DE2701924B2

DE2701924B2 - Steuereinrichtung für spurgebundene Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2701924B2
Application number: DE2701924A
Authority: DE
Inventors: Henri Dipl.-Ing. 7015 Korntal Maatje; Richard Toronto Ontario Spannagel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1977-01-19
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2701924A1; ES466150A1; DE2701924C3; US4198678A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für spurgebundene Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I. *5

Eine Steuereinrichtung dieser Art ist aus der Zeitschrift Elektronik 1973, Heft II, Bd. 22, bekannt und dort in einem Artikel mit dem Titel »Das Cabinentaxi löst Nahverkehrsprobleme« beschrieben. Bis zu drei Personen fassende Kabinen werden dort in einem in drei Hierarchieebenen gegliederten Steuerungssystem automatisch gesteuert. Die zur Steuerung notwendigen Elektronik-Baugruppen (Bordrechner) sind auf jedem Fahrzeug doppelt vorgesehen. Darüber, wie diese Bordrechner geschaltet sind, ob der zweite Bordrechner als Ersatzrechner oder als Kontrollrechner benützt wird oder ob beide Rechner gleichwertig in einem Duplexsystem arbeiten, ist nichts ausgesagt.

Ein hierarchisch aufgebautes Fahrzeugsteuersystem ist auch aus der DE-OS 24 23 590 bekannt. Hier werden «> eine Vielzahl von Fahrzeugen von Operationszentralen aus gesteuert. Däzii müssen die auf den Fährzeugen befindlichen Steuereinrichtungen eine große Zahl verschiedenster Aufgaben mit signaltechnischer Sicherheit erfüllen. ^h5

Signaltechnische Sicherheit wurde auch bisher schon z. B. bei der Linienzugbeeinflussung gefordert. Die Steuereinrichtungen, die diese Sicherheit gewährleisten, wurden hier speziell für das betreffende Steuerungssystem entwickelt und es wurde dabei in der Regel für jede einzelne Funktion eine besondere, signaltechnisch sichere Schaltung vorgesehen.

Die Lösung, wie sie bei der Linienzugbeeinflussung verwirklicht ist, ist wenig flexibel und bei der Zahl der Aufgaben, die die Steuereinrichtung z. B. bei Nahverkehrssystemen mit vielen räumlich kleinen Fahrzeugeinheiten wahrzunehmen hat, sehr aufwendig

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige, flexible und leistungsfähige, mit signaltechnischer Sicherheit arbeitende Fahrzeugsteuereinrichtung und damit eine Voraussetzung für ein wirtschaftlich arbeitendes, bedarfsgesteuertes Nahverkehrssystem zu schaffen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Einsatz von Notbremseinrichtungen, welche ständig durch Funktionszeichen (Lebenszeichen) der beiden Bordrechner passivierl werden müssen, um keine Zwangsbremsung auszulösen, gewährleistet, daß sowohl Rechnerausfalle als auch andere Fehler, z. B. ein Ausfall des Bordnetzes, mit Sicherheit zu einer Zwangsbremsung führen, ohne daß zusätzliche, vom Bordnetz abhängige Einrichtungen, die bei Stromausfall mit Notstrom versorgt werden müßten, benötigt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Steuereinrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bordrechner eine Notbremsschaltung zugeordnet ist, daß diese Notbremsschaltung aus einem Magnetventil, einem Relais und einem abgestimmten Übertrager besteht, an dessen Primärseite eine Wechselspannung anliegt, die aus einer vom Bordrechner abgegebenen Folge von Spannungsimpulsen in einer Schaltung, bestehend aus einem Flipflop, einem Bandfilter und einem Verstärker, gewonnen wird und dessen Sekundärspannung nach Gleichrichtung in einer Gleichrichterschaltung das Relais zum Anzug bringt und daß ein Arbeitskontakt des Relais In Reihe mit der Wicklung des Magnetventils, welches im stromlosen Zustand geöffnet ist, in einem Ruhestromkreis liegt.

Hierdurch ist gewährleistet, daß auch bei Ausfall des Bordstromnetzes, wenn kein Vergleich mehr durchgeführt werden kann, das Fahrzeug zwangsgebremst wird. Außerdem ist durch die Selektivität der Notbremsschaltung sichergestellt, daß nur eine ganz bestimmte Impulsfolge und nicht jede beliebige Einstreuung den Einsatz der Zwangsbremse verhindern kann.

Anhand der Zeichnung soll im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung nach der Erfindung beschrieben werden. Es zeigt

Fig. I schematisch den Aufbau einer Steuereinrichtung,

F i g. 2 eine Schaltung zur Auslösung der Notbremse bei Ausfall des Bordrechners,

F i g. 3 schematisch die Umschaltung bei Verwendung von einem Reserverechner,

F i g. 4 schematisch die Umschaltung bei Verwendung von zwei Reserverechnern.

Die in Fig. I dargestellte Steuereinrichtung enthält zwei Bordrechner Ri, Rl, eilte .Sendeeinrichtung S. eine Empfangseinrichtung /fund eine Verglcichseinrichtung V. Zusätzlich sind zwei Taktgeber C). C2, zwei Notbremsschallungcn Λ/1. /V2, zwei externe Parallel-Serien-Wandler PS, zwei Trennschalter S 1. .S'2 und ein Umschalter S3 dargestellt

Beide Bordrechner erhalten Datcntelegrammt von

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einer Zentrale ober einen Eingang ET und die Empfangseinrichtung £ Zusätzlich erhalten sie über einen Eingang EP Daten von verschiedenen Fahrzeugeinrichtungen wie Ortungs- und Geschwindigkeitsmeßsystem, Antriebs- und Bremssteuerung, Türschließeinrichtung und automatischer Ankuppelvorrichtung.

Aus den empfangenen Datentelegrammen erarbeiten beide Bordrechner unabhängig voneinander Steuerbefehle für die Fahrzeugeinrichtungen, welche nach vorher erfolgtem Vergleich über einen Ausgang AP ausgegeben werden. Aus den Daten der Fahrzeugeinrichtungen stellen beide Bordrechner Datentelegramme für die Zentrale zusammen, welche nach Vergleich und festgestellter Identität über einen Ausgang AT zur Zentrale übermittelt werden.

Alle Verarbeitungsprozesse der Bordrechner erfolgen parallel und taktsynchron. Dies wird durch die Taktgeber CX und C2, weiche über eine elektrische Kopplung K synchronisiert sind, gewährleistet. Vorliegende Rechenergebnisse werden bitseriell in der Vergieichseinrichtung V verglichen. Bei Nichtübereinstimmung wird den Bordrechnern über eine Vcrbindungsleitung 1 Mitteilung gemacht Die Folge da;on ist die Abtrennung der Sendeeinrichtung 5 und aller Fahrzeugeinrichtungen von den Bordrechnern durch die Schalter 51 und 52 und danach die Wiederholung des gesamten Rechenprozesses, der zu dem festgestellten falschen Ergebnis geführt hat. Dazu werden dieselben Ausgangsdaten verwendet, welche zu diesem Zeitpunkt noch in den Eingangsspeichern der Bordrech- jo ner abgespeichert sind. Signalisiert die Vergleichseinrichtung nach der Wiederholung erneut Nichtübereinstimmung der Ergebnisse, so werden von beiden Bordrechnern die Notbremsschaltungen NX und Λ/2 zur Auslösung der Notbremse veranlaßt. Stellt die a Vergieichseinrichtung bei der Wiederholung eines Rechenprozesses keinen Fehler mehr fest, werden die Sendeeinrichtung und die Fahrzeugeinrichtungen wieder an die Ausgänge der Bordrechner angeschlossen und der normale Fahrbetrieb wird fortgesetzt.

Fällt die Verg' :ichseinrichtung aus, so wird dies beim ersten absichtlich gefälschten Rechnerergebnis bemerkt und den Bordrechnern mitgeteilt. Diese veranlassen dann eine Wiederholung der Prüfung bei abgetrennter Sendeeinrichtung und abgetrennten Fahrzeugeinriehtungen. Arbeitet die Vergleichseinrichtung auch während der Wiederholung nicht, wird tie Notbremse betätigt, ansonsten der normale Betrieb wieder aufgenommen.

Um Übertragungsfehler auf dem Weg zur Sendeein- vi richtung suszuschalten, sind heide Bordrechner mit der Sendeeinrichtung verbunden und ein vom Bordrechner R 1 vorliegendes Telegramm wird nur dann ausgegeben, wenn das über Leitung 4 eingegangene, vom Bordrechner R 2 erarbeitete Telegramm antivalent vorliegt und dies durch eine der Sendeeinrichtung zugeordnete und in der Zeichnung nicht dargestellte Antivalenzprüfschaltung festgestellt wird. Zur Funktionsprüfung dieser Antivalenzprüfschaltung wird in regelmäßigen Zeitabständen ditrch Umschalten des Schalters 53 ein nicht antivalentes Telegrammpaar zur Sendeeinrichtung übermittelt. Αιις .Sicherheitsgründen darf da«; reguläre Telegramm zu dieser Prüfung nicht übe' den für die Ausgabe von gültigen Telegrammen verwendeten Kanal ausgegeben werden, ^s wird deshalb der Schalter h5 *>' I geöffnet und zur Übermittlung des vom Bordrechner R I erarbeiteten Datuntelcgramms an die Sendeeinrichtung eine separate Prü'Huing 6 verwendet. Auch diese Prüfung wird wiederholt, wenn sich ein Fehler der Antivalenzprüfschaltung herausgestellt hat und erst bei zweimaliger Fehleranzeige wird die Notbremse ausgelöst.

Eine Notbremsschaltung ist in Fig.2 dargestellt. Sie enthält neben einem über einen Arbeitskontakt b eines Relais S gespeisten Magnetventil BV ein Flipflop FF, ein Bandfilter BF, einen Verstärker A, einen abgestimmten Übertrager AU und eineGleichrichterschaliung CL

Da die Notbremse auch bei totalem Stromausfall funktionieren muß, muß das Magnetventil B V in einem Ruhestromkreis liegen. In diesem liegt auch der Arbeitskontakt b des Relais B, dessen Erregung vom Vorhanden.«·· ein eines Funktionszeichens des zugehörigen Bordrechners abhängt Das Funktionszeichen, in diesem Falle ein in gleichmäßigen Zeitabständen abgegebener Impuls gelangt über einen Eingang RE in die Notbremsschaltung und wird durch aas FUpflop FF in eine Rechteckspannung und durch das Bandtilter BF in eine Wechselspannung von nahezu sinusförmigem Verlauf umgewandelt Nach Verstärkung ;m Verstärker Λ wird damit atr Primärkreis des tbpcstimmtcn Übeitragens A O erregt Die sekundärseitig induzierte Spannung wird durch die Gleichrichterschaltung CL gleichgerichtet und treibt Strom durch die Wicklung des Relais B. Bleibt das Funktionszeichen des Bordrechners aus, so bricht die Spannung an der Wicklung des Relais B zusammen, das Relais fällt ab, der Arbeitskontakt b öffnet und der Ruhestrom, der das Magnetventil BV geschlossen hält, wird unterbrochen. Damit öffnet das Magnetventil und die Bremse spricht an. Da beiden Bordrechnern solche Notbremsschaltungen zugeordnet sind, wird jeder Rechnerausfall bemerkt

F i g. 3 zeigt die Umschaltung bei Verwendung eines dritten Bordrechners als Reserverechner und enthält neben zwei mit der Fahrzeugsteuerung betrauten Bordrechnern RX, R 2 einen Bordrechner R 3 sowie Ausgabepuffer APX, AP2 und Schalter USX, US2, welche hier der Einfachheit halber als Umschaltkontnkte dargestellt, in Wirklichkeit aber als Halbleiterschalter ausgeführt sind und je mindestens 15 Verbindungen schalten

Die Schnittstelle, an der ein defekter Bordrechner abgetrennt und der Reserverechner angeschaltet wird, liegt zwischen Bordrechner und Ausgabepuffei. Die Schalter USX und US2 sind gekoppelt und können iiur gleichzeitig miteinander betätigt werden. Wird z. B. der Bordrechner R X defekt, so tritt die Notbremse in Aktion. Gleichzeitig mit Auslösung der Notbremse erfolgt die Weiterschaltung ri=r Schalter USX und L'52. Damit wird anstelle des Bordrechners R X der Bordrechner R 3 angeschaltet und einer Wiederaufnahme des Fahrbetriebes steht nichts mehr im Wege. War der Bordrechner R 2 defekt, so nützt eine Weiterschaltung oer Schalter US X und US2 in die nächste Stellung noch nichts, erst eine nochmalige Weiterschaltung stellt die Kombination der beiden intakten Bordrechner R 1 und R3her.

In Fig.4 ist die Umschaltung bei Verwendung eines Reserverechnerpaares dargestellt. Den Bordrechnern RX und R 2 sind eingangsseitig zwei Bordrechner R 3 und R 4 pflraüelgeschältef. Zwei Schälfcf US3 und US4 besitzen nur zwei Schaltstellungen und werden ebenlalls zusammen mit der Notbremse betätigt. Wird einer der Bordrechner R 1 oder R 2 defekt, so werden US3 und I. '54 umgeschaltet und X\c Bordrechner R~i und RA übernehmen die Steuerung des Fahrzeuges.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für spurgebundene Fahrzeuge, weiche über Sende- und Empfangsanlagen * Datentelegramme mit einer Zentrale austauschen können und zur Auswertung von Steuerbefehlen der Zentrale und zur Zusammenstellung von Meldungen über Fahrzeugzustand, Fahrort und Geschwindigkeit an die Zentrale zwei Bordrechner besitzen, deren Ergebnisse miteinander verglichen werden und eine Weiterverwertung dieser Ergebnisse nur erfolgt, wenn beide Rechner zum selben Ergebnis gelangt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge Notbremsschaltungen (N 1, N2) besitzen, welche von den Bordrechnern (R 1, R 2) in regelmäßigen Zeitabständen Funktionszeichen erhalten und eine Zwangsbremsung auslösen, wenn innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nicht Funktionszeichen beider Bordrechner empfangen wur- μ den.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bordrechner (Al, R2) eine Notbremsschaltung (Ni bzw. N2) zugeordnet ist, daß diese Notbremsschaltung aus einem Magnet- κ ventil (BV), einem Relais (B) υηά einem abgestimmten Übertrager (A Ü) besteht, an dessen Primärseite eine Wechselspannung anliegt, die aus einer vom Bordrechner abgegebenen Folge von Spannungsimpulsen in einer Schaltung, bestehend aus einem x> Flipflop (FF), einem Bandfilter (BF) und einem Verstärker (A), gewonnen wird und dessen Sekundärspannung nach Gleichrichtung in einer Gleichrichterschaltuiig (GL) das Relais (B) zum Anzug bringt und daß ein ArbeitsWowakt/6/des Relais (B) a in Reihe mit der Wicklung des Magnetventils (BV), welches im stromlosen Zustand geöffnet ist, in einem Ruhestromkreis liegt.