DE2640247A1

DE2640247A1 - Selbsttaetige geschwindigkeitssteuerung fuer ein transportsystem, insbesondere elektrisch angetriebene fahrzeuge

Info

Publication number: DE2640247A1
Application number: DE19762640247
Authority: DE
Inventors: Bernhard Ing Grad Ing Birnfeld; Hermann Dipl Ing Meier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1976-09-07
Publication date: 1978-03-09
Also published as: FR2363458A1; JPS5332505A; FR2363458B3

Description

SIEMSHS AKTIENGESELLSCHAFT , Unser Zeichen Berlin und München VPA ^g ρ 3 | g J

Selbsttätige Geschwindigkeitssteuerung für ein Transportsystem, insbesondere elektrisch angetriebene fahrzeuge

Sie Erfindung besieht sich auf eine selbsttätige Geschwindigkeitssteuerung für spurgebundene fahrzeuge, insbesondere elektrisch angetriebene Fahrzeuge, unter Verwendung von auf der Strecke angeordneten Informationsgebern, denen auf dem Fahrzeug ein Empfänger zugeordnet ist.

Zur selbsttätigen Steuerung der Geschwindigkeit elektrischer Triebfahrzeuge ist es bekannt (Siemens-Zeitschrift, Bd. 45, 1971, Beiheft "Bahntechnik", Seite 86 - 89), auf der Strecke Linienleiter anzuordnen, die in vorgegebenen gleichen Abständen überkreuzt sind und über welche Informationen und Befehle zwischen einer Leitstelle und den einzelnen Fahrzeugen ausgetauscht werden. Von der LeItstelle wird die Fahrzeugbewegung kontrolliert

werden

und zur Koordination/auch Zielgeschwindigkeitswerte vorgegeben. Dabei wird eine ständige Kommunikation zwischen einer zentralen Hechnerstelle und dem Fahrzeug aufrechterhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Geschwindigkeitssteuersystem anzugeben, das auch für innerstädtische spurgebundene Verkehrsmittel anwendbar ist und so aufgebaut ist, daß den Fahrzeugen ein Geschwindigkeitsgrundwert ohne Kommunikation mit einer zentralen Leitstelle angegeben wird, so daß zunächst auch ein von einem zentralen Bechnersystem unabhängiger Betrieb möglich ist. Die Aufgabe wird bei einer Geschwindigkeitssteuerung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Empfänger für die Grundgesohwindigkeitauf dem Fahrzeug als Abtastvorrichtung für auf der Streoke angeordnete Marken ausgebildet ist, deren Abstand jeweils ein Maß für die in diesem Abschnitt zu fahrende Geschwindigkeit ist. Dadurch kann mit fest auf der

_e 809810/0426
Nr 21 Po / 12.8.1976

Strecke angeordneten unempfindlichen passiven Teilen eine ; Geschwindigkeitssteuerung auf einfache Weise vorgenommen werden.

Durch entsprechende Einstellung der Abstände der Harken an der Fahrbahn kann die Fahrzeuggeachwindigkeit in einfaoher Weise einem vorgegebenen Strecken-Geschwindigkeitsprofil angepaßt werden. An Baustellen kann der Basterabstand vorübergehend reduziert werden und damit automatisch die Fahrteuggeschwindigkeit den jeweiligen Verhältnissen mit einfachen Mitteln angepaßt werden.

Es ist ■weckmäßig, die Streokenmarken mit einem entsprechenden Vorlauf anzubringen, damit die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend naohlaufen kann. Der Torlauf ist der Begelzeit der verwendeten Fahrzeuge anzupassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig. 1a eine an einem Fahrbahnträger geführte Kabine einer

Hängebahn mit als Blockschaltbild gezeigter Geschwindigkeitssteuereinrichtung,

Fig. 1b eine verkleinerte Draufsicht auf den aufgeschnittenen Fahrbahnträger der Hängebahn gemäß Fig. 1a,

Fig. 1c den Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit ν (m/s) in Abhängigkeit von den Zeitabständen zwischen den von den Streckenmarken abgeleiteten Streckenimpulsen,

Fig. 2 eine Kennlinie, nach der die von der Strecke her abgeleiteten Impulse in einem Funktionsgenerator umgesetzt werden,

Fig. 3a das Verhalten eines Zeitgebers, dessen Taktfrequenzen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit selbsttätig umgeschaltet werden und

Fig. 3b die sich daraus ergebende Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit von den Streckenimpulsabständen.

In Fig. 1a ist mit 1 eine Kabine c⁴ner Hängebahn bezeichnet, die an einem Fahrwerk 2 hängt. Dieses Fahrwerk ist über Räder in einem geschlitzten Fahrbahnträger 4 geführt. Auf dem Fahr-

809810/0426

werk ist ein Antriebsmotor 5 angeordnet, dessen Geschwindigkeit regelbar ist. Zur Steuerung dient eine Geschwindigkeitssteuereinrlchtung 6, die eine Vergleicheeinrichtung 7 enthält. Diese Vergleichseinriohtung 7 ist mit einem Zeitgeber 9 und einer Abtastvorrichtung 8 verbunden. Der Abtastvorrichtung 8 sind an dem fahrbahnträger 4 Marken 10 zugeordnet, deren gegenseitige Abstände jeweils ein MaB für die in dem zugeordneten Abschnitt zu fahrende Geschwindigkeit ist. ferner erhält die Geschwindigkeitssteuerung 6 von einem Geschwindigkeitsaufnehmer 19 die Ist-Geschwindigkeit des fahrzeuges zugeführt, die mit den Signal-Werten aus der Vergleichseinriohtung 7 in der Vergleiohseinrichtung 20 verglichen werden. Von den Marken 10 an der fahrbahn werden durch die Abtastvorrichtung 8 auf dem fahrwerk 2 Impulse empfangen, deren zeitlicherAbstand abhängig vom Abstand der Marken untereinander sowie von der jeweiligen Momentangeschwindigkeit des vorüberfahrenden fahrzeuges ist. Die empfangenen Impulse der Abtastvorrichtung 8 werden in eine Vergleichseinrichtung 7 geleitet, die von einem Zeltgeber 9 Impulse in konstanten Zeitabständen erhält. Soll ein fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit über einen bestimmten Fahrweg geleitet werden, so befinden sich die Marken 10 in jeweils gleichen Abständen zueinander. Kommt der Streckenimpuls später als der fahrzeugimpuls zur Vergleichseinrichtung 7, so fährt das fahrzeug zu langsam und die Geschwindigkeitssteuereinrichtung 6 veranlaßt eine Beschleunigung des fahrzeuges. Liegt der von der Strecke her abgeleitete Impuls früher als der fahrzeugimpuls, so wird über die Geschwindigkeitssteuereinrichtung 6 das fahrzeug verzögert.

fig. 1c zeigt den Zusammenhang zwischen fahrzeuggeschwindigkeit und Zeitabstand zwischen den von der Strecke abgeleiteten Impulsen entsprechend obiger Ausführung, wobei ein linearer Zusammenhang zwischen fahrzeuggeschwindigkeit und der Zeit zwischen den Streckenimpulsen besteht. Auf der Ordinate ist das Verhältnis der fahrzeugsollgeschwindigkelt v_fl -,·, zur fahrzeugmaximalgeschwindigkeit ^_Bax dargestellt. Die Abszisse zeigt das Verhältnis der Ist-Zeit t zwischen zwei Streckenimpulsen zur Nenn-Zeit t_nenB zwischen zwei Streckenimpulsen. Die Nenn-Zeit t_nenn ist die Zeit, die zwischen zwei Streckenimpuleen vergeht, wenn

809810/0426

das Fahrzeug einen Streckenabschnitt ait der ihm eigenen Nenngeschwindigkeit durchfährt, wobei der durchfahrene Streckenabschnitt hinsichtlich der Harken 10 so ausgelegt sei, daß sich daraus die Henngeschwindigkeit als Sollgeschwindigkeit ergibt. Die Henngeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die vom System her an diskreten Streckenabschnitten über die Marken 10 als Torgegebene lulässige größte Geschwindigkeit definiert ist. Ib Funkt L ist die Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeuges erreicht.

Auf gerader Strecke sollen die Kabinen 1 ait einer konstanten vorgegebenen hohen Geschwindigkeit fahren. Daher sind - wie Fig. 1b zeigt - an dem Fahrbahnträger 4 Marken 10 im geraden Streckenabschnitt G mit großen Abständen voneinander angeordnet. Um in Langsamfahrstrecken, z.B. in Kurven K die Geschwindigkeit selbsttätig soweit zu reduzieren, daß eine vorgegebene Geschwindigkeit ν nicht überschritten wird, sind die gegenseitigen Abstände der Marken 10 an solchen Stellen K entsprechend kleiner gehalten. Soll an Baustellen oder an vorübergehenden Langsamfahrsteilen die Geschwindigkeit für eine vorgegebene Dauer selbsttätig reduziert werden, wie dies den Streckenverhältnissen entspricht, so besteht die Möglichkeit, mit einfachen Mitteln und geringem Montageaufwand zusätzliche Marken 11 zwischen den bereite vorhandenen Marken 10 anzuordnen, falls nicht zur übergeordneten Koordination der Fahrzeugbewegungen im Streckennetz ein Koordinationsmechanismus, z.B. in der Form eines Rechnersysteme 16 (Fig. 1a) vorhanden ist. In diesem Fall ist es möglich, einzelnen Fahrzeugen Zielgeschwindigkeits-Faktoren zu übermitteln, nachdem dem Bechnerayatem über eine Tastatur/die Langsamfahrstelle in einfacher Weise mitgeteilt worden ist.

Die den Fahrzeugen übergebenen Zielgeschwindigkeits-Faktoren bzw. der Abruf einer Kennlinie aus dem Funktionsgenerator 13 bewirken durch Änderung der Auswertung der von den Streckenmarken abgeleiteten Impulsabstände z.B. über einen Funktionsgenerator 13 eine unterschiedliche Auslegung der Streckenimpulse, so daß hierdurch die Geschwindigkeit einzelner Fahrzeuge gegenüber der von der Strecke her fest vorgegebenen Geschwindigkeit in vorgebbarer Weise geändert werden kann.

809810/0426

^ -*- Ε? 3 f 8 1 BRD

Über eine durch den Funktionsgenerator 13 in der Gesehwindigkeits-

steuereinrichtung 6 eingespeicherte Kennlinie können unterschiedliche Streokenimpulszeitabstände verschieden ausgelegt werden.

In Pig. 2 ist ein solches Kennlinienbeispiel aufgezeigt, wobei auf der Abszisse das Verhältnis der Ist-Zeit !wischen zwei Streokenimpulsen zur Nenn-Zeit *_ηβηη zwischen zwei Streckenimpulsen aufgetragen ist.

Auf der Ordinate 1st das Verhältnis der Fahrzeugaollgeschwindigkeit %_oi2. *ur Fahrzeugmaximalgesohwindigkeit v_aax aufgetragen, welches den Impulsen zugeordnet 1st, die über den Funktionsgenerator 13 (Fig. 1a) aus den Streckenmarken 10, 11 hergeleitet wird. Dieser Funktionsgenerator , der in an sich bekannter Weise z.B. aus einen Mikroprozessor besteht, ist «wischen den Vergleichsglied 7 und dem Hegelverstärker 14 angeordnet. Bis au einer bestimmten Impulsfolge wird die Fahrzeuggeschwindigkeit über die Kennlinie hochgeregelt und dann auf einen konstanten Maximalwert (Funkt K) begrenzt.

Dadurch, daß z.B. der untere Bereich der Kennlinie sehr flach gehalten ist, kann man im unteren Geschwindigkeitsbereich, beispielsweise an Baustellen oder in Kurven die Fahrzeuggeschwindigkeit vorzugsweise abhängig vom Fahrzeuggewicht unter die von der Strecke her über die Marken 10, 11 direkt vorgegebene Geschwindigkeit herabsetzen.

Gemäfi Fig. 2 ist dem Fahrzeug auf offener Strecke die Fahrzeugmaximalgeschwindigkeit T_Baz zugeordnet; dabei durchfährt das Fahrzeug den Abstand zwischen zwei Harken 10 in der Nenn-Zeit

t____. Diese Zuordnung ist im Funkt M gegeben und somit ein nenn

Punkt auf der Kennlinie. Kommt das Fahrzeug in den Kurvenbereich K, so wird der Zeitabstand zwischen dem Passieren zweier Marken wesentlich kleiner, da das Fahrzeug zunächst noch seine ursprüngliche Geschwindigkeit beibehält. Dem verringerten Markenabstand ist im Funktionsgenerator eine geringere Geschwindigkeit zugeordnet, z.B. 0,5 ύ_μχ bei der Zeit t « 0,84· t_>ax zwischen zwei Streckenimpulsen (Punkt N). Da jedoch das Fahrzeug noch schneller fährt (Punkt P) als es der Zuordnung (Punkt N) auf der

809810/0426

Kennlinie entspricht, erhält die Steuerung einen überproportionalen Befehl zur Geschwindigkeitsreduzierung. Eret dann, wenn die de» Kennlinienpunkt H zugeordneten Daten erreicht sind, stimmen Soll- und Iatgeechwindigkeit überein und der Regelvorgang ist beendet. In analoger Weise verläuft der Begelvorgang bei zu niedriger Ist-Geschwindigkeit.

Sine andere Möglichkeit der übergeordneten Einwirkung auf die fahrgeschwindigkeit besteht darin, die τοη dem Zeitgeber 9 kommende Impulsfolge über einen Impulsmultiplikator 15 durch die im Fahrzeug empfangenen Zielgeschwindigkeits-Faktoren der Fahrzeugführungeeinrichtung, z.B. eines Rechnersysteme 16 mit Eingabetastatur 17» zu verändern. Sie Übertragung der Faktoren kann in an sich bekannter Weise über eine drahtlose Datenübertragungsanlage 18a, 18b erfolgen.

In Fig. 3a wird die Kennlinie beim Einwirken unterschiedlicher Multiplikationsfaktoren auf der Geschwindigkeitssteuereinrichtung 6 gezeigt. Auf der Abszisse ist das Verhältnis der Zeiten dargestellt. Die Ordinate zeigt die Anzahl der Fahrzeug- ^nenn impulse ni zur Anzahl der Streckenimpulse nt. Damit kann im unteren Geschwindigkeitsbereich ohne Verwendung eines Funktionsgenerators eine gespreizte Kennlinie gefahren werden, während im oberen Geschwindigkeitsbereich die direkte Einzahlung als Maß für die Geschwindigkeit herangezogen wird.

Die Fig. 3b zeigt den Zusammenhang zwischen dem Zeitverhältnis

-τ und dem Geschwindigkeitsverhältnis -~ bei einem Steuernenn 'max system mit entsprechend Fig. 3a umschaltbarem Zeitgeber.

Zusätzlich zu den Marken 10 und 11 können übergeordnete Marken 12 zur Zeit-Ort-Synchronisation, z.B. zur Abstandshaltung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen verwendet werden.

Bei zentraler Fahrseugführung können zum Ausgleich z.B. von Verspätungen oder zur Verflechtung von Fahrzeugflüssen Fahrzeuge einzeln angesprochen werden. Bei Ausfall der zentralen Fahrzeugführungseinrichtung z.B. Rechners 16 oder der Datenübertragungsanlage 18a können die Fahrzeuge entsprechend dem auf der Strecke

809810/0426

vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil selbstgesteuert fahren.

3 figuren

6 Patentansprüche

809810/0426

Claims

Patentansprüche

1. Selbsttätige Geschwindigkeitssteuerung für ein Transportmittel, insbesondere für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, unter Verwendung von auf der Strecke angeordneten Informationsgebern, denen auf dem fahrzeug ein Empfänger zugeordnet ist, dessen Ausgangesignal auf eine Gesohwindigkeitsregeleinrichtung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger auf dem Fahrzeug als Abtastvorrichtung (8) für auf der Strecke angeordnete Marken (10; 11) ausgebildet ist, deren Abstand jeweils ein Maß für die in diesem Abschnitt zu fahrende Geschwindigkeit ist und daß eine Signalgröße, die den über die Abtastvorrichtung (8) gewonnenen Impulsen entspricht, und eine Signalgrttße, die den in einem Zeitgeber (9) gebildeten Impulsen proportional ist, der Yergleichseinriohtung der Geschwindigkeit segeleinrichtung (6) zugeführt werden.

2. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken (10; 11) in ihrem Abstand änderbar angeordnet sind.

3. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich übergeordnete Marken (12) auf der Strecke vorgesehen sind, denen eine Einrichtung zugeordnet 1st, die das Fahrzeug in der Weise steuern, daß es zu einer vorgegebenen Zeit einen bestimmten Ort erreicht.

4. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsregeleinrichtung (6) mit einem funktionsgenerator (13) zur Bildung einer nichtlinearen Abhängigkeit zwischen den Streckenimpulszeitabständen und der Sollgeschwindigkeit ausgerüstet ist.

5. Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (9) auf unterschiedliche Taktfrequenzen umschaltbar ist.

ÖÖ981 0/0426

ORIGINAL INSPECTED

Geschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrzeuge zusätzlich durch eine fahrzeugführungaeinrichtung, insbeiondere ein Eechnersyete« (16), selbsttätig übergeordnet im Streckennetz rerfolgt und geführt werden.

809810/0428