, dass einerseits der Schwinger (21) einen Impulszug während des Auftretens eines jeden Impulses konstanter Dauer liefert, wobei die Amplitude der Impulse dieses Impulszuges in Punktion der ladung des Kondensators veränderlich ist, wobei andererseits der Entladekreis des Kondensators den Kollektor-Emitter-Widerstand des Transistors (17) enthalt, wobei die Sicherheitsvorrichtung ausserdem Pormungsmittel (20, 32, 37, 39) enthält, welche den Ausgang des Schwingers mit demjenigen Eingang (40) des Komparators (41) verbinden, welcher das die ladung des Kondensators (3) kennzeichnende Signal empfangen kann. ■

4.) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Mittel, welche dem Eingang des Komparators (41) ein Signal liefern, dessen Amplitude die ladung des Kondensators (3) darstellt, und dessen Frequenz die gleiche wie die der von den Mitteln zur Messung der länge des von dem Fahrzeug durchfahrenen Weges gelieferten Impulse ist,

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wobei der Komparator so ausgebildet ist, class das Yergleichssignal, wenn as vorhanden int, die cjielcha T.equens wie die von den Messmitteln (1) gelieferten Impulse hat.

5.) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4,

gekennzeichnet durch einen zweiten Kondensator (9), durch die Vergleiohssignale gesteuerte Kittel (47, 48) aur Ladung dieses zweiten Kondensators, und einen Entlsdekreis (51, 54, 55, 56) zur Entladung dieses zweiten Kondensators mit einer solchen Zeitkonstante, dass die Iiadung des zweiten Kondensators zwischen dem Auftreten von zwei Impulsen des Yergleichssignale unter einen gegebenen Wert fallt, wenn, die Prequenz der Yergleichssignale kleinerals eine einer gegebenen Geschwindigkeit Yq entsprechende/gegebene Frequenz £q ist, wobei die Sicherheitsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie einen Haltebefehl für das !Fahrzeug erzeugt, wenn die iadung des zweiten Kondensators (49) kleiner als der genannte gegebene Wert ist.

6.) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5,

gekennzeichnet durch einen zweiten Schwinger (53)» welcher an seinem Ausgang.ein Wechselsignal erzeugt, wenn die Stärke des Entladestroms des zweiten Kondensators (49) eine gegebene Starke übersteigt, mit dem Ausgang des zweiten Schwinger«! verbundene Vers/feärkermittel (60),und Gleichrichtermittel (65) zur Gleichrichtung des von den Verstarkermitteln gelieferten. Signals ,welche ein Signal erzeugen^ dessen Vorhandensein oder Fehlen einen Notbremsbefehl bildet oder nicht·

■ 7·) Sicherheitsvorrichtung nach einem der

Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch Verzögerungsmittel (67, 71), welche die Erzeugung des Hotbremsbefehls um eine gegebene Zeit verzogern, nachdem das Fahrzeug die vorbestimmte Strecke durchfahren hat·

8.) Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6

und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichtermittel (65) wenigstens einen die Verzögerungsmittel bildenden Kondensator (67) enthalten.

9.) Sicherheitsverrichtung nach. Anspruch 5

oder 6 und nach Anspruch 7> gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung der Kapazität des zweiten Kondensators (49)·

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