DE2635751B2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische ω
Geschwindigkeitssteuerung für fahrweggebundene Fahrzeuge, insbesondere elektrische Triebfahrzeuge,
bei welcher auf dem Fahrzeug ein Sender in Form einer Lichtquelle und ein entsprechender Empfänger und an
der Strecke ein passiver Antwortgeber in Gestalt eines Reflektors angeordnet sind, wobei von der Lichtquelle
ausgehendes Licht in einer Polarisationseben» reflektiert
wird oder von der Lichtquelle ausgehendes polarisiertes Licht verwendet wird.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (DE-PS 4 63 242) ist der Reflektor als tetraedischsr Raumspiegel
ausgebildet. Zum Abbremsen eines Zuges bei verschieden hohen Geschwindigkeiten sind in vorgegebenen
Abständen vor einem Halt-Signal mehrere Einzelreflektoren neben dem Gleis angeordnet, denen jeweils ein
Empfänger auf dem Zug zugeordnet ist. Der gerade belichtete Empfänger schließt einen Stromkreis, der
durch ein Relais verstärkt wird und zur Betätigung der Schnellbremse dient Um störende Einwirkungen von
Fremdlicht auf die Empfänger auszuschalten, wird polarisiertes Licht verwendet, das auf Doppelempfänger
zur Einwirkung gebracht wird, welche mit lichtempfindlichen Zellen und Filtern arbeiten, deren
Polarisationsebenen aufeinander senkrecht stehen. Wird im zweiten Empfänger Fremdlicht festgestellt, so
wird der Stromkreis des ersten Empfängers unterbrochen und die eigentliche Signalinformation unterdrückt,
so daß die Einrichtung außer Betrieb gesetzt ist
Zur selbsttätigen Steuerung der Geschwindigkeit elektrischer Triebfahrzeuge ist es ferner bekannt
(Siemens-Zeitschrift, Bd. 45, 1971, Beiheft »Bahntechnik« Seiten 86 bis 89), auf der Strecke Linienleiter
anzuordnen, die in vorgegebenen gleichen Abständen überkreuzt sind und über welche Informationen und
Befehle zwischen eicer Leitstelle (zentrale Rechnerstelle) und den einzelnen Fahrzeugen ausgetauscht werden.
Von der Leitstelle werden auch Zielgeschwindigkeiten vorgegeben. Dabei wird eine ständige Kommunikation
zwischen der Leitstelle und dem Fahrzeug aufrechterhalten.
Dieses System ermöglicht es, Fahrzeuge automatisch mit einer von der Leitstelle her geführten Geschwindigkeit
zu steuern, so daß die Fahrzeuge die jeweils an den bestimmten Streckenabschnitten zulässigen Höchstgeschwindigkeiten
nicht überschreiten und über eine automatische Fahr-Bremssteuerung auf dem Fahrzeug
eine Sollgeschwindigkeit einhalten. Darüberhinaus ist das System in der Lage, bestimmten Fahrzeugen zeitlich
begrenzt Sonderinformationen zu geben, beispielsweise um Verspätungen aufzuholen. Es ist jedoch erforderlich,
die Fahrzeuge ständig mit einer zentralen Rechnerstelle in Verbindung zu halten, die über den Linienleiter das
Fahrzeug zentral gesteuert erkennt und führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Geschwindigkeitssteuerung mit lichtreflektierenden passiven Antwortgebern
zu schaffen, welche unabhängig von Einwirkungen durch Fremdlicht arbeitet und die Vorteile der
Steuerung besitzt, wie sie mit den bekannten Linienleitern erzieibar sind, bei der man jedoch ohne zentrale
Rechnerstelle und die erforderlichen streckenabschnittsgebundenen Kabelzuführungen zum Rechner
auskommt.
Diese Aufgabe wird bei einer Geschwindigkeitssteuerung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Reflektor als ein entlang der Strecke angeordneter Streifen ausgebildet ist, der das
von der Lichtquelle ausgehende Licht abhängig von einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit in einer
bestimmten Polarisationsebene reflektiert oder das von der Lichtquelle ausgehende polarisierte Licht abhängig
von einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit in seiner Polarisationsebene um einen bestimmten Winkel dreht,
und daß im Empfänger der Drehwinkel des empfangenen Lichtes analysiert und eine vom Drehwinkel
abhängige Steuergröße für einen Geschwindigkeitsregler gebildet, wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
In der Figur ist auf einem Fahrzeug 1 eine Lichtquelle 2 angeordnet, die beispielsweise eine Glühlampe oder
Leuchtdiode sein kann und das Licht gebündelt auf s einen an der Fahrbahn 3 angeordneten reflektierenden
Streifen 4 wirft Dieser Streifen 4 besteht aus einer polarisierenden Folie 5 und einer reflektierenden
Schicht 6, die das von der Folie 5 polarisierte Licht auf einen am Fahrzeug 1 angeordneten Empfänger 7 ι ο
zurückwirft In einem Analysator 9 wird die Polarisationsebene des Lichtes festgestellt und in eine
Regelgröße für den Antrieb umgesetzt Hierzu wird das reflektierte Lichtbündel durch einen Flintglasstab 8 bzw.
durch ein anderes Medium mit Faradayeffekt, z. B. eine
Indiumantimonzelle geschickt, hinter dem sich der Analysator befindet Der Flintglasstab 8 ist von Spulen
10 bis IJ umgeben. Der Analysator 9 läßt das Licht optimal durch, das in seiner Polarisationsebene liegt
Licht anderer Polarisationsebenen wird mit verminderter Intensität durchgelassen. Mit der hinter dem
Analysator 9 liegenden Fotozelle 14 wird die Intensität des auftreffenden Lichtes erfaßt und dem Verstärker 15
ein entsprechendes elektrisches Signal zugeführt Der Verstärker 15 gibt seinerseits auf die Wicklung 10 ein
auf die Fotozelle 14 auftreffendes lichtproportionales Steuersignal. Durch das von dem Steuersignal hervorgerufene
Magnetfeld wird im Flintglasstab die Polarisationsebene des Lichtes entsprechend gedreht Dabei
steuert der Verstärker 15 die Wicklung 10 immer so aus, daß die Fotozelle 14 hinter dem Analysator 9 maximale
(minimale) Helligkeit erhält Das Steuersignal für die
Wicklung 10 ist ein Maß für die über die polarisierende Folie 5 für den entsprechenden Streckenabschnitt
vorgegebene Sollgeschwindigkeit. Im Ausgang des Verstärkers ist ein Widerstand 16 angeordnet von dem
ein der Sollgeschwindigkeit proportionales elektrisches Signal abgegriffen werden kann, das der Geschwindigkeitsregeleinrichtung
17 des Fahrzeuges zugeführt wird.
Einer vorgegebenen Anordnung der Polarisations- «
ebene der reflektierenden Schicht 6 entspricht eine bestimmte Sollgeschwindigkeit. Durch Streifen mit
unterschiedlichen Polarisationswinkeln lassen sich also verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten vorgeben.
Einer zweiten Wicklung 11 um den Flintglasstab 8 kann der Motorstrom oder die zeitLche Ableitung des
Motorstromes aufgeschaltet werden. Die Feldrichtung muß hierbei bei der Wicklung 10 entgegengesetzt sein.
Die zweite Wicklung täuscht einen geringeren erforderlichen Drehwinkel vor und erzeugt damit eine
Ruckbegrenzung.
Durch e.'ne dritte Wicklung 12, die den Motorstrom um die Fahrzeugbelastung kompensiert aufschaltet,
kann eine Beschleunigungsbegrenzung erzielt werden.
Ruckbegrenzung, Beschleunigungsbegrenzung und Sollgeschwindigkeitsvorgabe können somit in einem
relativ einfachen System kombiniert werden.
Über eine weitere Wicklung^ 13 ist es möglich, Korrektursignale auf zuschalten,*fB. um die Geschwindigkeitsvorgabe
aus dem Streifen 4 zu verändern.
Verschmutzungseffekte und Störeinflüsse können in an sich bekannter Weise dadurch eliminiert werden, daß
der Lichtstrahl gepulst wird, und zwischen zugestrahltem und reflektiertem Licht der Quotient gebildet wird,
so daß die absol'ite Intensität als Störgröße nicht eingeht.
Bei Unterschreitung ei ~<er bestimmten Intensität wird
zunächst eine Warnung ausgegeben, und bei einem noch
niedrigeren Pegel das Fahrzeug zwangsgebremst
Neben der oben beschriebenen Fu'ntglasanordnung
kann auch eine Anordnung angewendet werden, wie sie in der DE-PS 20 12 746 beschrieben ist In diesem Fall
kann eine Glättung des Sollwertverlaufs zur Ruck- und Beschleunigungsbegrenzung beim sprunghaften Übergang
zu einem neuen Gebersignal durch eine geeignete Dämpfungscharakteristik der Elektronik erreicht werden.
Polarisierte Kunststoffolien haben die Eigenschaft nichtpolarisiertes Licht in einer bestimmten Ebene zu
polarisieren. Dieser Vorgang ist mit einer Ausrichtung der Moleküle des Folienmaterials zu erklären. Dreht
man die Folie um einen bestimmten Winkel, so dreht sich auch der Polarisationswinkel mit In einfacher
Weise kann somit je nach Drehung der Folie der Polarisationswinkel gedreht werden, was ein Maß für
die Sollgeschwindigkeit ist
Der Streifen 4 kann in Scheibenform ausgeführt und mit einer Skala versehen werden, so daß vor Ort die
jeweils zulässige Geschwindigkeit angestellt werden kann. Bei Baustellen etc. können dit Scheiben im
Bereich der Baustelle entsprechend von Hand verstellt werden, so daß das Fahrzeug automatisch ml' der
geänderten Geschwindigkeit fährt
In Aufhol- oder Abstandshaltestrecken können Kunststoffolienscheiben z. B. über einen Drehfeldgeber
fernbedient verstellbar ausgebildet werden, oder es wird dem Fahrzeug über ein ferngesteuertes Signal eine
andere Sollgeschwindigkeit vorgetäuscht Dies kann — wie bereits erwähnt — in einfacher Weise dadurch
geschehen, daß die weitere Wicklung 13 mit der ferngesteuerten Korrekturgröße, z. B. einem impulsbreitengesteuerten
Strom, beaufschlagt wird, so daß ein anderer Drehwinkel als durch die übrigen Steuergrößen
entsteht.
Bei längeren Strecken, die mit konstanter Geschwindigkeit durchfahren werden sollen, werden zweckmäßigerweise
am Anfang dieser Strecken kurz hintereinander zwei Folienscheiben angeordnet, wobei die erste
den neuen Fahrbefehl anregt und der zweiten eine Kontrollfunktion zufällt, derart, daß das richtig erkannte
Signal quittiert wird. Das Signal wird jeweils bis zum nächsten gespeichert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für Bsreiche dauernd festliegender Geschwindigkeiten z. B. in
Kurven ist es, die Fahrbahnteile innen durchgehend z. B. mit einer Folienschicht zu kaschieren. So entsteht eine
stetige Informationsübertragung und die Folienkaschierung kann bereits bei der Fertigung des Fahrbahnteils,
z. B. abhängig von dessen Kurvenradius, als ein Folienband mit zugeordneter Polarisationsebene aufgetragen
werden.
Auch ist es möglich, mehrere Spuren in der Fahrbahn anzuordnen, z. B. rechts, links und oben, so daß für
bestimmte Betriebszustände verschiedene Sollgeschwindigkeitsinformationen zur Verfügung stehen, auf
die jeweils von Hand oder automatisch umgeschaltet wird. Eine auslenibare Kabine kann z. B. eine Spur
lesen, während eine nicht auslenkbare eine andere Spur liest. Hierbei geschieht die Leseumsehälturtg zweckmäßigerweise
mit der Entscheidung »Auslenkung« oder »keine Auslenkung« im einfachsten Fall von Hand.
Ein Folienband kann auch in anders genutzten Räumen, z. B. auf de,' Reaktionsschienen eines Linearmotors oder zwischen oder hinter den Stromschienen
angeordnet werden. Informationslücken durch Stützer werden durch Speicherung des Signals eliminiert.
Zweckmäßigerweise werden an jedem Fahrzeug aus Redundanzgründen zwei Leseeinrichtungen hintereinander
angeordnet, deren Aufbau verschieden sein kann. So kann eine Anordnung z. B. ohne Aufschaltung von
Ruck, Beschleunigung etc. allein das Geschwindigkeitssignal einlesen, während der anderen obige Signale
zusätzlich aufgeschaltet werden.
Die beschriebene Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung kann gleichzeitig kombiniert als Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
ausgeführt werden. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß auf den auf der Fahrbahn aufgebrachten Polarisationsstreifen in bestimmten
festen Abständen Schwar/.felder (oder Weißfelder) angebracht werden, deren zeitlicher Abstand
vom vorüberfahrenden Fahrzeug als Geschwindigkeit ausgewertet wird. Separate Verschmutzungen werden
als zusätzliches Schwarzfeld gezählt, so daß in diesem Fall eine zu hohe Geschwindigkeit vorgetäuscht wird
und das Fahrzeug suinii bis £ui iiäuhsicii eiiiwaiiuu'cicil
Erkennung zur sicheren Seite hin reagiert, nämlich gebremst wird.
Da sich Folien nur in bestimmten Bahnbreiten herstellen lassen, kann der Stoß zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Folienstreifen als Schwarzfeld ausgebildet werden.
Bringt man in der Fahrbahn nur kürzere Folienstücke an, so entsteht ein fortlaufendes Raster als Wegmarkierung.
Dieses Raster kann über die Geschwindigkeitssteuer-Leseeinrichtung
miterfaßt und als Geschwindigkeitsistwert ausgewertet werden.
Anstelle der in der Figur gezeigten Lichtquelle mit nichtpolarisiertem Licht kann in einer abgewandelten
Ausführungsform auch eine Lichtquelle mit polarisiertem Licht verwendet werden. In diesem Fall wird
is anstelle der Folie 5 eine Anordnung verwendet, welche
die Polarisationsebene des zugestrahlten Lichtes dreht und reflektiert. Hierzu eignen sich z. B. bestimmte
Flüssigkeiten mit dahinterliegenclen Spiegeln oder Prismen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Automatische Geschwindigkeitssteuerung für fahrweggebundene Fahrzeuge, insbesondere elektrische
Triebfahrzeuge, bei welcher auf dem Fahrzeug ein Sender in Form einer Lichtquelle und ein
entsprechender Empfänger und an der Strecke ein passiver Antwortgeber in Gestalt eines Reflektors
angeordnet sind, wobei von der Lichtquelle ausgehendes Licht in einer bestimmten Polarisationsebene ι ο
reflektiert wird oder von der Lichtquelle ausgehendes polarisiertes Licht verwendet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektor als ein entlang der Strecke angeordneter Streifen (4)
ausgebildet ist, der das von der Lichtquelle (2) ausgehende Licht abhängig von einer vorgegebenen
Sollgeschwindigkeit in einer bestimmten Polarisationsebene reflektiert oder das vca der Lichtquelle
ausgehende polarisierte Licht abhängig von einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit in seiner Polarisationsebeiicum
einen bestimmten Winkel dreht, und daß im Empfänger der Drehwinkel des
empfangenen Lichtes analysiert und eine vom Drehwinkel abhängige Steuergröße für einen
Geschwindigkeitsregler gebildet wird.
2. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß üer Empfänger einen
Flintglasstab hat, auf den das reflektierte Lichtbiiindel
geworfen wird und der mit mindestens einer Wicklung versehen ist. die von einem dem
Polarisationswinkel proportionalen Strom und damit einer der Sollgeschwindigkeit proportionalen
Steuergröße gespeist w ird.
3. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß ad dem Flintglasstab eine Wicklung (11) angeordnet ist, die von einem
Strom gespeist ist, der der Änderung des Fahrmotorstromes
proportional ist.
4. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Flintglasstab ίο
eine Wicklung (12) angeordnet ist, die von einer dem Fahrzeuggewicht proportionalen Steuergröße gespeist
ist.
5. Geschwindigkeitssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- «5
net, daß auf dem Flintglasstab eine weitere Wicklung (13) angeordnet ist, die von einem Korrektursignal
gespeist ist.
6. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (4) so
drehbar ausgebildet ist und mit Markierungen der Polarisationsebene versehen ist.
7. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Streifen
(4) fernbedient verstellbar ausgebildet sind.
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ID=5985040
Family Applications (1)
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1977
- 1977-08-09 JP JP9549777A patent/JPS5320210A/ja active Pending
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Also Published As
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