DE2750048C2 - Anordnung zur Bestimmung des absoluten Standorts eines Fahrzeugs - Google Patents

Anordnung zur Bestimmung des absoluten Standorts eines Fahrzeugs

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DE2750048C2 DE19772750048 DE2750048A DE2750048C2 DE 2750048 C2 DE2750048 C2 DE 2750048C2 DE 19772750048 DE19772750048 DE 19772750048 DE 2750048 A DE2750048 A DE 2750048A DE 2750048 C2 DE2750048 C2 DE 2750048C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Bestimmung des absoluten Standorts eines längs einer vorgegebenen Fahrstrecke beweglichen F'ahrzeugs, die eine Serie erstur, längs der Fahrstrecke ortsfest angebrachter Positionsvorrichtungen sowie eine Serie zweiter, ebenfalls längs der Fahrstrecke ortsfest angebrachter Positionsvorrichtungen und einen beim Passieren der Positionsvorrichtungen durch das Fahrzeug betätigbaren Zähler aufweist.
Die Erfindung befaßt sich also allgemein mit dem Problem der Bestimmung des Standorts auf dem Gebiet der Fördertechnik, so daß unter einem Feihrzeug jeder bewegte Gegenstand verstanden werden soll, unabhängig davon, ob dieser Gegenstand einen eigenen Antrieb besitzt oder durch externe Mittel bewegt wird.
Üblicherweise werden entlang der Fahrstrecke mehrere Fahrzeugmeldevorrichtungen ortsfest angebracht, insbesondere vor und hinter einer jeden Haltestelle des Fahrzeugs, und von jeder dieser die augenblickliche Position des Fahrzeugs anzeigenden Vorrichtungen läuft eine Meldeleitung zu einer Zentrale, so daß die in dieser eintreffenden Mcldesignale exakt den jeweiligen absoluten Standort des Fahrzeugs angeben. Diese Art der genauen Standortbestimmung erfordert bei größeren Fahrstrecken einen außerordentlichen InstalliHionsaufwand, sofern der Standort in nicht allzu großer Absländen genau erfaßt werden soll, jedoch bietet sie andererseits den Vorteil, daß auch ein vorübergehender Stromausfall eine anschließende Standortbestimmung zwischen den Enden der Fahrstrecke nicht vereitelt.
Auch wenn das Fahrzeug ein Meßband schleppt oder von einem solchen gezogen wird, kann man auf ortsfeste Fahrzeugmeldevorrichtungen längs der Fahrstrecke nicht verzichten, soll wenigstens in gewissen Abständen der augenblickliche Standort des Fahrzeugs exakt bestimmbar sein, da sonst aufgrund eines Schlupfs oder von Zugspannunjrsschwankungen im Meßband Ungenauigkeiten in der Standortbestimmung nicht vermieden werden können. Es ist deshalb schon bekannt, am Fahrzeug einen 2'ähler anzubringen und diesen durch längs der Fahrstrecke ortsfest angebrachte erste Positionsvorrichuimgen zu beeinflussen, so daß aus dem Zählerinhalt auf den momentanen Fahrzeugstandort geschlossen werdi:n kann. Bei diesen ersten Positionsvorrichtungen kann es sich um passive Glieder handeln, z. B. um einfache Nocken od. dgl. Um aber auch im Falle einer vorübergehenden Störung, z. B. eines kurzfristigen Stromausfalls, anschließend den absoluten Fahrzeugstandort wieder bestimmen zu können, ehe das Fahrzeug eines der Enden der Fahrstrecke erreicht hat, mußte man zusäu:lich zweite Positionsvorrichtungen in Form aktiver Positionsgeber längs der Fahrstrecke installieren, um den Zählerinhalt ggf. korrigieren zu
können. Je großer nun die geforderte Genauigkeit für die Bestimmung des absoluten Fahrzeugstandorts auch nach eventuellen Störungen sein soll, umso größer ist bei dieser bekannten Anordnung da^n auch der erforderliche Aufwand für die Installation und die Einstellarbeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Bestimmung des absoluten Standorts eines Fahrzeugs zu schaffen, die bei verhältnismäßig hoher Genauigkeit der Bestimmung des absoluten Fahrzeugstandorts auch nach Störungen einen geringeren Installationsaufwand wie die bekannten Anordnungen erforderlich macht.
Ausgehend von der bekannten Anordnung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden zweiten Positionsvorrichtungen eine längs der Fahrstrecke sich nicht wiederholende Anzahl erster Positions>-orrichtungen angeordnet ist, daß die ersten Positionsvorrichtungen durch den Zähler zählbar sind und der letztere durch die zweiten Positionsvorrichtungen rückstellbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann also immer dann, wenn das Fahrzeug die Strecke zwischen zwei zweiten Positionsvorrichtungen störungsfrei durchlaufen hat, aufgrund des Zählerinhalts auf diejenige Stelle geschlossen werden, an der sich die zuletzt passierte zweite Positionsvorrichtung befindet, und es liegt auf der Hand, daß die erfindungsgemäße Anordnung ohne eine der Zahl der zweiten Positionsvorrichtungen entsprechende Anzahl zu installierender Leitungen auskommt, ja sie kann sogar so ausgebildet werden, daß sämtliche ersten und zweiten Positionsvorrichtungen passive Elemente sind, so daß man mit einer Signalübermittlung vom Fahrzeug zu einer Zentrale auskommt.
Eine besonders einfache Zuordnung der Anzahl erster Posilionsvorrichtur.gen zwischen zwei aufeinanderfolgenden zweiten Positionsvorrichtungen zu den Standorten dieser zweiten Positionsvorrichtungen ergibt sich dann, wenn die Abstände zwischen den ersten Positionsvorrichtungen längs der Fahrstrecke konstant sind und die Abstände zwischen den zweiten Positionsvorrichtungen vom einen zum anderen Ende der Fahrstrecke zunehmen; außerdem tührt eine fortlaufende, störungsfreie Zählung der passierten ersten Positionsvorrichtungen zu einer die zurückgelegte Strecke und damit den momentanen Standort wiedergebenden Größe, so daß der absolute Standort bei störungsfreier Messung laufend und nicht nur in größeren Abständen verhältnismäßig genau angezeigt werden kann. Da sich jedoch im Störungsfalle die Abstände zwischen denjenigen Stellen, an denen der absolute Fahrzeugstandort exakt angegeben werden kann, um so mehr vergrößern, je näher das Fahrzeug dem einen Ende der Fahrstrecke kommt, kann es unter Umständen von Vorteil sein, eine Serie weiterer Positionsvorrichtungen längs der Fahrstrecke ortsfest anzubringen, die den zweiten Positionsvorrichtungen entsprechen, wobei sich jedoch die Abstände zwischen diesen weiteren Positionsvorrichtungen in umgekehrter Richtung wie bei den zweiten Positionsvorrichtungen vergrößern. Auch ist es möglich, bei einer Fahrstrecke vorgegebener Länge den maximalen Abstand zwischen einander benachbarten zweiten Positionsvorrichtungen durch eine feinere Teilung oder dadurch zu verringern, daß b5 zwischen jeweils ein Paar zweiter Positionsvorrichtungen Streckenabschnitte eingeschaltet werden, die frei von Positionsvorrichtungen sind, wobei man sich natürlich der Möglichkeit begibt, in diesen Bereichen eine Standortbestimmung vornehmen zu können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung nehmen die Abstände zwischen den zweiten Positionsvorrichtungen gleichmäßig zu, vorzugsweise jeweils um den Abstand zwischen den ersten Positionsvorrichtungen. Wie im folgenden noch gezeigt werden wird, läßt sich dann ein die passierten ersten Positionsvorrichtungen zählender Zähler, dessen Inhalt den jeweiligen Fahrzeugstandort angibt, im Störungsfall durch eine besonders einfache Rechenoperation korrigieren.
Um die ersten bzw. zweiten Positionsvorrichtungen schnell und einfach und außerdem mit hoher Genauigkeit montieren zu können, empfiehlt es sich, die ersten unii/oder zweiten Positionsvorrichtungen auf einem Meßband, insbesondere auf einem gemeinsamen Meßband anzuordnen, so daß lediglich zwei oder gar nur ein einziges Meßband längs der Fahrstrecke angebracht werden müssen.
Die Positionsvorrichtungen können die Form einer oder mehrerer Öffnungen im Meßband haben, so daß sie sich durch eine einfache, am Fahrzeug angebrachte Lichtschranke od. dgl. abtasten lassen. Das gleiche wird jedoch erreicht, wenn die Positionsvorrichtungen jeweils aus einem oder mehreren Reflektoren bestehen; dann muß allerdings unter Umständen der Nachteil einer Verschmutzungsgefahr in Kauf genommen werden. Eine besonders einfache Abtastung der Positionsvorrichtungen ist auch möglich, wenn diese aus einem oder mehreren Körpern aus magnetischem oder magnetisierbarem Material bestehen.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen muß das Fahrzeug über eine Signalleitung mit einer Zentrale verbunden werden. Dies läßt sich vermeiden, wenn die ersten und/oder zweiten Positionsvorrichtungen jeweils aus einem aktiven Geber bestehen und alle ersten bzw. zweiten Positionsvorrichtungen an eine gemeinsame Signalleitung angeschlossen sind. Man kommt in diesem Fall mit insgesamt drei, längs der Fahrstrecke verlaufenden Leitungen aus, nämlich mit einer den ersten und zweiten Positionsvorrichtungen gemeinsamen Leitung, sowie zwei weiteren Leitungen, von denen die eine den ersten und die andere den zweiten Positionsvorrichtungen zugeordnet ist. Die aktiven Geber können aus einfachen Schaltern bestehen, die durch am Fahrzeug angeordnete Nocken od. dgl. während des Passierens kurzfristig geschlossen werden, es kann sich aber natürlich auch um andere aktive Geber wie Lichtschranken, berührungslos arbeitende Näherungsschalter u. dgl. handeln.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben; es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer von einem Schienenstrang gebildeten Fahrstrecke für ein Fahrzeug, dessen Standort mit der erfindungsgemäßen Anordnung ermittelt werden kann;
Fig. 2 einen Ausschnitt aus den bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten Meßbändern zusammen mit einem Prinzipschaltbild für die Auswertung der von den Meßbändern abgeleiteten Signale, und
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung.
Fig. 1 läßt einen Teil eines Schienenstrangs IO erkennen, längs dem zwei übereinander angeordnete und vorzugsweise ?u einer Einheit zusammengefaßte
Meßbänder 12, 14 sowie drei Signallcitungen 16, 18 und 20 verlegt sind. Auf dem Schienenstrang 10 ist ein Fahrzeug 22 verfahrbar, und zwar entweder mit Hilfe eines nicht dargestellten eigenen Antriebs oder mit Hilfe eines nicht dargestellten eigenen Antriebs oder mit Hilfe ebenfalls nicht dargestellter Fördermittel wie Zugseile. Auf der einen Seite des Fahrzeugs ist ein Träger 24 für im einzelnen nicht dargestellte und den Signalleitungen 16 bis 20 zugeordnete Schleifer befestigt, während an der anderen Seite ein Träger 26 befestigt ist, welcher zwei übereinander angeordnete Lichtschranken 28, 30 für die Abtastung der beiden Meßbänder 12,14 hält.
Fig. 2 läßt nun die einen Enden der Meßbänder 12 und 14 in der Seitenansicht erkennen; das Meßband 12 ist mit in gleichen, verhältnismäßig kleinen Abständen voneinander angeordneten Löchern 12;) verschen, denen zur besseren Erläuterung eine Zahlenreihe 1, 2, 3,... η zugeordnet wurde. Das Meßband 14 weist Löcher 14a, 146, 14c, ... auf, deren Abstände voneinander sich längs des Meßbands 14 vergrößern, und zwar wenn man von dem in Fig. 2 dargestellten Meßbandende zum anderen Meßbandende fortschreitet. Das Loch 14a befindet sich auf derselben Höhe wie das erste Loch des Meßbands 12, das Loch 140 ist positionsgleich mit dem dritten Loch des Meßbands 12. das Loch 14c1 ist positionsgleich mit dem sechsten Loch des Meßbands 12 usw., d. h. die Abstände zwischen den Löchern des Meßbands 14 sind durch den Absland zwischen den Löchern 12;/ des Meßbands 12 teilbar und wie folgt bemessen: Der Abstand zwischen den Löchern 14a und 14£> beträgt das Zweifache des Lochabstands im Meßband 12, der Abstand zwischen den Löchern 146 und 14c beträgt das Dreifache des Lochabstands im Meßband 12, der Abstand zwischen den Löchern 14c und 14c/ das Vierfache usf. Deshalb wurde den Löchern des Meßbands 14 eine Zahlenreihe zugeordnet, welche die sich vergrößernden Abstände verdeutlichen sollen.
Wie Fig. 2 erkennen läßt, soll die Lichtschranke 28 das Meßband 12 und die Lichtschranke 30 das Meßband 14 abtasten. Von der Lichtschranke 28 führt eine Positionssignalleitung 31 zum Zähleingang eines Zählers 32, der dazu dient, die Impulse aufzusummieren. welche die Lichtschranke 28 beim Passieren der Löcher 12a des Meßbands 12 erzeugt. Wenn das Fahrzeug 22 an demjenigen Ende des Schienenstrangs 10 losfährt, welches dem in F i g. 2 dargestellten Enden der Meßbänder 12 und 14 entspricht, so ist im Normalfall der Inhalt des Zählers 32 also stets identisch mit derjenigen Zahl der neben dem Meßband 12 dargestellten Zahlenreihe, die dem gerade abgetasteten Loch 12a zugeordnet ist. Der Inhalt des Zählers 32 gibt also jederzeit den absoluten Standort des Fahrzeugs 22 an.
Die Lichtschranke 30 dient nun dazu, den Inhalt des Zählers 32 zu korrigieren, wenn auf der Strecke eine Störung auftrat, z. B. ein kurzzeitiger Stromausfall. Von der Lichtschranke 30 führt eine Korrektursignalleitung 34 über ein Verzögerungsglied 36 zum Rücksetzeingang eines Zählers 38, dessen Zähleingang mit der Positionssignalleitung 31 verbunden ist Der Ausgang des Zählers 38 ist über eine Leitung 40 mit einem festprogrammierten Rechner 42 verbunden, dessen Ausgang mit dem einen Eingang eines UN D-Gatters 44 verbunden ist. Am anderen Eingang des UND-Gatters liegt die Korrektursignalleitung 34. Schließlich ist der Ausgang des UND-Gatters 44 mit einem Setzeingang des Zählers 32 verbunden.
Der Rechner 42 ist nun für das dargestellte erste Ausführungsbeispiel so programmiert, daß er mit dem Inhalt »k«dcs Zählers38 die Rechenoperation
k(k + \)
2
durchführt.
Das Verzögerungsglied 36, die Zähler 32 und 38, der Rechner 42 und das UND-Gatter 44 können wenn man auf die Signalleitungen 16, 18 und 20 verzichten will im Fahrzeug 22 untergebracht sein, was durch das in F i g. 2 strichpunktiert dargestellte und mit dem Bezugszeichen 22 versehene Rechteck angedeutet wurde. Der Zählerstand des den absoluten Standort angebenden Zählers 32 kann über seinen Ausgang 48 zu einer Zentrale übermittelt werden, und zwar beispielsweise durch ein vom Fahrzeug 22 geschlepptes Kabel 50, welches in F i g. 2 ebenfalls strichpunktiert angedeutet wurde.
Die Funktion der Anordnung ist nun die folgende:
Wie bereits erwähnt, zählt der Zähler 32 die von der Lichtschranke 28 erzeugten Impulse, so daß im störungsfreien Fall allein durch diese Aufsummierung der Zählerinhalt »b« des Zählers 32 stets den absoluten Standort des Fahrzeugs wiedergibt.
Die von der Lichtschranke 28 erzeugten Impulse werden aber auch vom Zähler 38 aufsummierl, allerdings wird dieser Zähler immer wieder auf Null rückgesetzt, wenn die Lichtschranke 30 eines der Löcher des Meßbands 14 passiert hat. Diese Löschung des Zählers 38 erfolgt wegen des Verzögerungsglieds 36 mit einer geringfügigen Verzögerung, die jedoch kleiner sein muß als die kürzeste Laufzeit der Lichtschranke 28 zwischen zwei Löchern 12a. Der Inhalt »k« des Zählers 38 entspricht also den Zahlen der neben dem Meßband 14 dargestellten Zahlenreihe. Es läßt sich nun leicht verifizieren, daß sich die Zahlen der dem Meßband 12 zugeordneten Zahlenreihe aus denjenigen Zahlen der dem Meßband 14 zugeordneten Zahlenreihe errechnen lassen, die den Löchern 14a, 14Z),... zugeordnet sind. Für das Loch 14/ ergibt sich z. B. folgendes:
6 χ 7 χ 0.5 = 21
Diese Rechenoperation führt der Rechner 42 aus und gibt das Ergebnis dank des UND-Gatters 44 immer dann an den Zähler 32 weiter, wenn die Lichtschranke 30 eines der Löcher des Meßbands 14 passiert.
Auf diese Weise wird erreicht, das der Inhalt des Zählers 32 auch nach Störungen immer dann wieder die richtige Position des Fahrzeugs angibt, wenn eine Strecke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Löchern im Meßband 14 störungsfrei durchlaufen worden ist.
Obwohl sich die Abstände der Löcher des Meßbands 14 in Richtung auf das andere Meßbandende ständig vergrößert, kann die Standortanzeige (Inhalt des Zählers 32) auch an dem nicht dargestellten Meßbandende leicht mit hinreichender Genauigkeit korrigiert werden, wie folgendes Beispiel zeigt:
Lochabstand im Meßband 12: 4 mm
Länge der Fahrstrecke: 200 m
Maximale Korrekturfahrstrecke: 1,26 m.
Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel treten an die Stelle der Löcher 12a äquidistant angeordnete Schalter 12a' und an die Stelle der Löcher 14a, 14/j, 14c;... in sich vergrößernden Abständen
angeordnete Schalter 14a', 146', 14C1, von denen
lediglich die Schalter 140' bis 14/"' dargestellt wurden. Allen Schaltern gemeinsam ist eine Zuleitung 60', und den Schaltern 12a' ist eine Positionssignalleitung 31'
zugeordnet, während den Schaltern 14a', X4b',... eine Korrektursignalleitung 34' gemeinsam ist. Das Fahrzeug 22' besitzt nun anstelle der Lichtschranken 28, 30 zwei Nocken 28' und 30' und betätigt mit dem Nocken 28' die Schaller 12a', während der Nocken 30' der Betätigung der Schalter 14a' XAb',.. .dient.
Dank der Anordnung der Schalter 14a', 140', 14c',... in Abständen, die sich in derselben Weise vergrößern wie die Abstände der Löcher 14a, 140... des Meßbands 14 (s. Fig. 2), werden auf den Leitungen 31' und 34' wieder dieselben Signale erzeugt wie auf den Leitungen 31 und 34 der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, so daß es sich erübrigt, für das Ausführungsbeispiel gem. Fig.3 eine Auswertschaltung zu beschreiben, da in einer Zentrale, zu der die Leitungen 3Γ, 34' und 60'
führen, die Signale in derselben Weise ausgewertet werden können, wie dies anhand der Fig.2 erläutert worden ist.
Selbstverständlich müssen die zweiten Positionsvorrichtungen (Löcher 14a, 14£>... bzw. Schalter 14a', 146'...) nicht exakt auf gleicher Höhe wie eine der ersten Positionsvorrichtungen (Löcher 12a, Schalter 12a') liegen, da es ja nur auf die Anzahl erster Positionsvorrichtungen zwischen jeweils zwei zweiten Positionsvorrichtungen ankommt. So könnte z. B. auf das Verzögerungsglied 36 der Schaltung gemäß Fi g. 2 verzichtet werden, wenn die Löcher 14a. 146... geringfügig hinter den benachbarten Löchern 12a liegen wurden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Anordnung zur Bestimmung des absoluten Standorts eines längs einer vorgegebenen Fahrstrecke beweglichen Fahrzeugs, mit einer Serie erster, längs der Fahrstrecke ortsfest angebrachter Positionsvorrichtungen sowie einer Serie zweiter, ebenfalls längs der Fahrstrecke ortsfest angebrachter Positionsvorrichtungen und mit einem beim ι ο Passieren der Posilionsvorrichtungen durch das Fahrzeug betätigbaren Zähler, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden zweiten Positionsvorrichtungen (14a, 146...) eine längs der Fahrstrecke sich nicht wiederholende Anzahl erster Positionsvorrichtungen (12a}angeordnet ist, daß die ersten Positionsvorrichtungen durch den Zähler (38) zählbar sind und der letztere durch die zweiten Positionsvorrichtungen (14a, 146...) rückstellbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abslände zwischen den ersten Posilionsvorrichtungen (\2a) längs der Fahrstrecke konstant sind und die Abstände zwischen den zweiten Positionsvorrichtungen (14a, 146, ...)vom einen zum anderen Ende der Fahrstrecke zunehmen.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den zweiten Positionsvorrichtungen (14a, 146 ...) gleichmäßig zunehmen, vorzugsweise jeweils um den Abstand jo zwischen den ersten Positionsvorrichlungen (12a).
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den zweiten Positionsvorrichtungen (14a, 14/?...) durch den Abstand der ersten Positionsvorrichtungen (12.^ J5 teilbar sind.
5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -4. dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrzeug (22) eine erste und eine zweite Abtastvorrichtung (28, 30) für die Betätigung odor Abtastung -to der ersten bzw. zweiten Positionsvorrichtungen vorgesehen und die Abtastvorrichtungen und die Positionsvorrichtungen relativ zueinander so angeordnet sind, daß beim Abtasten bzw. Betätigen jeder der zweiten Positionsvorrichtungen (14a, 146 ...) gleichzeitig auch eine der ersten Positionsvorrichtungen (12a^abtast- bzw. betätigbar ist.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—5. dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Positionsvorrichtungen auf ίο einem Meßband (12, 14), insbesondere auf einem gemeinsamen Meßband angeordnet sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Positionsvorrichtungen jeweils von einer oder mehreren Öffnungen (12a, 14a, 146 ...) im Meßband gebildet werden.
8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche ! -6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Positionsvorrichiungen jeweils aus einem oder mehreren Reflektoren bestehen.
9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Positionsvorrichtungen br> jeweils aus einem oder mehreren Körpern aus magnetischem oder magnetisierbaren Material bestehen.
10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Positionsvorrichtungci; jeweils aus einem aktiven Geber (12a', 14a', 146'...) bestehen und alle ersten bzw. zweiten Positionsvorrichtungen an eine gemeinsame Sigrialleitung (3\' bzw. 34') angeschlossen sind.
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