DE2519196C3

DE2519196C3 - Anordnung zur digitalen Messung der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges

Info

Publication number: DE2519196C3
Application number: DE19752519196
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6057 Dietzenbach Eckert
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2519196B2; DE2519196A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur digitalen Messung der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges mittels von einem am Fahrzeug angeordneten Sender auf der Fahrschiene erzeugter Marken, die von einem mit Abstand vom Sender am Fahrzeug angeordneten Empfänger abgetastet werden, dessen Signale einen Zähler ansteuern.

Es ist bereits eine Wegmeßeinrichtur.g für Schienenfahrzeuge mit einer Abtastvorrichtung für magnetische Kennzeichen bekannt, bei der an dem Schienenfahrzeug in Fahrrichtung hintereinander ein mit der Fahrschiene magnetisch gekoppelter Sendekopf zum Impfen der Fahrschiene mit magnetischen Kennzeichen vorgesehen ist und zum Aufnehmen der magnetischen Kennzeichen in einem vorgegebenen Abstand hinter dem Sendekopf ein Empfangskopf angeordnet ist, der beim Empfang der magnetischen Kennzeichen ein Zählwerk fortschaltet und einen mit dem Sendekopf verbundenen Signalgeber steuert, der außerdem jeweils bei Fahrtbeginn durch ein dabei vorhandenes Startkennzeichen auslösbar ist (DE-AS 2164 331). Die Einrichtung ist nicht für eine digitale Geschwindigkeitsmessung geeignet. Es ist auch eine Einrichtung zur Weg- und Geschwindigkeitsmessung auf Schienenfahrzeugen bekannt, bei der ein vom Abfahrauftrag abgeleitetes oder manuell vorgegebenes Startkennzeichen vorliegen muß (DT-OS 2! 64 312). Schließlich ist ein System zur Geschwindigkeitsmessung mittels magnetischer Aufzeichnungen bekannt, bei welcher bei Stillstand des Schienenfahrzeuges und bis zu einer bestimmten niederen Geschwindigkeit Impulse mit einer niedrigen Frequenz erzeugt werden (DE-AS 10 31 033).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur digitalen Messung der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges zu schaffen, die bei Inbetriebnahme ohne Beeinflussung durch Bedienungspersonal oder besonderer Startsignale ihren sofortigen Arbeitszustand sowohl bei stillstehendem als auch bei in Bewegung befindlichem Fahrzeug einnimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Stillstand des Fahrzeugs und bis zu einer bestimmten niederen Fahrgeschwindigkeit (Schrittfahrt) der Zähler zyklisch von einem Grund-Zählstand bis zu einem fest vorgegebenen Zählstand zählt, der bei seinem Auftreten in einen Zählstandspeicher übernommen wird und danach in Abhängigkeit vom fest vorgegebenen Zählsiand der Zähler wieder den Grund-Zählstand einnimmt und ein Signal für die Auslösung des Senders abgeleitet wird, und daß bei Überschreiten der niederen Fahrgeschwindigkeit der Zähler mit der Auslösung des Senders und Erzeugung einer Schienenmarke vom Grund-Zählstand bis zum Auftreten eines durch diese Schienenmarke ausgelösten

Signais des Empfängers zählt, der zu diesem Zeitpunkt anstehende Zählstand in den Zählstandsspeicher übernommen und danach in Abhängigkeit von diesem Signal des Empfängers der Zähler sich auf den Grund-Zählstand stellt und der Sender eine neue Schienenmarke erzeugt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die prinzipielle Ausbildung der digitalen Meßanordnung,

Fig.2 die schaltungsmäßige Ausbildung der Meßanordnung,

Fig.3 eine Überwachungseinrichtung zur Vermeidung von Fehlmessungen,

F i g. 4 ein Signaldiagramm der Meßanordnung,

F i g. 5 eine weitere Ausbildung der Meßanordnung.

Die Anordnung nach der Fig. 1 besteht im Prinzip aus einem voreinstellbaren Binärzähler 1 mit beispielsweise vier Zähldekaden, dessen an den Ausgängen A₀ bis A_n auftretender Zählstand von einem über einen Eingang ü taktbaren Zählstandsspeicher 2 übernommen wird und dem beispielsweise eine nicht weiter dargestellte Anzeigeeinrichtung nachgeschaltet ist, einen Taktgenerator 3, dessen Takte an den Zähler 1 gelangen, einen Schaltkreis 4, der über Leitung 20 vom Signal eines die Marken auf der Schiene 7 abtastenden, am Fahrzeug angeordneten Empfängers 6 oder über Leitung 21 von einem aus dem fest vorgegebinen Zählstand abgeleiteten Signal angesteuert wird; bei Auftreten eines Empfängersignals oder des fest vorgegebenen Zählstandes entsteht am Ausgang a des Schaltkreises 4 ein vorübergehendes Signal, das an den Takteingang ü des Zählstandspeichers 2 gelangt, der damit den gerade anstehenden Zählstand des Zählers 1 übernimmt, worauf am Ausgang b des Schaltkreises 4 ein vorübergehendes Signal auftritt, das an den Voreinstelleingang c des Zählers 1 und an einen am Fahrzeug angeordneten Sender 5 gelangt, wodurch der Zähler 1 wieder seinen Grund-Zählstand einnimmt und der Sender 5 eine Schienenmarke erzeug:.

Die Anordnung nach der F i g. 2 umfaßt einen Binär-Rückwärtszähler 1 mit nachgeschaltetem Zählstandsspeicher 2, den Taktgenerator 3, den Schaltkreis 4, den Sender 5 und den Empfänger 6; dem Taktgenerator 3 ist ein Frequenzteiler 15 in Form eines Binärzählers nachgeschaltet, der die Frequenz /Ί des Taktgenerators 3 in eine Frequenz /2 untersetzt; der Teiler 15 hat einen Löscheingang / und tritt an diesem ein Signal (beispielsweise entsprechend L) auf, so nimmt der Teiler 15 seine Nullstellung ein; der Rückwärtszähler 1 hat ferner einen Zähleingang z.

Der Schaltkreis 4 umfaßt eine ODER-Stufe 8 mit an ihrem einen Eingang vorgeschaltetem Negator 14, dem eine auf den Zählstand Null des Zählers 1 ansprechende ODER-Stufe 13 vorgeschaltet ist; der andere Eingang der ODER-Stufe 8 ist mit dem Empfänger 6 verbunden, während deren Ausgang ein erster Monoflop 9 nachgeschaltet ist, der einen zweiten Monoflop 10 ansteuert. Der Ausgang a des Monoflops 9 ist mit dem Takteingang ü des Zählspeichers 2 und mit einem Eingang einer ODER-Stufe 12 und der Ausgang b de*, Monoflops 10 ist mit dem Voreinstelleingang c des Zählers 1, mit dem anderen Eingang der ODER-Stufe 12 und mit dem Sender 5 verbunden. Sender 5 und Empfänger 6 weisen zueinander den Abstand s auf.

Δη Hpn 7ählpin<rancT ν Hec 7äMorc 1 ic* oino

UND-Stufe 11 geschaltet, die über ihren Eingang el von den Zähltakten des Teilers 15 und über ihren Eingang e2 vom Ausgangssignal der das Zählergebnis abfragenden ODER-Stufe 13 angesteuert wird.

Die Fahrrichtung ist in Fig.2 durch den Pfeil angedeutet.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Anordnung nach der F i g. 2 in Verbindung mit dem Signaldiagramm nach der Fig.4a näher erläutert. Der Teil A zeigt den Signalverlauf im Stillstand oder bei Schrittfahrt des

ίο Fahrzeuges, Teil B bei einer über der niederen Geschwindigkeit liegenden Fahrgeschwindigkeit, Teil C bei einer noch höheren Fahrgeschwindigkeit, Teil D bei einer ebenfalls hohen Geschwindigkeit, wobei aber die Schienenmarke nicht erkannt wurde.

Bei der Inbetriebnahme der Anordnung zum Zeitpunkt ίο nimmt diese eine beliebige Ausgangsstellung ein. Die Anordnung kommt ohne äußere Einwirkung in ihre Ausgangsstellung. Mit der Inbetriebnahme nimmt der Zähler 1 also zum Zeitpunkt ίο einen beliebigen Zählstand ein, der im Diagramm nach der F i g. 4 größer als Null angenommen ist. Am Ausgang des Teilers 15 tritt eine Taktfolge 6 auf, die am Eingang e 1 der UND-Stufe 11 wirkt. Die Ausgangssignale der Monoflops 9,10 sind zu diesem Zeitpunkt entsprechend 0, und da der Stand des Zählers 1 abweichend von Null ist, tritt am Ausgang der das Zählergebnis des Zählers 1 abfragenden ODER-Stufe 13 ein Signal entsprechend L auf, welches am Eingang e2 der UND-Stufe 11 wirkt; die Takte des Teilers 15 gelangen damit an den

yo Zähleingang ζ des Zählers 1, dessen Zählstand durch jeden Takt des Teilers 15 um 1 verringert wird, wie durch die Strichelung in Fig.4 angedeutet ist. Erreicht der Zähler 1 zum Zeitpunkt fi dann den Zählstand Null, so ändert sich auch das bisherige Signal entsprechend L der ODER-Stufe 13 in entsprechend 0 (im Zählergebnis ist kein Signal entsprechend L mehr enthalten), so daß nun am Eingang e2 der UND-Stufe 11 ein Signal entsprechend 0 wirkt und damit keine Takte des Teilers 15 mehr auf den Zähleingang ζ des Zählers 1 gelangen.

Das Signal entsprechend 0 der ODER-Stufe 13 steuert den Negator 14 an, der damit an die ODER-Stufe 8 ein Signal entsprechend L gibt, so daß am Ausgang dieser ODER-Stufe 8 ebenfalls ein Signal entsprechend L auftritt, das den ersten Monoflop 9 ansteuert, der dadurch ein am Takteingang ü des Zählstandsspeichers 2 wirkendes Signal entsprechend L erzeugt, mit dessen Vorderflanke der Zählstandsspeicher 2 zwecks Übernahme des Standes Null des Zählers 1 kurzzeitig geöffnet wird; das Signal entsprechend L des Monoflops 9 steuert ferner die ODER-Stufe 12 an, deren Ausgangssignal entsprechend L am Löscheingang /des Teilers 15 wirkt, der damit seine Nullstellung einnimmt. Nach Ablauf der gegenüber der Dauer eines Zähltaktes kleineren Eigenzeit des Monoflops 9 wird zum Zeitpunkt h dessen Ausgangssignal wieder entsprechend 0 und mit Auftreten der Rückflanke des Signals des Monoflops 9 wird der nachgeschaltete Monoflop 10 ausgelöst, der damit ein vorübergehendes Signal entsprechend L erzeugt, das an den Voreinstelleingang c

fto des Zählers 1 gelangt, wodurch dieser auf seinen Grund-Zählstand (beispielsweise Höchstwert) gestellt wiilI; damit tritt zwar nunmehr wieder am Ausgang der den Zählstand des Zählers 1 abfragenden ODER-Stufe 13 ein Signal entsprechend L auf, und dieses wirkt am

<>5 Eingang e2 der UND-Stufe II; da aber wegen des Ausgangssignals entsprechend L des Monoflops 10 das

il A ΛΓΕΌ

chend L ist, wirkt dieses weiter am LöscheinganE /des

Teilers 15, so daß die am Eingang des Teilers 15 anstehenden Takte des Taktgenerators 3 keine Wirkung haben. Mit dem Auftreten des Ausgangssignals entsprechend L des zweiten Monoflops 10 wird auch der Sender 5 erregt, durch den auf der Schiene 7 eine Marke erzeugt wird. Wird das Ausgangssignal des Monoflops 10 zum Zeitpunkt h wieder entsprechend 0, so wird auch das Ausgangssignal der ODER-Stufe 12 entsprechend 0, der Teiler 15 damit freigegeben, so daß von dessen Nullstellung ausgehend wieder Takte mit der Frequenz /j über die UND-Stufe Il an den Zähleingang ζ des Zählers 1 gelangen, dessen Zählstand dadurch vom Höchstwert ausgehend laufend vermindert wird, wie im Diagrainm angedeutet ist.

Befindet sich das Fahrzeug im Stillstand, so wird keine Abtastung der vom Sender 5 zum Zeitpunkt ti auf der Schiene 7 erzeugten Marke durch den Empfänger 6 erfolgen; der Zähler 1 wird dadurch allein von den Takten des Teilers 15 angesteuert und zum Zeitpunkt u den Zählstand Null einnehmen, bei dem — wie vorstehend beschrieben — das Ausgangssignal der ODER-Stufe 13 entsprechend 0 wird, das Ausgangssignal des Negators 14 entsprechend L, das Ausgangssignal der ODER-Stufe 8 ebenfalls entsprechend L und auch das Ausgangssignal des ersten Monoflops 9, so daß der Zählstandsspeicher 2 vorübergehend geöffnet wird und den Zählstand Null des Zählers 1 übernimmt. Wird das Ausgangssignal des Monoflops 9 zum Zeitpunkt f₅ entsprechend 0, so wird das Ausgangssignal des zweiten Monoflops 10 entsprechend L, der Zähler 1 wird dadurch wieder auf seinen Höchstwert voreingestellt, der Sender 5 erregt und eine neue Marke auf der Schiene 7 erzeugt. Über die ODER-Stufe 12 wirkte während der Dauer der Ausgangssignale entsprechend L der Monoflops 9, 10 (ti—ie) am Löscheingang /des Teilers 15 ein Signal entsprechend L, so daß während dieses Zeitintervalls der Übernahme des Zählstandes in den Speicher 2 und der Voreinstellung des Zählers 1 keine Zähltakte an die geöffnete UND-Stufe 11 gelangten.

Solange sich das Fahrzeug im Stillstand befindet oder eine sehr geringe Geschwindigkeit hat, wiederholt sich zyklisch der vorstehend beschriebene Meß-, Speicherund Zählervoreinstellvorgang.

Bei einem die niedere Geschwindigkeit überschreitenden Fahrzeug wird der Zählstand Null des Zählers 1 nicht mehr erreicht. Eine vom Sender 5 auf der Schiene 7 erzeugte Marke wird entsprechend der gerade vorliegenden Fahrgeschwindigkeit mehr oder weniger schnell zum Empfänger 6 gelangen, der damit ein Signal erzeugt. Im Teil B des Diagramms sei eine mittlere Fahrgeschwindigkeit angenommen. Die erste vom Empfänger abgetastete Marke auf der Schiene möge aus dem Zählstand Null des Zählers 1 abgeleitet sein, wie dies im Diagramm angedeutet ist Nach einer von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Zeit gelangt diese Marke zum Zeitpunkt /7 unter den Empfänger 6, dessen dadurch erzeugtes Signal die ODER-Stufe 8 ansteuert, deren Ausgangssignal entsprechend L den ersten Monoflop 9 ansteuert, durch dessen Ausgangssignal entsprechend L der Speicher 2 vorübergehend geöffnet und der Teiler 15 über die ODER-Stufe 12 gelöscht wird und der gerade vorliegende, von Null abweichende Zählstand des Zählers 1 vom Speicher 2 übernommen und als Meßwert Z1 gespeichert wird. Mit Verschwinden des Ausgangssignals entsprechend L des Monoflops 9 zum Zeitpunkt & tritt das Ausgangssignal entsprechend L des Monoflops 10 auf, der Teiler 15 bleibt weiter gelöscht, der Zähler 1 stellt sich selbsttätig aul den Höchstwert ein und der Sender 5 erzeugt eine neue Marke auf der Schiene 7.

Steigert sich die Fahrgeschwindigkeit, wie im Teil C des Diagramms angenommen, so wird die neue Marke zum Empfänger in einem Zeitabschnitt gelangen, der kleiner als der vorhergehende ist. Der Empfänger 6 gibi dann wieder zum Zeitpunkt tw ein Signal an die ODER-Stufe 8, deren Ausgangssignal entsprechend L

ίο den Monoflop 9 auslöst, dessen Ausgangssigna entsprechend L den Speicher 2 öffnet, der den zurr Zeitpunkt do gerade vorliegenden neuen Stand de; Zählers 1 als Meßwert ZZ übernimmt. Zum Zeitpunki in stellt sich der Zähler 1 wieder auf seinen Höchstwert ein, der Sender erzeugt eine neue Marke und zurr Zeitpunkt Γ12 wird der Teiler 15 freigegeben, so daß dei Zähler 1 damit vom Höchstwert abwärts zählt, bis zui Abtastung der neu erzeugten Marke durch der Empfänger 6.

Durch Löschen des Teilers 15 ist die Genauigkeit dei Anordnung erhöht (= 1 Bit). Die ODER-Stufe 13 ist eint Abfrageschaltung für das Zählergebnis des Zählers 1 und sie kommt nur bei Stillstand oder niederei Geschwindigkeit des Fahrzeuges zur Wirkung. Die dei Löschung oder Nullstellung des Teilers 15 dienende ODER-Stufe 12 und die UND-Stufe 11 sind au; Sicherheitsgründen vorgesehen und können gegebe nenfalls entfallen, wenn die Zeitdauer der vorüberge henden Ausgangssignale der Monoflops 9,10 kleiner al« die Zeitdauer der vom Teiler 15 gelieferten Zähltakte gewählt wird.

Wie bereits vorstehend erwähnt, erreicht der Zähler 1 unterhaib einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit perio disch den Zählstand Null, aus dem die Erzeugung dei

3s Schienenmarken abgeleitet wird, die damit laufend ir einer durch den Zähler 1 festgelegten Zeitfolge vorr Sender 5 auf der Schiene 7 erzeugt werden. Bei niederei Fahrgeschwindigkeit ist nun die Zeitdauer, die eine Marke benötigt, um vom Sender 5 zum Empfänger 6 zi gelangen, größer als die durch den Zähler 1 festgelegte Zeitfolge der Erzeugung der Marken; damit treten ir geringem Absland auf der Schiene mehrere Marker zwischen Sender 5 und Empfänger 6 auf, der diese abtastet, so daß der Zähler 1 nicht mehr den Zählstanc Null erreicht, sondern einen davon abweichenden, eine zu hohe Fahrgeschwindigkeit vortäuschenden Zähl stand, der abgespeichert wird.

Zur Vermeidung solcher Fehlmessungen bei niederei Fahrgeschwindigkeit ist eine Überwachungsschaltung 50 nach F i g. 3 vorgesehen, die aus einem Digital-Ana log-Wandler 51, einem Analogspeicher 52 mit Speicher kondensator C, einem Integrator 53, zwei Komparato ren 54, 55, einem Feldeffekt-Transistor 56 und zwe UN D-Stufen 57,58 besteht. Es kann ferner ein Speichel 59 vorgesehen sein.

Am Ausgang der UND-Stufe 57 wird ein Zeitfenstei gebildet, wie es im Signaldiagramm nach Fig.41 dargestellt ist, das aus dem jeweils vorangegangener Meßwert abgeleitet ist und bei unterschiedlicher Geschwindigkeiten entsprechend zeitlich unterschied lieh auftritt; es bildet somit einen Erwartungszeitraun für die Schienenmarke. Außerhalb dieses Erwartungs Zeitraumes auftretende Marken und damit Signale de! Empfängers 6 bewirken damit keine Abspeicherung de;

6s Zählstandes.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Überwa chungsschaltung 50 in Verbindung mit dem Signaldia gramm (F i g. 4b) näher erläutert.

25 19 i 96

Der Digital-Analog-Umsetzer 51 setzt den im Zählstandsspeicher 2 stehenden, der Fahrgeschwindigkeit zugeordneten digitalen Meßwert in eine entsprechende Spannung um, die im Analogspeicher 52 gespeichert wird. Die Zeitkonstante, mit der sich die Ausgangsspannung des Analogspeichers 52 verändert, ist durch entsprechende Bemessung der Bauelemente R], /?2, C so gewählt, daß diese der Geschwindigkeitszeitkonstante des Fahrzeuges entspricht. Der eine zeitproportionale Spannung erzeugende Integrator 53 wird durch die der Fahrgeschwindigkeit zugeordnete Ausgangsspannung des Analogspeichers 52 angesteuert, so daß sich dementsprechend proportional auch die Steilheit der zeitlinearen Spannung des Integrators

53 ändert. Dem Stillstand des Fahrzeuges und der niederen Fahrgeschwindigkeit ist eine bestimmte Steilheit der Integrationsspannung zugeordnet, die durch einen dem Analogspeicher 52 über den Widerstand R] zugeführten Vorstrom erreicht wird. Der Integrator 53 wird in Abhängigkeit vom Zählstand Null (Zeitpunkte t\, U) als auch in Abhängigkeit von einer abgetasteten Marke (fr, <io) im Zeitpunkt des Auftretens des Ausgangssignals des Monoflops 10 mittels eines Feldeffekt-Transistors 56 in seine Ausgangsstellung gesteuert.

Die entsprechend der unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten eine unterschiedliche Steilheit aufweisende Ausgangsspannung des Integrators 53 steuert die beiden Komparatoren 54,55 an, wobei der Komparator

54 über einen Spannungsteiler 60 eine feste Referenzspannung LJ\ und der Komparator 55 über einen Spannungsteiler 61 eine feste Referenzspannung Ui erhält, die gegenüber U\ größer ist. Den Komparatoren sind zwei Zeitgrenzen I, Il (Fig.4b) in Form dieser unterschiedlichen Schwellspannungen zugeordnet. Überschreitet die Spannung des Integrators 53 die untere Zeitgrenze I, so wird das Ausgangssignal des Komparators 54 entsprechend L, und unterschreitet die Spannung des Integrators 53 die Zeitgren ^-e I wieder, so wird das Ausgangssignal des Komparators 54 entsprechend 0. Das Ausgangssignal des Komparators 55 ist entsprechend L, solange die Spannung des Integrators 53 die obere Zeitgrenze II nicht überschreitet. Überschreitet die Integrationsspannung die Zeitgrenze II, so wird das Ausgangssignal des Komparators 55 entsprechend 0, und unterschreitet die Integrationsspannung die Zeitgrenze II wieder, so wird die Ausgangsspannung des Komparators 55 entsprechend L

Die Signale der Komparatoren 54, 55 steuern die UND-Stufe 57 an, deren Ausgangssignal der Erwartungszeitraum für die zu empfangende Schienenmarke ist; die der UND-S'ufe 57 nachgeschaltete UND-Stufe 38 läßt das den Speicher 2 öffnende Ausgangssignal des Monoflops 9 nur passieren, wenn ein Erwartungszeitraum-Signal der UND-Stufe 57 vorliegt.

Alle außerhalb dieses Erwartungszeitraumes auftretenden Signale des Empfängers 6 sind Störsignale und werden nicht ausgewertet, da zum Zeitpunkt des Auftretens dieser Störsignale die UND-Stufe 58 durch das Ausgangssignal der UND-Stufe 57 gesperrt ist, so daß ein etwa auftretendes Ausgangssignal entsprechend L des Monoflops 9 nicht den Takteingang ü erreicht.

Zum Zeitpunkt f2 wird der Integrator 53 wegen des Auftretens des Ausgangssignals des Monoflops 10 über den Transistor 56 entladen, und die Integrationsspannung geht auf Null. Da sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, hat die zum Zeitpunkt h ansteigende Integrationsspannung eine dem Zählstand Null entsprechende, durch den dem Integrator 53 zugeführten Vorstrom erreichte Steilheit. Zum Zeitpunkt </ überschreitet die Integrationsspannung die Zeitgrenzc I, so daß das s Ausgangssignal des Komparators 54 entsprechend L wird. Da das Ausgangssignal des Komparators 55 bereits entsprechend 1. ist, wird auch das Ausgangssignal der UND-Stufe 57 entsprechend L, wodurch die nachgeschaltete UND-Stufe 58 vorbereitend geöffnet

ίο wird. Tritt nun zum Zeitpunkt U ein aus dem Zählstand Null über die ODER-Stufe 13 abgeleitetes Ausgangssignal entsprechend L des Monoflops 9 auf, so kann dieses an den Takteingang ü des Speichers 2 gelangen, und der Zählstand Null wird abgespeichert. Zum Zeitpunkt 15

is tritt ein Ausgangssignal entsprechend L des Monoflops 10 auf, so dall der Integrator 53 über den Transistor 56 entladen wird; ferner wird der Sender 5 erregt und erzeugt eine Marke auf der Schiene. Solange das Fahrzeug im Stillstand verharrt, wird die Integrations-

2ü spannung eine vom Stillstand abhängige Steilheit und Zeitdauer (<2 bis l·) haben. Nach dem Zeitpunkt t_h sei angenommen, daß das Fahrzeug eine mittlere Geschwindigkeit habe. Über den D-A-Wandler 51 ist damit die Steilheit der Integrationsspannung geändert wor-

2s den, die zum Zeitpunkt t_b' die Zeitgrenze I überschreitet, so daß das Ausgangssignal des Komparators 54 entsprechend L wird. Die zum Zeitpunkt h vom Sender 5 auf der Schiene erzeugte Marke wird nun zum Zeitpunkt h vom Empfänger 6 abgetastet, der dadurch ein Signal erzeugt, das den Monoflop 9 ansteuert, dessen Ausgangssignal entsprechend L die vorbereitend geöffnete UND-Stufe 58 passiert und den Speicher 2 taktet, so daß dieser den gerade vorhandenen Zählstand des Zählers 1 übernimmt und als Meßwert Zl ausgibt.

is Zum Zeitpunkt h wird vom Sender 5 wieder eine neue Marke auf der Schiene erzeugt, und es ist angenommen, daß sich die Fahrgeschwindigkeit weiter erhöht hat. Die Steilheit der Integrationsspannung ist auf die vorangegangene Fahrgeschwindigkeit eingestellt und überschreitet zum Zeitpunkt ti die Zeitgrenzc I, so daß das Ausgangssignal des Komparators 54 entsprechend L wird; die UND-Stufe 58 wird vorbereitend geöffnet und wenn die vom Sender 5 zum Zeitpunkt h erzeugte Marke zum Zeitpunkt f|₀ abgetastet wird, kann das aus dieser Abtastung abgeleitete Signal entsprechend L des Monoflops 9 die UND-Stufe 58 passieren, öffnet den Speicher 2, der den Zählstand Z2 übernimmt. Mit Auftreten des Ausgangssignals entsprechend L des Monoflops 10 zum Zeitpunkt in wird der Zähler 1 in

so seinen Grund-Zählstand gebracht, der Sender 5 erzeugt eine neue Schienenmarke, der Integrator 53 wird entladen, das Ausgangssignal des Komparators 54 wird entsprechend 0 und das Ausgangssignal der UND-Stufe 58 ebenfalls entsprechend 0.

Wie durch die gestrichelten Leitungen in Fig.3 angedeutet, kann die Anordnung auch derart abgeändert werden, daß das Ausgangssignal des Monoflops 9 den Speicher 2 direkt ansteuert (entsprechend F i g. 2) und der Ausgang der UND-Stufe 58 nicht mehr am Takteingang 0 des Speichers 2, sondern am Takteingang ö'des Speichers 59 Hegt.

Tritt dann ein Störsignal auf, welches nicht mit dem den Erwartungszeitraum darstellenden Signal der UND-Stufe 57 zusammenfällt, so wird zwar ein

6s Ausgangssignal entsprechend L des Monoflops 9 gebildet und dieses wirkt am Speicher 2, der den gerade anstehenden Zählstand des Zählers übernimmt. Dieser falsche Zählstand gelangt jedoch nicht in den Speicher

809 G?2/3Bfi

59, da an dessen Takteingang u'zu dieser Zeit ein Signal entsprechend 0 der UND-Stufe 58 wirkt; der falsche Zählstand des Speichers 2 wirkt jedoch auf den D-A-Umsetzer 51, den Analogspeicher 52 und den Integrator 53, die in Richtung des zunächst als falsch erkannten Inhalts des Speichers 2 geändert werden.

Sollte bei sehr hohen Geschwindigkeiten eine Marke vom Empfänger 6 nicht erkannt werden, so wird die Integrationsspannung die Zeitgrenze Il überschreiten, wie im Signaldiagramm zum Zeitpunkt fi) dargestellt ist. Die Integrattonsspannung hatte bereits zum Zeitpunkt tu' die Zeitgrenze I überschritten, so daß das Ausgangssignal des !Comparators 54 und das der UND-Stufe 57 entsprechend L wurde. Zum Zeitpunkt ··ι j wird nun jedoch das Ausgangssignal des !Comparators 55 entsprechend 0, so daß auch das Ausgangssignal der UND-Stufe 57 von entsprechend L nach 0 wechselt; der Zähler 1 erreicht im Zeitpunkt tu den Zählstand Null, so daß über die ODER-Stufe 13 der Negator 14, die ODER-Stufe 8, der Monoflop 9 angesteuert wird und ein Signal entsprechend L ausgibt, das jedoch nicht an den Takteingang ü des Speichers 2 gelangt, da das Ausgangssignal der UND-Stufe 57 zu diesem Zeitpunkt entsprechend 0 und damit die UND-Stufe 58 gesperrt ist. Zum Zeitpunkt fr, tritt ein Signal entsprechend L des Monoflops 10 auf, durch das der Integrator 53 über den Transistor 56 entladen wird, der Sender 5 eine Marke auf der Schiene erzeugt, das Ausgangssignal des !Comparators 54 entsprechend 0 und das Ausgangssignal des !Comparators 55 wieder entsprechend L wird und diese damit ihre Ausgangsstellung eingenommen haben.

Der im Zählstandspcicher 2 stehende digitale Meßwert ist nicht proportional der Fahrgeschwindigkeit v. Am Ausgang des Speichers 2 tritt eine Größe A (Zählschritte) = f₂-U/auf, Meßzeit

so daß sich

ergibt, was einer Hyperbelfunktion entspricht. Wie in den F i g. 1 bis J nicht weiter dargestellt, kann zwischen dem Zähler 1 und dem Speicher 2 eine entsprechende Linearisierungsschaltung eingefügt werden.

In der Fig. 5 ist eine Anordnung mit einer die Proportionalität herstellenden Schaltung dargestellt, die beispielsweise aus einem programmierbaren Feiler 101, einem Schieberegister 102 und einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 103 besteht.

Bei dieser Anordnung zählt der Zähler 1 im Gegensatz zum Zähler 1 nach der Fig. 2 bei Stillstand des Fahrzeuges bzw. bis zu einer bestimmten niederen Fahrgeschwindigkeit zyklisch vom Grund-Zählstand Null bis zum fest vorgegebenen höchsten Zahlstand. Der Zähler 1 wird über die UND-Stufe U durch den Taktgenerator 3' getaktet, von dem aus Gründen der Einfachheit angenommen ist, daß dieser unmittelbar Takte mit der Frequenz. /j ausgeben kann.

An die Ausgänge Aq bis A_n des Zählers 1 ist eine UND-Stufe 13' geschaltet, deren Ausgang an die ODER-Stufe 8 und an e:inen Negator 104 geführt ist, der die UND-Stufe 11 ansteuert, die wieder von einer ODER-N ICHT-Stufe 12' angesteuert wird, der die Ausgangssignale der Monoflops 9,10 zugeführt sind.

Am Ausgang der UND-Stufe 13' wird nur beim Höchstwert des Zählers 1 ein Signal entsprechend L auftreten, das über die ODER-Stufe 8 den Monoflop 9 ansteuert, dessen Signal am Speicher 2 wirkt, so daß der Zählerstand des Zählers 1 übernommen wird; gleichzei-

! 5 tig wird das Alisgangssigna! der ODER-NICHT-Stufe 12' entsprechend 0 und der Monoflop 10 wird angesteuert, dessen Ausgangssignal entsprechend L auf den Sender 5 und den Rückstelleingang cdes Zählers 1 gelangt, so daß dieser wieder seinen Nullstand einnimmt. Während der Ablaufzeit der Monoflops 9,10 sperrt die ODER-NICHT-Stufe 12' die UND-Stufe 11 und damit die Zähltakte des Generators 3'.

Hat das Fahrzeug ausreichende Geschwindigkeit, so wird der Speicher 2 durch das vom Empfänger 6 erzeugte Signal den Zählstand des Zählers 1 bereits vor seinem Höchstwert übernehmen. Wie bereits vorstehend erwähnt, tritt der Zählstand am Ausgang des Speichers 2 als Größe A = /2-U/ auf. Diese Größe A beeinflußt den programmierbaren Teiler 101, der

}o außerdem von der Taktfolge h des Generators 3' angesteuert wird. Der Teiler 101 liefert eine Taktfolge mit der Frequenz f\ = k\ ■ h ■ A, wobei k\ eine Konstante ist.

Der Teiler 101 besteht aus einer Anzahl von Zählstufen, der in Abhängigkeit von der Größe A und nach einer bestimmten Anzahl von Takten der Folge h Impulse mit der Frequenz /3 liefert. Wird A groß (kleinere Fahrgeschwindigkeit), so wird auch die Frequenz /3 groß und umgekehrt. Die Frequenz /3 des Teilers 101 ist der Größe A proportional; dessen Ausgangsimpulse takten das Schieberegister 102, das ferner durch die Taktfolge h angesteuert wird. Die Impulse mit der Frequenz U des Schieberegisters 102 gelangen auf den Rückwärtseingang R eines Vorwärts-

AS Rückwärts-Zählers 103, der an seinem Vorwärtseingang V von der Taktfolge Z₂ des Generators 3' angesteuert wird. Das Schieberegister 102 hat die Funktion einer Zeitverzögerungseinrichtung. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 103 wird durch die Takte mit der Frequenz

so /> vorwärts und durch die Takte mit der Frequenz /"4 rückwärts zählen. Am Zähler 103 tritt eine Ausgangsgröße

B= k₂- hlh
s-, auf(*2 = Konstante); mit

Λ = *i ■ /> ■ h ■ Im
ergibt sich

B= ki- Λ · v/Jt, · f₂ ■ F₂ · s = k₂ ■ v/h ■ f₂ · s.

ni;itt /.L'ii'hiuini't.'ii

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur digitalen Messung der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges mittels von s einem am Fahrzeug angeordneten Sender auf der Fahrschiene erzeugter Marken, die von einem mit Abstand vom Sender am Fahrzeug angeordneten Empfänger abgetastet werden, dessen Signale einen Zähler steuern, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stillstand des Fahrzeuges und uis zu einer bestimmten niederen Fahrgeschwindigkeit (Schrittfahrt) der Zähler (1) zyklisch von einem Grund-Zählstand bis zu einem fest vorgegebenen Zählstand zählt, der bei seinem Auftreten in einen Zählstandsspeicher (2) übernommen wird und danach in Abhängigkeit vom fest vorgegebenen Zählstand der Zähler (1) wieder den Grund-Zählstand einnimmt und ein Signal für die Auslösung des Senders (5) abgeleitet wird, und daß bei Überschreiten der niederen Fahrgeschwindigkeit der Zähler (1) mit der Auslösung des Senders (5) und Erzeugung einer Schienenmarke vom Grund-Zählstand bis zum Auftreten eines durch diese Schienenmarke ausgelösten Signals des Empfängers (6) zählt, der zu diesem Zeitpunkt anstehende Zählstand in den Zählstandsspeicher (2) übernommen und danach in Abhängigkeit von diesem Signal des Empfängers (6) der Zähler (1) sich auf den Grund-Zählstand stellt und der Sender (5) eine neue Schienenmarke erzeugt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (20) des Empfängers (6) oder der fest vorgegebene Zählsiand (21) einen Schaltkreis (4) beeinflussen, der darauf nacheinander ein vorübergehendes, den Zählstandsspeicher (2) öffnendes Signal (a) und ein vorübergehendes, den Zähler (1) auf den Grund-Zählstand stellendes und den Sender (5) auslösendes Signal (/^erzeugt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Übernahme des Zählstandes in den Zählstandsspeicher (2) und der darauffolgenden Voreinstellung des Zählers (1) auf den Grund-Zählstand die den Zähler (1) ansteuernde Zähltaktfotge (Zj) unterbrochen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (a, b) des Schaltkreises (4) im Sinne einer Sperrung oder Nullstellung den Geber (15) der Taktfolge (Z₂) beeinflussen.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (1) eine Logik-Stufe (11) vorgeschaltet ist, die von der Taktfolge (Zj) und einem aus dem fest vorgegebenen Zählstand (Null) abgeleiteten Signal angesteuert ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (4) aus einem vom Signal des Empfängers (6) und vom aus dem fest vorgegebenen Zählstand (Null) abgeleiteten Signal (13) angesteuerten Eingangs-Logikkreis (8, 13, 14) und zwei diesem nachgeschalteten Monoflops (9,10) besteht, deren Ausgänge (a, ft) mit den' Takteingang (ü) des Zählstandsspeichers (2) bzw. mit dem Voreinstelleingang (v) des Zählers (1), mit dem Sender (5) und mit einer den Taktfolgegeber (15) ansteuernden Logik-Stufe (12) verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zählstandsspeicher (2) eine Überwachungsschaltung (50) zugeordnet ist, die für den Empfang der Schienenmarke (6) einen derartigen Erwartungszeitraum (57) bildet, daß der Stand des Zählers (1) nicht in den Zählstandsspeicher (2) gelangt, wenn der Empfang der Schienenmarke (6) außerhalb des Erwartungszeitraumes (57) erfolgt.

8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zählstandsspeicher (2) eine die Proportionalität zwischen Fahrgeschwindigkeit und digitalem Meßwert herstellende Anordnung (101, 102,103) nachgeschaltet ist.