DE2344328B2 - Anlage zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines spurgebundenen Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines spurgebundenen

Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 gemäß dem Hauptpatent 21 23 791.

Die Anlage gemäß dem Hauptpatent 21 23 791 enthält einen Signalgeber, der an das Fahrzeug wie einen Eisenbahnzug oder eine Untergrundbahn eine Streckeninformation jedesmal nach Zurücklegen eines bestimmten Fahrstreckenabschnitts liefert, dessen Länge eine wachsende, z. B. lineare Funktion, der für das Fahrzeug an dem betreffenden Ort seiner Fahrstrecke geforderteil Soll-Geschwindigkeit ist. Bordseitig enthält ₎₀ die Anlage weiter eine Steuereinheit, die abhängig von der Streckeninformation Brems- oder Antriebsbefehle an die Brems- bzw. Antriebseinrichtungen des Fahrzeugs gibt, je nachdem, ob es den jeweiligen Fahrstreckenabschnitt in einer Zeit zurückgelegt hat, die kleiner oder größer als eine vorgegebene Zeit ist. Weiter ist ein von der Streckeninformation gesteuerter Generator vorgesehen, der jeweils nach Zurücklegen eines der Fahrstreckenabschnitte ein veränderliches, z. B. sägezahnförmiges, Signal erzeugt, dessen Amplitude eine Funktion der zum Zurücklegen des Fahrstrekkenabschnitts benötigten Zeit ist. Das vom Generator erzeugte veränderliche Signal wird einer Sicherheitseinrichtung zugeführt, die die von der Steuereinheit abgegebenen Befehle durch einen Notbremsbefehl ersetzt, wenn der Höchstwert der Amplitude des vom Generator erzeugten veränderlichen Signals unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes bleibt, der seinerseits von der für den gerade durchfahrenen Fahrslrekkenabschnitt gemäß dem Fahrprogramm bestimmten Zeit abhängt. Der Schwellenwert ist dabei so gevählt, daß er einer Fahrgeschwindigkeit entspricht, die deutlich, z. B. um 10%, höher ist als die für den entsprechenden Fahrstreckenabschnitt durch das Fahrprogramm vorgegebene Geschwindigkeit.

Es kann jedoch vorkommen, daß kurzzeitig auftretende unbedeutende Ereignisse, die folglich keine Notbremsung des Fahrzeugs erfordern, kurzzeitig die Erzeugung des veränderlichen Signals verhindern, durch das angezeigt wird, daß das Fahrzeug nicht mit einer unzulässigen Geschwindigkeit fährt. Dadurch können unerwünschte Notbremsungen ausgelöst werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Sicherheitseinrichtung so auszubilden, daß solche unerwünschte für Fahrgäste störende Notbremsungen verhindert werden.

Dabei soll ein Anhalte- bzw. Bremsbefehl nicht nur dann gegeben werden, wenn das Fahrzeug mit einer unzulässigen Geschwindigkeit fährt, sondern auch wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die kleiner als eine kleine vorgegebene Geschwindigkeit ist, um zu verhindern, daß das Fahrzeug rückwärts bergab fahrt, wenn es auf einer Steigung fährt und infoige einer Störung der Antriebseinrichtung nicht bergauf fahren kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Wesentlich bei der Erfindung ist somit, daß zur ω Erzeugung eines Notbremsbefehls eine Information herangezogen wird, die von dem jeweiligen Fahrstrekkenabschnitl selbst unabhängig ist.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäße ausgebildete Sicherheitseinrichtung einer Anlage 7.ur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines spurgebundenen Fahrzeugs,

F i g. 3 Signal verlauf e zur Erläuterung der Arbeitsweise verschiedener Bauelemente der Sicherheitseinrichtung gemäß F i g. 1 und Z

Es wird zunächst eine Ausbildung der Anlage zur automatischen Steuerung angegeben, für die die erfindungsgemäß ausgebildete Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist

Bei dieser Anlage zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines spurgebundenen Fahrzeugs, wie eines Eisenbahnzugs oder einer Untergrundbahn, wird die wirkliche oder Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch ein gegebenes Fahrprogramm gesteuert. Hierfür ist die von dem Fahrzeug durchfahrene Fahrstrecke in Abschnitte unterteilt, deren Längen zur (Soll-)Geschwindigkeit proportional sind, die für das Fahrzeug an der Stelle, an der sich dieser Fahrstreckenabschnitt befindet, jeweils erwünscht ist. Die Fabrstreckenabschnitte können am Gleis selbst oder auf andere Weise verwirklicht sein. Die Anlage enthält ferner eine Einrichtung, die dem Fahrzeug eine Streckeninformation jedesmal dann zuführt, wenn dieses einen Fahrstreckenabschnitt zurückgelegt bzw. durchfahren hat. Wenr. die Fahrstreckenabschnitte durch ein stromdurchflossenes geradliniges Kabel (Linienleiter) gebildet sind, das längs des Gleises angeordnet ist, und an der Grenze zwischen den Fahrstreckenabschnitten zackenförmige Unregelmäßigkeiten aufweist, enthält die Einrichtung zur Lieferung einer Streckeninformation Signalgeber, die jedesmal dann ein Signal erzeugen, wenn das Fahrzeug über diese Unregelmäßigkeiten fährt. Die Anlage zur automatischen Steuerung enthält Einrichtungen für den Antrieb und die Bremsung des Fahrzeugs und eine Steuereinheit für diese Einrichtungen. Diese Steuereinheit wertet die Streckeninformation aus, um abhängig davon eine Antriebseinrichtung oder eine Bremseinrichtung in Betrieb zu setzen. Die an jedem Fahrstreckenabschnitt gewünschte Geschwindigkeit ist gleich dem Verhältnis zwischen der Länge dieses Fahrstreckenabschnitts und einer vorbestimmten Zeit 7i. Wenn daher das Fahrzeug einen Fahrstreckenabschnitt in einer Zeit zu durchfahren hat, die kleiner als die Zeit T₀ ist, ist seine Geschwindigkeit größer als die gewünschte (Soll-)Geschwindigkeit, weshalb die Steuereinheit eine »Stufe« der Bremseinrichtung einschaltet. Wenn dagegen das Fahrzeug einen Fahrstreckenabschnitt in einer Zeit durchführt, die größer als die vorbestimmte Zeit ist, ist seine Geschwindigkeit kleiner als die Soll-Geschwindigkeit, weshalb die Steuereinheit eine Stufe der Antriebseinrichtung einschaltet.

Die Sicherheitseinrichtung gemäß dem Hauptpatent enthält einen Generator, der ein veränderliches Signal liefert, dessen Amplitude am Ende der Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Fahrstreckenabschnitt seiner Fahrstrecke für die Zeit kennzeichnend ist, die das Fahrzeug zum Durchfahren dieses Fahrstreckenabschnitts benötigt hat. Bei dem vorliegenden Beispiel ist dieses veränderliche Signal ein Sägezahnsignal, das zu Beginn eines jeden Fahrstreckenabschnitts anfängt und an dessen Ende aufhört. Die Amplitude des vom Gerf-rator erzeugten Sägezahnsignals ist also am Ende eines jeden Fahrstreckenabschnitts proportional zu der vom Fahrzeug zum Durchfahren dieses Fahrstreckenabschnitts benötigten Zeit. Das Auftreten und das Verschwinden der vom Generator erzeugten Sägezähne bzw. -signale wird durch die Streckeninformationen gesieueri. Die Sicherheitseinrichtung enthalt ferner eine

Vergleichseinrichtung, die den Höchstwert eines jeden Sägezahns mit einem Schwellenwert vergleicht, der einer Zeit Ti entspricht, die kleiner als die Zeit T₀ ist. Diese Sicherheitseinrichtung enthält weiter Mittel, die ein Steuersignal für einen Notbremsbefehl liefern, wenn das von der Vergleichseinrichtung erzeugte Signal der Tatsache entspricht, daß der Höchstwert eines jeden Sägezahns (am jeweiligen Fahrstreckenabschnittsende) kleiner als der Schwellenwert ist. Das heißt, wenn das Fahrzeug einen Fahrstreckenabschnitt in einer Zeit durchführt, die kleiner als T\ ist, und somit mit einer Geschwindigkeit, die größer als die dem Schwellenwert entsprechende ist, wird eine Notbremsung des Fahrzeugs ausgelöst. Diese Zeit T\ ist zum Beispiel um 10% kleiner als die Zeit 7ö und entspricht also einem Wert, der um etwa 10% größer als die durch das Fahrprogramm vorgegebene Geschwindigkeit ist.

Wenn daher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit aber kleiner als die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit ist, wird nur die gewöhnliche Bremsoder Antriebseinrichtung des Fahrzeugs durch Einschalten einer entsprechenden Bremsstufe bzw. Antriebsstufe in Tätigkeit gesetzt. Wenn dagegen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit übersteigt, die größer als die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit ist, wird die Sicherheitseinrichtung in Tätigkeit gesetzt und wird der Befehl zum Einschalten einer Bremsstufe oder einer Antriebsstufe durch den Befehl zur Vornahme der Notbremsung ersetzt.

Diese Sicherheitseinrichtung nach dem Hauptpatent erzeugt einen Impuls am Ende eines jeden Fahrstrekkenabschnitts, wenn die wirkliche. Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit ist. Wenn jedoch die wirkliche, Ist-Geschwindigkeit die dem Schwellenwert entsprechende Geschwindigkeit übersteigt, verschwinden diese Impulse und die Notbremsung wird ausgelöst. Es kann jedoch vorkommen, daß kurzzeitige unbedeutende Ereignisse, die somit keine Notbremsung des Fahrzeugs erfordern, zeitweilig die Bildung des Signals verhindern, das angibt, daß das Fahrzeug nicht mit einer unzulässigen Geschwindigkeit fährt, wodurch eine unerwünschte Notbremsung ausgelsöt wird.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Sicherheitseinrichtung eine Auslöseeinrichtung und eine Meßeinrichtung 1 zur Messung der Länge der von dem Fahrzeug durchfahrenen Strecke. Diese Auslöseeinrichtung ist so ausgebildet, daß die Sicherheitseinrichtung einen Notbremsbefehl liefert, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind. Die erste Bedingung besteht darin, daß das Fahrzeug eine vorgegebene Strecke L\ durchfahren haben muß, die wenig verschieden von einer vorbestimmten Strecke L ist die größer als der größte Fahrstreckenabschnitt ist, und zwar nach dem Verschwinden des Signals 2 (F i g. 3A), das angibt, daß das Fahrzeug nicht mit unzulässiger Geschwindigkeit fährt, d. h. nach dem Auftreten eines Sägezahns, dessen Höchstwert am Ende eines Fahrstreckenabschnitts kleiner als ein Schwellenwert ist, der einer Geschwindigkeit Vj entspricht, die größer als die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit ist Diese von dem Fahrzeug durchfahrene Strecke U wird mittels der Meßeinrichtung 1 bestimmt. Die zweite Bedingung besteht darin, daß das Fahrzeug weiter mit einer über der Geschwindigkeit Vi liegenden Geschwindigkeit auf dieser vorgegebenen Strecke L\ fährt, d. h., daß auch während des Durchfahrens dieser Strecke L\ kein Signal auftritt, das angibt, daß das Fahrzeug mit einer unterhalb der Geschwindigkeit V| liegenden Geschwindigkeit fährt.

Da die Strecke L\ größer als der längste Fahrstreckenabschnitt ist, hat das Fahrzeug wenigstens einen ganzen Fahrstreckenabschnitt durchfahren, weshalb die Möglichkeit bestand, ein Signal 2 wenigstens einmal zu erzeugen, bevor diese Strecke L\ durchfahren worden ist.

Diese Signale 2, die immer dann erzeugt werden, wenn das Fahrzeug einen Fahrstreckenabschnitt mit einer Geschwindigkeit durchfahren hat, die kleiner als die diesem Fahrstreckenabschnitt zugeordnete Schwellenwert-Geschwindigkei! Vi ist, sind in F i £. 3A dargestellt. In den in F i g. 3 dargestellten Signalverläufcn sind an den Abszissen die Zeiten und an den Ordinaten die Spannungen aufgetragen. Jedes der in F i g. 3A dargestellten Signale ist ein Rechteckimpuls 2 konstanter Dauer. Bei dem vorliegenden Beispiel beträgt diese Dauer 10 ms.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispicl der Sicherheitseinrichtung enthält einen Kondensator 3 mit einstellbarer Kapazität, der während der Dauer des Auftretens der Rechteckimpulse 2 aufgeladen und teilweise jedesmal dann entladen werden kann, wenn Impulse 4 (Fig. 3B) auftreten, die in dem gleichen Rhythmus erzeugt werden, wie die von der Meßeinrichtung 1 erzeugten Signale.

Die Meßeinrichtung I wird durch ein an sich bekanntes »phonisches Rad« gebildet, das eine gegebene Zahl von Perioden eines sinusförmigen Signals jedesmal dann erzeugt, wenn das Fahrzeug eine dem Umfang eines Rades gleiche Strecke durchfahren hat.

Dieses sinusförmige Signal wird über einen Widerstand 5 dem Eingang einer Amplitudenbegrenzerschaltung 6 mit zwei antiparallel geschalteten Dioden zugeführt. Das amplitudenbegrenzte sinusförmige Signal wird einer Formerschaltung 7 zugeführt, die als Ansteuerschaltung, zum Beispiel als Schmitt-Trigger ausgebildet ist, die die amplitudenbegrenzten sinusförmigen Signale in Rechtecksignale umformt. Die Rechtecksignale werden in einer Differenzierschaltung mit einem Widerstand 8 und einem Kondensator 9 differenziert.

und die so differenzierten Signale werden einem monostabilen Kippglied 10 zugeführt, das Impulse konstanter Dauer erzeugt, bei dem vorliegenden Beispiel von 70 \is. Die von dem monostabilen Kippglied tO erzeugten Reckteckimpulse konstanter Dauer

so werden schließlich durch eine Schaltung mit einem Widerstand 11 und einem Kondensator 12 so umgeformt, daß Impulse 4 der durch Fig. 3B dargestellten Art erhalten werden, die an ihrem Scheitel etwas abgerundet sind, deren Dauer jedoch gleich der der vom monostabilen Kippglied 10 gelieferten Impulse (70 \ls) ist

Die Ladeeinrichtung des Kondensators 3 enthält einen npn-Transistor 13, an dessen Basis die in Fig.3A dargestellten impulse 2 angelegt werden. Diese Ladeeinrichtung enthält auch eine Diode 14, deren Anode mit Masse verbunden ist und einen Widerstand 15, dessen einer Anschluß mit der Kathode der Diode 14 und dessen anderer Anschluß mit dem ersten Belag des Kondensators 3 verbunden ist Der zweite Belag des Kondensators 3 ist mit dem Kollektor des Transistors 13 verbunden, dessen Emitter durch den Minus-Pol einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle vorgespannt ist die den Emitter an ein festes negatives Potential {bei

dem vorliegenden Beispiel —12 V) liegt. Die Basis des Transistors 13 ist mit seinem Emitter über 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 d.h. leitend ist, so daß der Kondensator 3 geladen werden kann.

Der erste Belag des Kondensators 3 ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors 17 über eine Diode 18 und eine Induktivität 19 verbunden. Die Kathode der Diode 18 ist mit Masse über einen Kondensator 20 verbunden, dessen Kapazität klein gegenüber der des Kondensators 3 ist. Der Transistor 17 gehört einem Schwingkreis 21 an, dessen Resonanzkreis die Induktivität 19 enthält. Bei dem dargestellten Beispiel beträgt die Frequenz des Schwingkreises 21 300 kHz. Die Basis des Transistors 17 ist zum Empfang der Impulse 4 (F i g. 3B) ausgebildet und mit der Kathode einer Z-Diodc 22 verbunden, deren Anode mit Masse verbunden ist. Der Emitter des Transistors 17 ist über einen Widerstand 23 mit Masse verbunden.

Wenn daher der Impuls 4 an der Basis des Transistors 17 auftritt, schaltet er den Transistor 17 durch und ermöglicht gleichzeitig das Arbeiten des Schwingkreises 21, so daß dieser an seinem Ausgang 24 Züge 25 von sinusförmigen Schwingungen gemäß Fig. 3D liefert. Das Arbeilen des Schwingkreises 21 ist 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, d. h. durchgcschallet ist, kann sich der Kondensator 3 über den (geringen) Koliektor-Emitter-Widerstand des Transistors 17 entladen. Die Entladung des Kondensators 3 ist dabei möglich, da einerseits sein erster Belag über die Diode 18, die Induktivität 19. die Kollcktor-Emi'.ter-Strecke des Transistors 17 und den Widerstand 23 mit Masse verbunden ist, während sein zweiter Belag über einen Widerstand 27 mti einem Punkt 26 verbunden ist, dessen eine fiktive Masse darstellendes Potential auf Null gehalten wird. Der Punkt 26 wird (wie die Masse) auf einem Potential Null mittels einer Schaltung gehalten, die einen Widerstand 28. dessen einer Anschluß mit diesem Punkt 26 und dessen anderer Anschluß mi! dem Plus-Pol einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle, die das Potential dieses anderen Anschlusses auf einem Wertpunkt, z. B. + 12 V. festlegt, verbunden ist, sowie eine Z-Diode 29 enthält, deren Kathode mit dem Punkt 26 und deren Anode mit dem Minus-Pol einer (nicht dargestellten) .Spannungsquelle verbunden ist, die für diese Anode ein negatives Potential ( —12 V) festlegt, dessen Absolutwert gleich dem am zweiten Anschluß des Widerstands 28 festgelegten ist.

Es ist zu bemerken, daß infolge des Vorhandenseins der Z-Diode 22 das Potential des Emitters des Transistors 17 praktisch konstant ist, so daß das Entladen des Kondensators 3 mit konstantem Strom erfolgen kann. Dieses Entladen erfolgt also linear, d. h. die Änderung der Spannung an den Anschlüssen des Kondensators 3 ändert sich linear abhängig von der Zeit während der Dauer des Auftretens der Impulse 4.

Ferner ist zu bemerken, daß die Ladung des Kondensators 3 (Spannung an seinen Anschlüssen) das Potential des Kollektors des Transistors 17 und somit die größte Amplitude eines jeden Zuges 25 sinusförmiger Impulse festlegt.

Der Kondensator 20 gestattet das Aufrechterhalten 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 erlaubt es, daß er sich während der Dauer eines Impulses 4 vollständig entlädt. Die abgerundete Form der Impulse 4 soll ein plötzliches Auslösen des Betriebs des Schwingkreises 21 verhindern, da bei Anlegen der Rechteckimpulse an die Basis des Transistors 17 eine plötzliche Inbetriebsetzung des Schwingkreises 21 das Arbeiten der Einrichtung störende Übergangsimpulse erzeugen würde.

Fig.3C zeigt die zeitliche Änderung an den Anschlüssen des Kondensators 3 (seine Ladung). Aus F i g. 3C geht hervor, daß einerseits der Kondensator 3 am Ende eines Impulses 2 (F i g. 3A) vollständig geladen ist, und daß er andererseits während der Dauer eines Impulses 4 nur einen bestimmten Teil seiner Ladung verliert.

Der Ausgang 24 des Schwingkreises 21 ist mit dem Eingang einer Gleichricht- und Impedanzanpassungsschaltung 30 mit einem Transistor 31 verbunden. Eine Schaltung 32 mit zwei Kondensatoren 33 und 34 geringer Kapazität und zwei Dioden 35, 36 wandelt die von der Gleichricht- und Impedanzanpassungsschaltung 30 gelieferten Züge von sinusförmigen Impulsen in ihre Hüllkurve um. Diesem Hüllkurvensignal der Züge 25 von sinusförmigen Impulsen wird eine mittels eines aus Widerständen gebildeten Schaltung 37 erzeugte Gleichspannung Uo überlagert. Diese Hüllkurvensignale, denen die Gleichspannung überlagert ist, sind durch die Signale 38 gemäß Fig. 3E dargestellt. Bei der beschriebenen besonderen Ausführungsform hat diese Gleichspannung Uo einen Wert von +2 V, und beträgt der Höchstwert L/_Mder Signale 38 -f 6 V.

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anpassungsschaltung 39 zugeführt, die im wesentlichen einen in Folgeschaltiing geschalteten Operationsverstärker enthält. Der Ausgang der Impedanzanpassungsschaltung 39 ist mit dem positiven (+) Eingang 40 eines Komparators 41 verbunden. Der negative ( —) Eingang 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 Widerständen und einer Z-Diode 44.

Der Komparator 41 erzeugt ein positives Signal konstanter Amplitude an seinem Ausgang 45 nur, wenn die an seinem positiven Eingang 40 anliegende Spannung größer als die an seinem negativen Eingang 42 anliegende Spannung ist. Die am Ausgang 45 des Komparators 41 erzeugten Signale 46 sind in Fig. 3F dargestellt. Die von der Schaltung 43 erzeugte konstante Spannung U\ (Fig.3E) hat einen zwischen den Spannungen Uo und Um liegenden Pegel, und zwar bei dem vorliegenden Beispiel einen Wert von größenordnungsmäßig 4 V.

Rechteckimpulse 46 erscheinen daher am Ausgang 45 nur, wenn die Ladung des Kondensators 3 einen gegebenen Wert übersteigt, da die Amplitude der Sigale 38 die Ladung des Kondensators 3 darstellt Da sich nun der Kondensator 3 jedesmal beim Auftreten eines Impulses 4 teilweise entlädt, d. h. jedesmal, wenn das Fahrzeug eine Strecke 1 durchfahren hat, stellt die Ladung die von dem Fahrzeug nach dem Auftreten des Ietzten Impulses 2 durchfahrene Strecke dar. Das heißt, der Komparator 41 liefert Impulse 46 nur, wenn das Fahrzeug nach dem Auftreten des Ietzten Impulses 2 (F i g. 3A) eine Strecke durchfahren hat, die kleiner als eine Strecke L ist, die durch die Differenz zwischen den

Spannungen IVm und U\ festgelegt ist. Die Strecke /. ist konstant, da die Differenz Um—U\ konstant ist und einer bestimmten Anzahl von Impulsen 4, d. h. einem bestimmten Vielfachen der Strecke /entspricht.

Die Frequenz der Impulse 46 ist hier natürlich gleich der Frequenz der Impulse 4 (F ig. 3B). Die Sicherheilseinrichtung ist so ausgebildet, daß sie einen Befehl für die Notbremsung des Fahrzeugs erzeugt, sobald keine Impulse 46 mehr am Ausgang 45 des Komparators 41 erscheinen.

Dieser Notbremsbefehl kann entweder durch einen Befehl zum Einschalten von besonderen Bremsstufen, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf die durch sein Programm vorgegebene Geschwindigkeit senken, oder durch einen Haltebefehl gebildet sein.

Der Ausgang 45 des Komparators 41 ist mit dem Eingang eines monostabilen Kippgliedes 47 verbunden, das Impulse konstanter Dauer (von z. B. 1 ms) erzeugt, während die von dem Komparator 41 gelieferten Impulse veränderliche Dauer haben. Der Ausgang des monostabilen Kippgliedes 47 ist mit der Basis eines npn-Transistors 48 verbunden, dessen Kollektor mit dem ersten Belag eines Kondensators 49 einstellbarer Kapazität verbunden ist. Der zweite Belag des Kondensators 49 ist über eine Diode 50 und einen Widerstand mit Masse verbunden.

Während der Dauer des Auftretens der von dem monostabilen Kippglied 47 erzeugten Impulse ist der Transistor 48 gesättigt, und lädt sich der Kondensator 49 zwischen Masse und dem Minus-Pol einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle, die mit dem Emitter des Transistors 48 über die Diode 50 und den (geringen) Kollektor-Emitter-Widerstand des Transistors 48 verbunden ist.

Der "Kollektor des Transistors 48 ist über einen Widerstand 51 ebenfalls mit Masse verbunden. Der zweite Belag des Kondensators 49 ist außerdem mit der Basis eines Transistors 52 eines Schwingkreises 53 über eine Diode 54 und einen Widerstand 55 verbunden. Die Basis des Transistors 52 ist durch eine Z-Diode 56 mit Masse verbunden. Außerdem ist der der Kathode der Diode 54 und dem Widerstand 55 gemeinsame Punkt über einen Kondensator 57, dessen Kapazität klein gegenüber der des Kondensators 49 ist, ebenfalls mit Masse verbunden.

Wenn der Transistor 48 gesperrt ist, d. h. wenn das monostabile Kippglied 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 Z-Diode 56. Durch den Entladestrom des Kondensators 49 kann der Schwingkreis 53 ein sinusförmiges Signal an seinem Ausgang 58 abgeben. Der Kondensator 57 hält einen Strom an der Basis des Transistors 52 aufrecht, wenn sich der Kondensator 49 während der Erzeugung eines Impulses durch das monostabile Kippglied 47 auflädt.

Das am Ausgang 58 des Schwingkreises 53 erzeugte sinusförmige Signal (mit beim vorliegenden Beispiel einer Frequenz von 15 kHz) wird über eine Impedanzanpassungsschaltung 59 einer Verstärkerschaltung 60 zugeführt Die Verstärkerschaltung 60 enthält insbesondere einen Transistor 51 und zwei im Gegentakt geschaltete Transistoren 62, 63 sowie einen Transformator 64. Das an der Sekundärwicklung des Transformators 64 erzeugte Signal wird durch eine Schaltung 65 mit Dioden und Kondensatoren 66, 67 gleichgerichtet Das an den Anschlüssen des Kondensators 67 auftretende Signal wird über eine Diode 69 dem Ausgang 68 der Einrichtung zugeführt. Dieses am Ausgang 68 der Einrichtung erzeugte Signal wird durch eine Z-Diode 70 konstant gehalten. Dieses Signal erscheint am Ausgang 68 nur, wenn der Komparator 41 an seinem Ausgang 45 Impulse abgibt, was das Laden des Kondensators 49 und so das Arbeilen des Schwingkreises 53 ermöglicht. Durch das Vorhandensein oder das Fehlen eines Gleichsignals am Ausgang 68 ist es möglich, gegebenenfalls eine Notbremsung zu

ίο erzeugen.

Die Kapazität des Kondensators 49 und der Widerstand seines Entladekreises, insbesondere der Wert des Widerstandes 55, sind so gewählt, daß der Kondensator 49 sich zwischen dem Auftreten zweier derartiger Impulse vollständig entlädt, wenn die von dem Komparator 41 und somit von dem monostabilen Kippglied 47 erzeugten Impulse mit einer kleinen Frequenz auftreten, die kleiner als eine bestimmte Frequenze λο ist. Wenn der Kondensator 49 vollständig entladen ist, liefert der Schwingkreis 53 kein Signal mehr, was die Abgabe eines Notbremsbefehls gestattet. Ferner wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform das Aufhören der Erzeugung von Impulsen durch den Schwingkreis 53 ausgelöst, um einen Haltebefehl für das Fahrzeug zu erzeugen. Die Frequenz dieser Impulse ist zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs proportional. Die Frequenz /Ό entspricht daher einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß das Fahrzeug angehalten wird, wenn seine Geschwindigkeit unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit von z. B. 1 m/s fällt.

Diese letztere Maßnahme stellt eine zusätzliche Sicherheit dar. Wenn nämlich das Fahrzeug auf einer Steigung bergauf fährt und in diesem Augenblick die Antriebseinrichtungen versagen, könnte das Fahrzeug stehen bleiben und rückwärts bergab fahren, ohne daß die Impulse 2 nach Durchfahren einer Strecke L verschwinden. Bei ier vorstehend genannten Ausbildung bleibt das Fahrzeug jedoch stehen, wenn seine Geschwindigkeit unter die Geschwindigkeit von 1 m/s fällt, so daß dieser Nachteil ausgeschlossen wird.

Es ist jedoch zu bemerken, daß (nicht dargestellt) Mittel vorgesehen werden müssen, um die Auslösung der Sicherheitseinrichtung beim Anfahren zu verhindern. Diese Mittel enthalten z. B. einen Schalter mit zwei Stellungen, deren erste dem Ausschalten der Sicherheitseinrichtung und deren zweite deren Einschalten entsprechen.

Der Kondensator 67 hat sehr geringe Kapazität, damit er sich augenblicklich laden und entladen kann, so daß er keine Zeitkonstante schafft, die ein Verzögerung zwischen dem Augenblick, in dem der Schwingkreis 53 kein periodisches Signal mehr liefert, und dem Verschwinden des Signals am Ausgang 68 erreichen würde. Diese Verzögerung würde nämlich um ihren Wert die Erzeugung eines Bremsbefehls verzögern. Das heißt die Strecke L, die das Fahrzeug zurücklegt bevor der Bremsbefehl übertragen wird, würde verlängert werden. Da diese Verzögerung praktisch konstant ist würde die Strecke L umso langer sein, je höher die Geschwindigkeit ist Es kann zweckmäßig sein, diese Verzögerung auszunutzen, um eine abhängig von der Geschwindigkeit veränderliche Strecke L zu erhalten. Die Fahrstreckenabschnitte, in denen die dem Zug vorgegebene Geschwindigkeit klein ist sind nämlich die, in denen der Zug zweckmäßig auf einer kurzen Strecke angehalten werden kann, während die Fahrstreckenabschnitte, in denen das Fahrprogramm eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit vorgibt, die ungefährlichsten

sind, d. h. die Fahrstreckenabschnitte, in denen das Fahrzeug auf einer größeren Strecke angehalten werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist hierfür ein Kondensator 71 veränderlicher Kapazität parallel zum Kondensator 67 geschaltet, um die Strecke L abhängig von der Geschwindigkeit zu modulieren. Bei der beschriebenen Anwendung, insbesondere für eine Untergrundbahn, hat die Strecke L einen Wert von 8 m für kleine Geschwindigkeiten und einen Wert von etwa 15 m für eine höhere Geschwindigkeit von beispielsweise 70 km/h.

Die Einführung einer konstanten Verzögerung kann auch durch Vergrößerung der Kapazität des Kondensators 49 erzielt werden. Wenn nämlich dieser Kondensator 49 eine große Kapazität hat, erlaubt sein Entladestrom, daß der Schwingkreis 53 während einer gewissen Zeit nach dem Verschwinden der am Ausgang 45 des Komparators 41 erzeugten Schwingungen arbeitet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Anlage zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines spurgebundenen Fahrzeugs, mit einer Einrichtung, die dem Fahrzeug eine Streckeninformation jedesmal nach Zurücklegung eines Fahrstreckenabschnitts liefert, dessen Länge proportional der am entsprechenden Ort nach einem voreingestellten Fahrprogramm geforderten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, mit einer Steuereinheit, die aufgrund der Streckeninformationen Brems- oder Antriebsbefehle für Brems- oder Antriebseinrichtungen des Fahrzeugs zu seiner Steuerung nach dem Fahrprogramm liefert, wobei diese Brems- und Antriebseinrichtungen so ausgelegt sind, daß sie bei Fehlen eines Befehls maximale Bremskraft ausüben,
mit einer zusätzlichen Sicherheitseinrichtung, bestehend aus einem ebenfalls von den Streckinformationen gesteuerten Generator zur Erzeugung veränderlicher Signale, deren Amplitudenmaxima um so höher sind, je langer die vom Fahrzeug benötigte Zeit zum Durchfahren der jeweiligen Fahrstreckenabschnitte ist,

und mit einer von diesen veränderlichen Signalen gesteuerten Anordnung, die die Übertragung der von der Steuereinheit gelieferten Befehle an die Brems- und Antriebseinrichtungen so lange unterbricht, wie die Amplitudenmaxima der veränderlichen Signale unterhalb eines voreingestellten Schwellenwerts bleiben, gemäß Hauptpatent 21 23 791, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sicherheitseinrichtung eine Auslöseeinrichtung zur Erzeugung eines Notbremsbefehls enthält, wenn sowohl das Fahrzeug nach dem Auftreten eines veränderlichen Signals (2), dessen Höchstwert kleiner als der Schwellenwert ist, eine Strecke (L\) zurückgelegt hat, die sich von einer vorbestimmten Strecke (L) unterscheidet, die ihrerseits größer als der längste Fahrstreckenabschnitt ist,
als auch beim Zurücklegen der vorbestimmten Strecke (L\) der Höchstwert den Schwellenwert nicht überschreitet.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung einen Kondensator (3), eine Ladeeinrichtung (13,16), die den Kondensator (3) auf eine gegebene Spannung jedesmal dann auflädt, wenn der Höchstwert des veränderlichen Signals den Schwellenwert übersteigt, eine Meßeinrichtung (1) zum Messen der Länge des vom Fahrzeug durchfahrenen Weges, die einen Impuls jedesmal dann abgibt, wenn das Fahrzeug eine gegebene Strecke durchfahren hat, die kleiner als der kürzeste Fahrstreckenabschnitt ist, eine Entladeeinrichtung (17), die bei jedem Auftreten eines von der Meßeinrichtung abgebebenen Impulses die im Kondensator (3) gespeicherte Ladung um eine gegebene Menge verringert, und einen Komparator (41) aufweist, der ein die Ladung des Kondensators (3) kennzeichnendes Signal mit einem Bezugssignal vergleicht und ein Vergleichssigna! abgibt, das zur Steuerung des Notbremsbefehls ausgewertet wird.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladeeinrichtung einen Schwingkreis μ (21) mit einem Transistor (17) enthält, daß eine Einrichtung der Basis des Transistors (17) Impulse konstanter Dauer und mit der gleichen Frequenz wie die von der Meßeinrichtung (1) abgegebenen Impulse zuführt, daß die Entladeeinrichtung so ausgebildet ist, daß einerseits der Schwingkreis (21) während des Auftretens jedes Impulses konstanter Dauer einen Impulszug abgibt, wobei die Amplitude der Impulse dieses Impulszuges abhängig von der Ladung des Kondensators (3) veränderbar ist, wobei andererseits die Entladeeinrichtung des Kondensators (3) den Kollektor-Emitter-Widerstand des Transistors (17) enthält, und daß eine Formungseinrichtung (20, 32, 37, 39) den Ausgang des Schwingkreises (21) mit demjenigen Eingang (40) des Komparator (41) verbindet, der das die Ladung des Kondensators (3) kennzeichnende Signal empfängt

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die dem Eingang des Komparators (41) ein Signal zuführt, dessen Amplitude der Ladung des Kondensators (3) entspricht und dessen Frequenz gleich der der von der Meßeinrichtung (1) gelieferten Impulse ist, wobei der Komparator (41) so ausgebildet ist, daß das Vergleichssignal, wenn es vorhanden ist, ebenfalls die gleiche Frequenz hat.

5. Anlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zweiten Kondensator (49), eine durch die Vergleichssignale gesteuerte Einrichtung (47, 48) zum Aufladen des zweiten Kondensators (49) und einen Entladekreis (51, 54, 55, 56) zum Entladen des zweiten Kondensators (49) mit einer solchen Zeitkonstante, daß die Ladung des zweiten Kondensators (49) zwischen dem Auftreten zweier Impulse des Vergleichssignals unter einen gegebenen Wert fällt, wenn die Frequenz der Vergleichssignale kleiner als eine einer gegebenen Geschwindigkeit Ko entsprechend gegebene Frequenz f₀ ist, wobei die Sicherheitseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie einen Anhaltebefehl für das Fahrzeug erzeugt, wenn die Ladung des zweiten Kondensators (49) kleiner als der genannte gegebene Wert ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen zweiten Schwingkreis (53), der ein Wechselsignal abgibt, wenn die Stärke des Entladestroms des zweiten Kondensators (49) eine gegebene Stärke übersteigt, einen mit dem Ausgang des zweiten Schwingkreises (53) verbundenen Verstärker (60) und einen Gleichrichter (65) zum Gleichrichten des vom Verstärker (60) abgegebenen S'gnals, um ein Signal zu erzeugen, dessen Vorhandensein oder Fehlen einen Notbremsbefehl auslöst oder nicht.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch ein Verzögerungsglied (67, 71), das die Erzeugung des Notbremsbefehls um eine gegebene Zeit verzögert, nachdem das Fahrzeug die vorbestimmte Strecke durchfahren hat.

8. Anlage nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (65) wenigstens einen das Verzögerungsglied bildenden Kondensator (67) enthält.

9. Anlage nach Anspruch 5 oder 6 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des zweiten Kondensators (49) einstellbar ist.