DE3026400C2

DE3026400C2 -

Info

Publication number: DE3026400C2
Application number: DE3026400A
Authority: DE
Inventors: Makoto Nohmi; Hirokazu Machida Tokio/Tokyo Jp Ihara; Masahiro Katsuta Ibaraki Jp Yasunami
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-07-13
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1987-08-20
Also published as: JPH0227882B2; US4384695A; FR2460827B1; JPS5612801A; FR2460827A1; DE3026400A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren zum Anhalten von spurgebundenen Fahrzeugen mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein bekanntes Steuerverfahren zum Anhalten von Zügen unter Verwendung einer automatischen Zugsteuerung, die auch als ATO bezeichnet wird, um einen Zug oder dergleichen anzuhalten, arbeitet folgendermaßen:

(1) Positionsmarkierungen befinden sich in Positionen kurz vor dem Zielpunkt als Sender, um das Fahrzeug über seine Position zu informieren.
(2) Das Fahrzeug tastet seine Position beim Empfang der Signale von den Positionsmarkierungen ab und liefert eine Kurve abnehmender Geschwindigkeit, die nachstehend kurz als Geschwindigkeitskurve bezeichnet wird.
(3) Das Fahrzeug nimmt anschließend eine Steuerung gemäß der Geschwindigkeitskurve vor, um abzubremsen und am Zielpunkt selbst anzuhalten.

Ein typisches, die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweisendes Steuerverfahren zum Anhalten eines in eine Station einlaufenden Zuges an einem Zielpunkt ist beispielsweise in der DE-OS 26 14 326 beschrieben und soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 näher erläutert werden. Es zeigt dabei

Fig. 1 ein Abstands-Geschwindigkeits-Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines aus dem Stand der Technik bekannten Steuerverfahrens zum Anhalten eines in eine Station einlaufenden Zuges mit einer bekannten Zugsteuerung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Steuereinheit einer aus dem Stand der Technik bekannten Zugsteuerung;

Fig. 3 ein Abstands-Geschwindigkeits-Diagramm zur Erläuterung der Gründe für ein Überfahren des Zielpunktes bei Verwendung einer aus dem Stand der Technik bekannten Zugsteuerung.

In Fig. 1 tastet eine automatische Zugsteuerung in einem Zug, dessen Zielort die Station S ist, seine Ankunft bei einem Punkt A bei Erhalt eines Signals von der ersten Positionsmarkierung ab.

Gemäß dem Abtastsignal erzeugt die automatische Zugsteuerung eine erste Geschwindigkeitskurve VP 1, die den Zug von einer Anfangsgeschwindigkeit von beispielsweise 75 km/h mit einer Bremsverzögerung mit einem Wert von 2,5 km/h/sec abbremsen soll.

Wenn der Zug weiterfährt und an einem Punkt B ankommt, stimmt die tatsächliche Geschwindigkeit des Zugs mit der ersten Geschwindigkeitskurve überein, so daß die automatische Zugsteuerung einen Bremsbefehl liefert, um den Zug gemäß der ersten Geschwindigkeitskurve VP 1 abzubremsen. Wenn der Zug, der ständig abgebremst wird, einen Punkt C erreicht, erhält die automatische Zugsteuerung ATO ein Signal von einer zweiten Positionsmarkierung und wird von der Ankunft am Punkt C informiert. Die Zugsteuerung liefert dann eine zweite Geschwindigkeitskurve VP 2 gemäß dem Abtastsignal, um den Zug von einer Anfangsgeschwindigkeit von beispielsweise 15 km/h mit einer Bremsverzögerung mit einem Wert von 1,5 km/h/sec abzubremsen. Die automatische Zugsteuerung ist so ausgelegt, daß sie von zwei Geschwindigkeitskurven VP 1, VP 2 diejenige auswählt, die (bezogen auf den jeweils gleichen Streckenpunkt) die höhere Geschwindigkeit liefert. Sie wird im folgenden auch als die "höhere Geschwindigkeitskurve" bezeichnet. Infolgedessen wird die Steuerung von der Folgesteuerung, die der ersten Geschwindigkeitskurve folgt, auf die Folgesteuerung der zweiten, höheren Geschwindigkeitskurve umgeschaltet. Infolgedessen arbeitet die automatische Zugsteuerung so, daß sie den Zug gemäß einer Geschwindigkeitskurve VP 2 abbremst. Wenn sie einen in der Nähe des Zielpunktes E liegenden Streckenpunkt D erreicht, empfängt sie ein Signal und liefert einen Bremsbefehl für eine solche Zuggeschwindigkeitssteuerung, mit der der Zug am Zielpunkt anhalten soll.

Im folgenden soll auf Fig. 2 Bezug genommen werden, die eine Zuganhaltesteuerung einer herkömmlichen automatischen Zugsteuerung ATO zeigt, wo ein Empfänger 20 ein Signal von einer Positionsmarkierung 10 erhält und ein Positionssignal PS liefert. Dieses Positionssignal wird zusammen mit Distanzimpulsen Δ S von einem Tachogenerator 30, der ein Detektor zum Abtasten des Fahrtabstandes des Fahrzeugs ist, an eine Recheneinheit 40 angelegt.

Die Recheneinheit 40 hat einen Anfangsgeschwindigkeitsgeber 41 und einen Bremsverzögerungsgeber 42, die jeweils eine Anfangsgeschwindigkeitsvorgabe bzw. eine Bremsverzögerungsvorgabe in Abhängigkeit von dem vom Empfänger 20 abgeleiteten Positionssignal PS liefern. Die Recheneinheit 40 weist ferner einen Distanzimpulszähler 43 auf, der den Fahrtabstand aus den Distanzimpulsen Δ S vom Tachogenerator 30 und dem Positionssignal PS berechnet. Dieser berechnete Fahrtabstand wird an einen Geschwindigkeitskurvenrechner 44 angelegt.

Ein Geschwindigkeitsrechner 46 für die tatsächliche Geschwindigkeit berechnet die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges aus den Distanzimpulsen Δ S. Der Geschwindigkeitskurvenrechner 44 liefert ein Geschwindigkeitskurvensignal gemäß dem berechneten Abstandssignal, dem Anfangsgeschwindigkeits-Vorgabesignal und dem Bremsverzögerungs-Vorgabesignal und liefert dieses einem Komparator 45, der ein Brems-Ausgangssignal als Steuerbefehl C′ liefert, der proportional zur Differenz zwischen der Geschwindigkeitskurve und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Zuges ist. Die Geschwindigkeit des Zuges wird gemäß diesem Steuerbefehl C′ gesteuert.

Beim herkömmlichen Steuerverfahren zum Anhalten des Zuges, das der höheren Geschwindigkeitskurve folgt, kann der Zug am Zielpunkt präzise und in bequemer Weise angehalten werden, wenn die Erzeugung der ersten Geschwindigkeitskurve richtig und in angemessener Weise erfolgt.

Wenn jedoch der Anfangsgeschwindigkeitsgeber 41 nicht in der Lage ist oder versäumt, ein richtiges Anfangsgeschwindigkeitssignal für die erste Geschwindigkeitskurve zu liefern, oder wenn der Bremsverzögerungsgeber 42 nicht in der Lage ist oder versäumt, ein korrektes Bremsverzögerungs-Vorgabesignal der ersten Geschwindigkeitskurve zu liefern, so werden eine erste Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 gemäß einer strichpunktierten Linie in Fig. 3 oder eine Geschwindigkeitskurve VP 1 A 2 gemäß einer strichpunktierten Linie in Fig. 3 gebildet. In einem solchen Falle liegt die zweite Geschwindigkeitskurve VP 2 nicht höher als die erste Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 oder VP 2 A 2. Somit erfolgt die Anhaltesteuerung in der Weise, daß die Zuggeschwindigkeit so reguliert wird, daß sie der ersten Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 oder VP 1 A 2 anstatt der zweiten Geschwindigkeitskurve folgt, so daß der Zug zu weit über den Zielpunkt hinausfährt, wie sich aus Fig. 3 ergibt.

Eine Lösung dieses Problems ist in der JP-OS 59 409/1977 beschrieben, bei der die automatische Zugsteuerung ATO ein Positionssignal von einer zweiten oder dritten Positionsmarkierung erhält, nachdem der Zug in einen vorgegebenen Anhalte-Steuerbereich gefahren ist, und wenn die Zuggeschwindigkeit höher ist als eine vorgegebene Geschwindigkeit, betätigt sie eine Notbremse oder eine Maximal-Normalbremse oder alternativ dazu die Bremse in mehreren Schritten gemäß der Geschwindigkeitsdifferenz, um so ein Überfahren des Zielpunktes zu verhindern.

Ein derartiges Steuerverfahren kann den Zug an einem Punkt in der Nähe des Zielpunktes auch im Falle eines fehlerhaften Betriebes des Anfangsgeschwindigkeitsgebers oder des Bremsverzögerungsgebers anhalten, da die Bremse verwendet wird, um den Zug zwangsläufig anzuhalten. Ein derartiges Verfahren kann jedoch den Zug nicht genau am Zielpunkt anhalten, da sich die Anhaltedistanz in Abhängigkeit vom Wetter und anderen Einflüssen ändert.

Aufgabe der Erfindung ist es das gattungsgemäße Steuerverfahren zum Anhalten von spurgebundenen Fahrzeugen, derart weiterzubilden, das es in der Lage ist, einen Zug präzise am Zielpunkt anzuhalten, auch dann, wenn die Erzeugung der ersten Geschwindigkeitskurve falsch durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in

Fig. 4 ein Abstands-Geschwindigkeitskurven-Diagramm zur Erläuterung des Prinzips;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der automatischen Zugsteuerung, mit der die Anhaltezugsteuerung in Abhängigkeit vom höheren oder niedrigeren Pegel der Geschwindigkeitskurve geändert wird;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Zugsteuerung, bei der die Anhaltezugsteuerung geändert wird, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen zwei Geschwindigkeitskurven einen vorgegebenen Wert erreicht hat;

Fig. 7A und 7B Blockschaltbilder von Teilen einer dritten Ausführungsform der Zugsteuerung, bei der die Kurvenfolgesteuerung an einem Punkt kurz vor dem Zielpunkt geändert wird, wo die Geschwindigkeitskurve den höheren oder niedrigeren Pegel annimmt;

Fig. 7C eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen den Teilen in den beiden Fig. 7A und 7B;

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Zugsteuerung, bei der die Kurvenfolgesteuerung an einem Punkt geändert wird, bei dem die Steuerbefehle zum Folgen der Kurven den gleichen Wert annehmen; und in

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen Geschwindigkeitskurvengenerator, der bei den ersten bis dritten erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden kann.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Prinzip unter Bezugnahme auf Fig. 4 näher erläutert. Eine erste Geschwindigkeitskurve, die auch bei einem herkömmlichen Steuerverfahren verwendet wird, ist mit VP 1 bezeichnet und wird gemäß einem Signal geliefert, das dann erzeugt wird, wenn der Zug einen ersten Punkt A passiert hat. Wenn die Vorgabe der Anfangsgeschwindigkeit der ersten Geschwindigkeitskurve VP 1 fehlerhaft erfolgt, wird eine erste Kurve VP 1 A gebildet, die in Fig. 4 strichpunktiert angedeutet ist. Das Symbol VP 2 bezeichnet eine zweite Geschwindigkeitskurve mit einer geringeren Bremsverzögerung als die erste Geschwindigkeitskurve VP 1. Diese zweite Geschwindigkeitskurve VP 2 wird gemäß einem Signal erzeugt, das dann geliefert wird, wenn der Zug einen zweiten Punkt C passiert hat. Ein Symbol VP 3 bezeichnet eine dritte Geschwindigkeitskurve, die für das neuartige Verfahren spezifisch ist und eine größere Bremsverzögerung aufweist, als die erste Geschwindigkeitskurve VP 1. In Fig. 4 ist die dritte Geschwindigkeitskurve VP 3 so dargestellt, daß sie gemäß einem Signal erzeugt wird, welches dann erzeugt wird, wenn der Zug den zweiten Punkt C passiert. Dies ist jedoch nicht ausschließlich zu verstehen, und die dritte Geschwindigkeitskurve VP 3 kann in Abhängigkeit von einem Signal von einer dritten Positionsmarkierung gebildet werden, die sich zwischen dem ersten Punkt A und dem zweiten Punkt C befindet, oder aber zwischen dem zweiten Punkt C und dem Zielpunkt E.

Die folgende Vorzugs- oder Wähllogik wird verwendet, um zu bestimmen, welcher Geschwindigkeitskurve VP 1, VP 2 oder VP 3 die Zuggeschwindigkeitssteuerung folgen soll.

(1) Die Wahl zwischen der ersten und zweiten Geschwindigkeitskurve erfolgt wie im Stand der Technik in Abhängigkeit davon, welche bei höheren Geschwindigkeitswerten liegt. In Fig. 4 schneiden sich die beiden Geschwindigkeitskurven VP 1 und VP 2 bei einem Punkt Q. Somit liegt die erste Geschwindigkeitskurve VP 1 im Bereich zwischen dem ersten Punkt A und dem Punkt Q höher, während im Bereich zwischen dem Punkt Q und dem Zielpunkt E die zweite Geschwindigkeitskurve VP 2 höher als die andere Kurve liegt.
(2) Die Wahl zwischen der dritten Kurve und der ersten oder zweiten Kurve erfolgt in Abhängigkeit davon welche die des niedrigeren Pegels Geschwindigkeitswerte hat. Wenn alle diese ersten, zweiten und dritten Geschwindigkeitskurven richtig sind, so sind die Kurven mit VP 1, VP 2 bzw. VP 3 bezeichnet, so daß die Geschwindigkeitskurven VP 1 und VP 2 immer bei niedrigeren Geschwindigkeiten liegen als die Geschwindigkeitskurve VP 3. In dem Falle, wo die Anfangsgeschwindigkeit in der ersten Geschwindigkeitskurve fehlerhaft ist und eine erste Geschwindigkeitskurve VP 1 A bildet, kreuzen sich die Geschwindigkeitskurven VP 1 A und VP 3 bei einem Punkt R. In einem solchen Falle ist die Geschwindigkeitskurve VP 1 A eine Kurve mit niedrigerem Pegel in dem Bereich zwischen dem ersten Punkt A und dem Punkt R, während im Bereich zwischen dem Punkt R und dem Zielpunkt E die Geschwindigkeitskurve VP 3 die Kurve mit niedrigerem Pegel ist. Die Zuggeschwindigkeit wird gesteuert, indem sie der so gewählten Geschwindigkeitskurve nachfährt.

Nachstehend wird mit Bezug auf Fig. 4 näher erläutert, wie die tatsächliche Zuggeschwindigkeitssteuerung erfolgt.

Es wird hier angenommen, daß der Zug den ersten Punkt A mit einer Geschwindigkeit Vo passiert und das erste Positionssignal erzeugt wird.

Fall A: Es wird eine richtige erste Geschwindigkeitskurve VP 1 erzeugt.

In diesem Falle findet eine Nachfolgesteuerung statt, um die Zuggeschwindigkeit abzubremsen, wobei diese der ersten Geschwindigkeitskurve VP 1 folgt. Wenn dann der Zug den zweiten Punkt C passiert, liefert die automatische Zugsteuerung ATO die zweite und die dritte Geschwindigkeitskurve VP 2 und VP 3 beim Empfang des zweiten Positionssignals. Dabei wird mit der bereits erwähnten Wähllogik gearbeitet. Die Geschwindigkeitskurven VP 1 und VP 2 sind nämlich gegenüber der Geschwindigkeitskurve VP 3 die Kurven mit den niedrigeren Geschwindigkeiten. Außerdem ist die Geschwindigkeitskurve VP 1 im Bereich zwischen dem zweiten Punkt C und dem Punkt Q im Verhältnis zur Geschwindigkeitskurve VP 2 die Kurve mit den höheren Geschwindigkeiten. Darüber hinaus ist dann die Geschwindigkeitskurve VP 2 die Kurve mit höherem Pegel im Verhältnis zur Geschwindigkeitskurve VP 1. Somit wird die Zuggeschwindigkeit gemäß der Geschwindigkeitskurve VP 1 gesteuert und abgebremst, bis der Zug in die Nähe des Punktes Q kommt. Dann wird die Geschwindigkeitskurve von der Kurve VP 1 in der Nähe des Punktes Q auf die Geschwindigkeitskurve VP 2 umgeschaltet, um den Zug weiter abzubremsen, bis er angehalten wird. In diesem Falle folgt die tatsächliche Zuggeschwindigkeit einer Abstands-Geschwindigkeitskurve VT. Mit der beschriebenen Steuerung ist es möglich, den Zug präzise und bequem am Zielpunkt E anzuhalten.

Fall B: Die Anfangsgeschwindigkeit in der ersten Geschwindigkeitskurve wird fehlerhaft vorgegeben.

In diesem Falle wird die Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 erzeugt und der Zug gemäß dieser Kurve abgebremst. Die dritte und zweite Geschwindigkeitskurve VP 3 bzw. VP 2 werden gemäß dem zweiten Positionssignal erzeugt. Dann wird die bereits erwähnte Wähllogik verwendet. Die Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 ist nämlich gegenüber der Geschwindigkeitskurve VP 2 die Kurve mit den höheren Geschwindigkeitswerten. In dem Bereich zwischen dem zweiten Punkt C und dem Punkt R ist die Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 die Kurve mit niedrigerem Pegel im Verhältnis zur Geschwindigkeitskurve VP 3. Darüber hinaus ist im Bereich zwischen dem Punkt R und dem Zielpunkt E die Geschwindigkeitskurve VP 3 im Verhältnis zur Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 die Kurve mit niedrigeren Geschwindigkeiten. Somit wird der Zug gemäß der Geschwindigkeitskurve VP 1 A 1 abgebremst, bis der Zug einen Punkt in der Nähe des Punktes R erreicht, jedoch ändert sich die Geschwindigkeitskurve von der Kurve VP 1 A 1 zur Kurve VP 3 in der Nähe des Punktes R, und der Zug wird gemäß dieser Geschwindigkeitskurve VP 3 abgebremst und angehalten. In diesem Falle folgt die Zuggeschwindigkeit tatsächlich einer Abstands-Geschwindigkeits-Kurve VT′, wie sie strichliert in Fig. 4 angedeutet ist. Da die Zuggeschwindigkeit schließlich der Geschwindigkeitskurve VP 3 folgt, ist es möglich, den Zug genau am Zielpunkt E anzuhalten.

Bei der obigen Erläuterung werden die Geschwindigkeitskurven VP 2 und VP 3 beim Empfang des zweiten Positionssignals erzeugt. Diese Anordnung ist jedoch keinesfalls ausschließlich aufzufassen, und es ist auch möglich, die dritte Geschwindigkeitskurve gemäß einem dritten Positionssignal zu erhalten, das von einer dritten Positionsmarkierung abgegeben wird, die sich an einem dritten Punkt befindet, der dichter am Zielpunkt angeordnet ist, als der erste Punkt, während die zweite Geschwindigkeitskurve in Abhängigkeit vom Signal der zweiten Position erhalten wird.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der nachstehenden Beschreibung sind dabei vier verschiedene Ausführungsformen angegeben, bei denen auf die Fig. 5 bis 8 Bezug genommen wird. Der Unterschied zwischen diesen Ausführungsformen ergibt sich aus dem Zeitpunkt, bei dem die Nachfolgesteuerung von einer Geschwindigkeitskurve zur anderen umgeschaltet wird.

Genauer gesagt erfolgt bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 5 das Umschalten zu einem Augenblick, bei dem die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve den höheren oder niedrigeren Pegel annimmt.

Bei der zweiten Ausführungsform nach Fig. 6 erfolgt das Umschalten zu einem Zeitpunkt, bei dem der Unterschied zwischen der zweiten oder dritten Geschwindigkeitskurve und der ersten Geschwindigkeitskurve auf einen vorgegebenen Wert angewachsen ist.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 7 erfolgt das Umschalten an einem Punkt, der sich in einem vorgegebenen Abstand kurz vor einem Punkt befindet, bei dem die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve den höheren oder niedrigeren Pegel annehmen.

Bei der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 8 erfolgt das Umschalten in einem Augenblick, in dem der Steuerbefehl zum Nachfahren der ersten Geschwindigkeitskurve den gleichen Pegel erreicht wie der Steuerbefehl zum Nachfahren der zweiten oder dritten Geschwindigkeitskurve.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 5 zeigt die erste Ausführungsform, bei der die Nachlaufsteuerung auf die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve in einem Augenblick umgeschaltet wird, bei dem die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve die höheren oder niedrigeren Geschwindigkeitswerte annehmen.

In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszeichen 10 und 11 Positionsmarkierungen, während mit dem Bezugszeichen 20 ein Empfänger bezeichnet ist. Ein Tachogenerator trägt das Bezugszeichen 30, während eine Recheneinheit mit 400 bezeichnet ist. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Eingabeeinheit, das Bezugszeichen 60 bezeichnet eine Wählschaltung für die Kurve mit den niedrigeren Geschwindigkeitswerten, und das Bezugszeichen 70 bezeichnet eine Zuggeschwindigkeitssteuerung. Die Recheneinheit 400 besteht aus ersten, zweiten und dritten Geschwindigkeitskurvenrechnern 410, 420 bzw. 430, einem Wähler 450, einem Fahrtgeschwindigkeitsrechner 460 für die tatsächliche Geschwindigkeit und einem Geschwindigkeits-Steuerungsrechner 470. Der Geschwindigkeitskurvenrechner 410 umfaßt einen Anfangsgeschwindigkeitsgeber 411, einen Bremsverzögerungsgeber 412, einen Distanzimpulszähler 413 und einen Geschwindigkeitskurvenrechner 414. In gleicher Weise umfaßt der Geschwindigkeitskurvenrechner 420 einen Anfangsgeschwindigkeitsgeber 421, einen Bremsverzögerungsgeber 422, einen Distanzimpulszähler 423 und einen Geschwindigkeitskurvenrechner 424. Der Geschwindigkeitskurvenrechner 430 umfaßt in gleicher Weise einen Anfangsgeschwindigkeitsgeber 431, einen Bremsverzögerungsgeber 432, einen Distanzimpulszähler 433 und einen Geschwindigkeitskurvenrechner 434.

Wenn der Zug zu fahren beginnt, liefert die Eingabeeinheit 50 ein Rücksetzsignal R′. Die Distanzimpulszähler 413, 423 und 433 der ersten, zweiten und dritten Geschwindigkeitskurvenrechner 410, 420 und 430 werden mit diesem Rücksetzsignal R′ gelöscht.

Die Werte V 10, V 20, V 30, β 1, β 2, β 3 und VMo werden vorher in der im Zusammenhang mit Fig. 4 erläuterten Weise bestimmt.

Die Anfangsgeschwindigkeit der ersten Geschwindigkeitskurve VP 1 wird nämlich mit einem Pegel vorgegeben, der ein vorgegebener Wert oberhalb der maximalen Geschwindigkeit ist, mit der der Zug den ersten Punkt passiert.

Eine Rechenoperation erfolgt gemäß der nachstehenden Gleichung (1), wobei der Abstand zwischen einem Punkt X und dem ersten Punkt A mit y₁_x und die Anfangsgeschwindigkeit mit V 10 bezeichnet sind:

Der Bremswert β 1 wird gemäß der obigen Gleichung (1) bestimmt.

Dann werden die Bremswerte β 2 und β 3 so bestimmt, daß sie größer als β 1 sind. Stellt man den Abstand zwischen dem zweiten Punkt C und dem Zielpunkt E durch y 20 dar, so werden die Rechenoperationen gemäß den folgenden Gleichungen (2) und (3) durchgeführt:

Die Anfangsgeschwindigkeiten V 20 und V 30 der zweiten und dritten Geschwindigkeitskurven werden gemäß den obigen Gleichungen (2) und (3) bestimmt. Andererseits wird eine Scheingeschwindigkeit VMO mit einem Wert vorgegeben, der erheblich größer als die Anfangsgeschwindigkeit V 10 ist.

Wenn der Zug an einem Punkt kurz vor dem ersten Punkt A fährt, so nehmen die Distanzimpulszähler 413, 423 und 433 keine Rechen- oder Zähloperation vor, und die Ausgänge S 1, S 2 und S 3 von diesen Schaltungen werden auf dem Wert Null gehalten. Der Geschwindigkeitskurvenrechner 414 liefert, wenn das Signal S 1 auf dem Wert Null ist, eine Scheingeschwindigkeit VMO als Geschwindigkeitskurve VP 1. In gleicher Weise liefern die Geschwindigkeitskurvenrechner 424 und 434, wenn die Signale S 2 und S 3 den Wert Null haben, einen Wert von Null bzw. VMO für die Geschwindigkeitskurven VP 2 bzw. VP 3. Da die Wahl zwischen den Geschwindigkeitskurven VP 1 und VP 2 gemäß dem höheren Geschwindigkeitswert erfolgt und da die Wahl zwischen den Geschwindigkeitskurven VP 1 oder VP 2 und VP 3 gemäß dem niedrigeren Pegel stattfindet, nimmt der Wähler 450 eine Rechenoperation gemäß der nachstehenden Gleichung (4) vor:

Anstatt die Gleichung (4) zu verwenden, kann eine Rechenoperation gemäß der nachstehenden Gleichung (5) durchgeführt werden:

Nimmt man die Substitutionen VP 1=VMO; VP 2=O und VP 3=VMO in der Gleichung (4) vor, so ergibt sich VP=VMO, so daß der Wähler 450 als Ausgangssignal VMO liefert. Die Distanzimpulse Δ S als Ausgangssignal vom Tachogenerator 30 werden dem Fahrtgeschwindigkeitsrechner 460 für die tatsächliche Geschwindigkeit zugeführt und in die tatsächliche Geschwindigkeit VT des Zuges umgewandelt. Dann führt der Geschwindigkeits-Steuerungsrechner 470 eine Operation gemäß der nachstehenden Gleichung (6) vor, wobei er die Geschwindigkeitskurve VP und die tatsächliche Zuggeschwindigkeit VT verwendet:

Als Ergebnis wird der Steuerbefehl Cs erhalten. In der obigen Gleichung (6) bedeuten die Symbole G und BO die Steuerungs-Verstärkungskonstante bzw. die Bremsvorspannung.

Wenn die Substitution VP=VMO vorgenommen wird, so erhält der Steuerbefehl Cs einen großen positiven Wert, um den Zug anzutreiben, da die Scheingeschwindigkeit VMO viel größer als die tatsächliche Geschwindigkeit VT ist.

Das Symbol Cx bezeichnet einen Steuerbefehl, um eine Folgesteuerung vorzunehmen, die einer angestrebten Geschwindigkeit folgt, welche von der automatischen Zugsteuerung und den Steuerbefehlen von der Station vorgegeben ist. In dem Bereich kurz vor dem ersten Punkt A nimmt der Steuerbefehl üblicherweise einen kleineren Wert als der Steuerbefehl Cs an. Wenn der Zug beispielsweise mit einer Geschwindigkeit fährt, die im wesentlichen der angestrebten Geschwindigkeit folgt, so nimmt der Steuerbefehl Cx im wesentlichen den Wert Null an und ist damit beträchtlich kleiner als Cs.

Die Wählschaltung 60 für den niedrigeren Pegel arbeitet so, daß sie gemäß der Wähllogik für den niedrigeren Pegel einen der beiden Steuerbefehle Cx bzw. Cs auswählt. Wenn daher der Zug an einem Punkt kurz vor dem ersten Punkt A ist, erhält die Zuggeschwindigkeitssteuerung 70 den Steuerbefehl Cx, der kleiner als der Steuerbefehl Cs ist. Infolgedessen wird die Zuggeschwindigkeit so gesteuert, daß sie der angestrebten Geschwindigkeit folgt, bevor der Zug den ersten Punkt A passiert.

Wenn der Zug zum ersten Punkt A fährt, empfängt der Empfänger 20 ein Signal von der ersten Positionsmarkierung 10, die sich am ersten Punkt A befindet. Der Empfänger 20 liefert dann ein Positionssignal PS 1 an den ersten Geschwindigkeitskurvenrechner 410, so daß der Anfangsgeschwindigkeitsgeber 411 und der Bremsverzögerungsgeber 412 im Geschwindigkeitskurvenrechner 410 die Anfangsgeschwindigkeit V 10 und den Bremswert β 1 gemäß dem Positionssignal PS 1 vorgeben. In der Praxis macht der Empfänger 20 eine Frequenzdiskriminierung für das Signal von der Positionsmarkierung 10, und der Anfangsgeschwindigkeitsgeber 411 und der Bremsverzögerungsgeber 412 geben die Anfangsgeschwindigkeit und den Bremswert in Abhängigkeit vom Signal PS 1 gemäß der ausgefilterten Frequenz vor. Außerdem beginnt der Distanzimpulszähler 413, der gelöscht worden ist, mit dem Zählen der Distanzimpulse Δ S vom Tachogenerator 30 beim Empfang des Positionssignals SP 1 und berechnet den Fahrtabstand S 1 zwischen dem ersten Punkt A und der momentanen Position des Zuges. Der Geschwindigkeitskurvenrechner 414 berechnet die Geschwindigkeitskurve VP 1 von aufeinanderfolgenden Augenblicken aus der Anfangsgeschwindigkeit V 10, dem Bremswert β 1 und dem Fahrtabstand S 1 gemäß der folgenden Gleichung (7):

Die Geschwindigkeitskurve ändert sich somit von VMO zu VP 1, wobei die Werte gemäß der Gleichung (7) bestimmt werden. In der Zwischenzeit werden die Geschwindigkeiten VP 2 und VP 3 auf Null bzw. VMO gehalten. Die Geschwindigkeitskurve VP wird somit aus der obigen Gleichung (4) bestimmt, und zwar unter Verwendung der folgenden Gleichung (8):

Setzt man die Gleichungen (6) und (8) ineinander ein, so wird das Ausgangssignal Cs als Steuerbefehl vom Geschwindigkeits-Steuerungsrechner 470 aus der folgenden Gleichung (9) abgeleitet:

Wenn sich daher die Zuggeschwindigkeit der Geschwindigkeitskurve VP 1 nähert, wird der Wert des Steuerbefehls Cs allmählich von einem positiven Wert verringert und geht auf einen negativen Wert. Der Steuerbefehl Cs ändert sich nämlich von einem großen Antriebsbefehl zu einem kleinen Antriebsbefehl und geht dann in einen Bremsbefehl über, dessen Wert allmählich ansteigt. In einem Augenblick, in dem der Wert des Steuerbefehls Cs kleiner geworden ist als der Steuerbefehl Cx, wird die Zuggeschwindigkeit so gesteuert, daß sie der Geschwindigkeitskurve VP 1 folgt.

Wenn der Zug gemäß der normalen Geschwindigkeitskurve VP 1 abgebremst wird und einen zweiten Punkt erreicht, so erhält der Empfänger 20 ein zweites Positionssignal PS 2 von einer zweiten Positionsmarkierung 11, die sich am zweiten Punkt befindet und liefert das zweite Positionssignal PS 2 dem zweiten und dritten Geschwindigkeitskurvenrechner 420 bzw. 430, die in gleicher Weise arbeiten wie der erste Geschwindigkeitskurvenrechner 410.

Die Anfangsgeschwindigkeitsgeber 421 und 431 sowie die Bremsverzögerungsgeber 422 und 432 geben nämlich die Anfangsgeschwindigkeiten V 20 und V 30 sowie die Bremswerte β 2 und β 3 gemäß dem Positionssignal PS 2 vor. Außerdem beginnen die Distanzimpulszähler 423 und 433, die gelöscht worden sind, die Distanzimpulse Δ S zu zählen, um die Abstandswerte oder Fahrtabstände S 2 und S 3 zu berechnen. Die Signale S 2 und S 3 stehen für den Abstand zwischen dem zweiten Punkt, der vom Zug gerade passiert worden ist, und der augenblicklichen Position des Zuges und sind im Normalzustand gleich groß.

Der Geschwindigkeitskurvenrechner 424 berechnet die Geschwindigkeit VP 2 von aufeinanderfolgenden Augenblicken in der zweiten Geschwindigkeitskurve VP 2 aus der Anfangsgeschwindigkeit V 20, dem Bremswert β 2 und dem Fahrtabstand S 2 gemäß der folgenden Gleichung (10):

In gleicher Weise nimmt der Geschwindigkeitskurvenrechner 434 eine Rechenoperation gemäß der nachstehenden Gleichung (11) vor:

Wie sich aus Fig. 4 entnehmen läßt, ist die Relation VP 1, VP 2 < VP 3 stets erfüllt, wenn die Geschwindigkeitskurven VP 1, VP 2 und VP 3 richtig sind. Der Wähler 450 liefert daher ein Ausgangssignal VP gemäß der Gleichung (4), wie es sich aus der nachstehenden Gleichung (12) ergibt:

Dann wird das Ausgangssignal des Wählers 450 von der Geschwindigkeitskurve VP 1 auf VP 2 in einem Augenblick umgeschaltet, in dem die zweite Geschwindigkeitskurve VP 2 größer geworden ist als die erste Geschwindigkeitskurve VP 1, d. h. am Punkt Q. Somit nimmt das Ausgangssignal Cs als Steuerbefehl des Geschwindigkeits-Steuerungsrechners 470 einen Wert an, der vor und nach dem Umschalten durch die folgenden Gleichungen (13) bzw. (14) gegeben ist:

Die Wählschaltung 60 für den niedrigeren Pegel liefert das Ausgangssignal Cs vor und nach dem Umschalten, da der Wert von Cs niedriger ist als der Wert von Cx vor und nach dem Umschalten der Geschwindigkeitskurve.

Die Zuggeschwindigkeit wird daher so gesteuert, daß sie der Geschwindigkeitskurve VP 1 bis zu dem Augenblick folgt, wo die Geschwindigkeitskurve VP 1 einen niedrigeren Wert als die Geschwindigkeitskurve VP 2 annimmt, und anschließend wird der Zug gebremst und gemäß der Geschwindigkeitskurve VP 2 angehalten.

Es wird nunmehr angenommen, daß der Anfangsgeschwindigkeitsgeber irrtümlich den Wert V 10 A für die Anfangsgeschwindigkeit V 10 vorgegeben hat. In einem solchen Falle ist das Ausgangssignal des Geschwindigkeitskurvenrechners 414 durch die folgende Gleichung (15) gegeben, bei der die Anfangsgeschwindigkeit V 10 in Gleichung (7) durch V 10 A ersetzt ist:

Substituiert man ferner die Gleichung (15), VP 2=O und VP 3=VMO in der Gleichung (4), so ist das Ausgangssignal VP des Wählers 450 durch die folgende Gleichung (16) gegeben:

Setzt man außerdem die Gleichungen (16) und (6) ineinander ein, so ist das Ausgangssignal Cs als Steuerbefehl des Geschwindigkeits-Steuerungsrechners 470 durch die folgende Gleichung (17) gegeben:

In diesem Falle wird somit der Geschwindigkeits-Steuerbefehl Cs allmählich von einem positiven Wert auf einen negativen Wert verringert, wenn sich die Geschwindigkeitskurve der falschen Geschwindigkeitskurve VP 1 A nähert, nachdem der Zug den ersten Punkt A passiert hat. Der Steuerbefehl Cs wird nämlich von einem großen Antriebsbefehl in einen kleineren Antriebsbefehl und dann in einen kleinen Bremsbefehl geändert, bis er schließlich zu einem großen Bremsbefehl wird. In einem Augenblick, in dem der Steuerbefehl Cs kleiner geworden ist als der Steuerbefehl Cx, liefert die Wählschaltung 60 für den niedrigeren Pegel den Steuerbefehl Cs als Ausgangssignal, so daß die Zuggeschwindigkeit danach so gesteuert wird, daß sie der Geschwindigkeitskurve VP 1 A folgt.

Wenn der Zug gemäß der Geschwindigkeitskurve VP 1 A abgebremst wird und den zweiten Punkt erreicht, so liefern die Geschwindigkeitskurvenrechner 424 und 434 Ausgangssignale vp 2 und vp 3 gemäß den oben angegebenen Gleichungen (10) bzw. (11).

Wie sich ebenfalls aus Fig. 4 ergibt, hat die falsche Geschwindigkeitskurve VP 1 A stets einen hohen Wert gegenüber der zweiten Geschwindigkeitskurve VP 2, so daß die Relation VP 2 < VP 1 stets erfüllt ist. Das Ausgangssignal VP vom Wähler 450 wird gemäß der nachstehenden Gleichung (18) unter Berücksichtigung der oben genannten Gleichung (4) abgeleitet:

Das Ausgangssignal des Wählers 450 wird somit von der Geschwindigkeitskurve VP 1 A auf die Geschwindigkeitskurve VP 3 in dem Augenblick umgeschaltet, in dem die dritte Geschwindigkeitskurve VP 3 kleiner geworden ist als die erste Geschwindigkeitskurve VP 1 A, d. h. am Punkt R. Somit liefert der Geschwindigkeits-Steuerungsrechner 470 ein Ausgangssignal Cs als Steuerbefehl, der sich vor und nach dem Umschalten durch die nachstehenden Gleichungen (19) und (20) ausdrücken läßt:

Da der Steuerbefehl Cs kleiner ist als der Steuerbefehl Cx, auch nachdem der zweite Punkt passiert worden ist, liefert die Wählschaltung 60 für den niedrigeren Pegel das Ausgangssignal Cs als Steuerbefehl. Bis zu dem Augenblick, wo die Geschwindigkeitskurve VP 3 kleiner wird als die Geschwindigkeitskurve VP 1 A, wird daher die Zuggeschwindigkeit gemäß der Geschwindigkeitskurve VP 1 A gesteuert, und anschließend folgt die Zuggeschwindigkeit der Geschwindigkeitskurve VP 3.

Wie bereits angegeben, wird bei der ersten Ausführungsform die Zuggeschwindigkeit gemäß der zweiten Geschwindigkeitskurve gesteuert, so daß der Zug genau und bequem am Zielpunkt angehalten werden kann, wenn die erste Geschwindigkeitskurve richtig ist. In dem Falle, wo eine falsche erste Geschwindigkeitskurve geliefert wird, wird die Zuggeschwindigkeit gemäß der dritten Geschwindigkeitskurve gesteuert, so daß der Zug ebenfalls genau am Zielpunkt angehalten werden kann.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Steuerung auf die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve in einem Augenblick umgeschaltet wird, in dem eine vorgegebene Differenz zwischen der ersten Geschwindigkeitskurve und der zweiten oder dritten Geschwindigkeitskurve gebildet wird. Diese Ausführungsform bietet eine höhere Bequemlichkeit im Schaltzeitpunkt der Steuerungsbetriebsart verglichen mit der ersten Ausführungsform, wo die Umschaltung erfolgt, wenn die beiden Kurven zusammenpassen.

Die zweite Ausführungsform, die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert ist, unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 5 darin, daß eine Kombination von Registern 491 und 492, Entscheidungsschaltung 451 und Wählschaltung 452 anstelle des Wählers 450 der Recheneinheit 400 bei der ersten Ausführungsform verwendet wird und daß die Register 491 und 492 so ausgelegt sind, daß sie Vorspannungsgeschwindigkeiten vp 120 und vp 130 von der Eingabeeinheit 51 erhalten, um die Durchführung der Folgesteuerung zu ermöglichen.

Zunächst einmal wird der Zusammenhang zwischen der Bequemlichkeit (d. h. der Stetigkeit des Fahrens) und der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den ersten und zweiten Geschwindigkeitskurven VP 1 und VP 2 im Augenblick der Umschaltung der Kurven durch Experimente oder dergleichen bestimmt. Dieser Wert wird durch vp 120 ausgedrückt. In gleicher Weise wird der Zusammenhang zwischen der Bequemlichkeit und der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Geschwindigkeitskurven VP 1 und VP 3 vorher bestimmt; dieser Wert ist durch vp 130 gegeben. Diese Werte vp 120 und vp 130 werden zunächst einmal über die Eingabeeinheit 51 in die Register 491 bzw. 492 eingegeben. Die Geschwindigkeitskurvenrechner 410, 420 und 430 nehmen die gleichen Operationen vor, wie es bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert worden ist, und liefern VP 1, VP 2 und VP 3.

Die Entscheidungsschaltung 451 nimmt eine Berechnung gemäß der nachstehenden Gleichung (21) vor:

VPSEL = min { max (VP 1, VP 2 + vp 120), VP 3 - vp 130 }. (21)

Die Entscheidungsschaltung 451 entscheidet dann, ob die durch die Gleichungen (22), (23) und (24) gegebenen Bedingungen erfüllt sind:

VPSEL = VP 1, (22)
VPSEL = VP 2 + vp 120, (23)
VPSEL = VP 3 - vp 130. (24)

Die Entscheidungsschaltung 451 liefert dann der Wählschaltung 452 ein Signal SEL, das dafür steht, ob die Geschwindigkeit VP 1, VP 2 oder VP 3 gewählt werden soll, wenn die Gleichung (22), (23) oder (24) erfüllt ist.

Die Wählschaltung 452 wählt dann eine der drei Geschwindigkeiten VP 1, VP 2 bzw. VP 3 als Geschwindigkeit VP aus, die dann dem Geschwindigkeits-Steuerungsrechner 470 zugeführt wird, wo sie in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 5 verarbeitet und zur Steuerung der Zuggeschwindigkeit verwendet wird. Beispielsweise werden die Werte für vp 120 und vp 130 so gewählt, daß sie 0,5 km/h/sec bzw. 1 km/h/sec betragen.

Damit ist es möglich, die Steuerung von der ersten Geschwindigkeitskurve auf die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve in einem Augenblick umzuschalten, in dem die Differenz zwischen der ersten und der zweiten oder dritten Geschwindigkeitskurve einen vorgegebenen Wert erreicht hat.

Ausführungsbeispiel 3

Die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen zusammen eine dritte Ausführungsform, bei der die Bequemlichkeit weiter verbessert wird (d. h. daß das Rucken beim Bremsen möglichst gering ist), indem man das Umschalten von der ersten Geschwindigkeitskurve auf die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve bei einem Punkt yo kurz vor einem Punkt vornimmt, bei dem die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve einen höheren oder niedrigeren Geschwindigkeitswert als die erste Geschwindigkeitskurve annehmen. Der Abstand yo wird experimentell vom Standpunkt der höheren Bequemlichkeit aus bestimmt.

Der Abstandswert yo wird vorher mittels der Eingabeeinheit 52 in die Register 415, 425 und 435 eingegeben. Dann werden wie im Falle der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 5 die Geschwindigkeiten vP 1, vP 2 und vP 3 experimentell bestimmt, und zwar durch eine Kombination der Schaltungen 411 bis 414, eine Kombination der Schaltungen 421 bis 424 bzw. eine Kombination der Schaltungen 431 bis 434, und an eine Wählschaltung 452 gegeben, die mit der Wählschaltung 452 der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 6 identisch ist. Die Geschwindigkeitskurvenrechner 417, 427 und 437 haben die gleiche Funktion wie die Geschwindigkeitskurvenrechner 414, 424 und 434. Die Bezugszeichen 416, 426 und 436 bezeichnen Addierer.

Der Addierer 416 addiert ein Signal S 1 zum Abstandswert yo und liefert sein Ausgangssignal (S 1+yo) dem Geschwindigkeitskurvenrechner 417. Der Geschwindigkeitskurvenrechner 417 führt eine Berechnung gemäß der nachstehenden Gleichung (25) aus, wobei er die Anfangsgeschwindigkeit V 10, den Bremswert β 1 und den Additionswert (S 1+yo) verwendet:

Der Geschwindigkeitskurvenrechner 417 liefert VMO als Signal vP 1 yo, wenn das Ausgangssignal des Addierers 416 den Wert yo hat, d. h. wenn S 1 gleich Null ist.

Der Addierer 426 addiert die Signale S 2 und yo und liefert als Ausgangssignal (S 2+yo) dem Geschwindigkeitskurvenrechner 427; dieser führt eine Berechnung gemäß der Gleichung (26) durch und verwendet dabei die Anfangsgeschwindigkeit V 20, den Bremswert β 2 und den Additionswert (S 2+yo):

Der Geschwindigkeitskurvenrechner 427 liefert ein Signal mit dem Wert Null als Ausgangssignal vP 2 yo, wenn das Ausgangssignal vom Addierer 426 den Wert yo hat, d. h. wenn der Abstandswert S 2 den Wert Null hat.

Der Addierer 436 addiert die Signale S 3 und yo und liefert ein Ausgangssignal (S 3+yo) dem Geschwindigkeitskurvenrechner 437; dieser führt die nachstehende Berechnung gemäß der Gleichung (27) durch und verwendet dabei die Anfangsgeschwindigkeit V 30, den Bremswert β 2 sowie den Additionswert (S 3+yo):

Der Geschwindigkeitskurvenrechner 437 liefert ein Signal VMO als Ausgangssignal vP 3 yo, wenn das Ausgangssignal vom Addierer 436 den Wert yo hat, d. h. wenn der Abstandswert S 3 den Wert Null hat.

Somit werden die Geschwindigkeitskurven vP 1 yo, vP 2 yo und vP 3 yo im Abstand yo vor dem momentanen Punkt erhalten. Dann nimmt die Entscheidungsschaltung 451 eine Berechnung gemäß der nachstehenden Gleichung (28) vor:

VPSEL = min { max (vP 1 yo, vP 2 yo), vP 3 yo }. (28)

Die Entscheidungsschaltung überprüft dann, ob die Bedingungen gemäß den nachstehenden Gleichungen (29), (30) und (31) erfüllt sind:

VPSEL = vP 1 yo, (29)
VPSEL = vP 2 yo, (30)
VPSEL = vP 3 yo. (31)

Die Entscheidungsschaltung 451 liefert dann der Wählschaltung 452 ein Signal SEL, das angibt, daß VP 1, VP 2 oder VP 3 gewählt werden soll, wenn die Gleichung (29), (30) oder (31) erfüllt ist. Gemäß dem Signal SEL wählt die Wählschaltung 452 dann eine der Geschwindigkeiten VP 1, VP 2 oder VP 3 als Geschwindigkeit VP aus, die dann dem Geschwindigkeits-Steuerungsrechner 470 zugeführt wird, wo sie in gleicher Weise verarbeitet wird, wie es im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 5 beschrieben worden ist, um als Steuerung für die Zuggeschwindigkeit verwendet zu werden. Der Abstandswert yo wird beispielsweise mit einem Wert von 0,5 m gewählt.

Bei dieser Ausführungsform wird die Steuerung auf die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve in einem Punkt in einem vorgegebenen kurzen Abstand vor dem Punkt umgeschaltet, wo die zweite Geschwindigkeitskurve oder die dritte Geschwindigkeitskurve auf einen höheren oder niedrigeren Pegel als die erste Geschwindigkeitskurve gehen.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei der das Umschalten zur zweiten oder dritten Geschwindigkeitskurve in einem Augenblick erfolgt, in dem der Steuerbefehl zum Nachfahren der ersten Geschwindigkeitskurve den gleichen Wert wie der Steuerbefehl zum Nachfahren der zweiten oder dritten Geschwindigkeitskurve erreicht. Damit ist es möglich, den Schritt der Diskontinuität des Steuerbefehls im Schaltaugenblick zu vermeiden. Somit wird die Bequemlichkeit im Vergleich mit den zweiten und dritten Ausführungsformen weiter verbessert. Der Unterschied zwischen der vierten und der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 5 ergibt sich aus folgendem. Die Kombination des Wählers 450 und des Geschwindigkeits-Steuerungsrechners 470 der Recheneinheit 400 gemäß Fig. 5 wird durch die Kombination von Geschwindigkeits-Steuerrechnern 471, 472 und 473 sowie einem Wähler 455 ersetzt.

Die Geschwindigkeits-Steuerrechner 471, 472 und 473 sind so ausgelegt, daß sie Berechnungen gemäß den nachstehenden Gleichungen (32), (33) bzw. (34) durchführen, wobei die Geschwindigkeiten VP 1, VP 2 und VP 3 sowie vT verwendet und ihre Ausgangssignale CS 1, CS 2 und CS 3 dem Wähler 455 zugeführt werden.

CS 1 = (VP 1 - vT) G 1 - B 1, (32)
CS 2 = (VP 2 - vT) G 2 - B 2, (33)
CS 3 = (VP 3 - vT) G 3 - B 3. (34)

In diesen Gleichungen sind mit den Symbolen G 1, G 2 und G 3 Verstärkungskonstanten und mit den Symbolen B 1, B 2 und B 3 Bremskonstanten bezeichnet. Diese Konstanten G 1, G 2, G 3, B 1, B 2 und B 3 können über Signalleitungen 531, 532 bzw. 533 eingestellt werden.

Der Wähler 455 nimmt eine Berechnung gemäß der nachstehenden Gleichung (35) oder (36) vor:

CS = min { max (CS 1, CS 2), CS 3 }, (35)
CS = max { min (CS 1, CS 2), CS 2 }. (35)

Der berechnete Wert CS wird der Wählschaltung 60 für den niedrigeren Pegel zugeführt. Dann arbeiten die Wählschaltung 60 und die Zuggeschwindigkeitssteuerung 70 miteinander zusammen und verarbeiten das Signal in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 5.

Bei der vierten Ausführungsform wird die Steuerung somit von der ersten Geschwindigkeitskurve auf die zweite oder dritte Geschwindigkeitskurve in dem Augenblick umgeschaltet, wo der Steuerbefehl CS 1 zum Nachfahren der ersten Geschwindigkeitskurve den gleichen Wert erreicht, wie die Steuerbefehle CS 2 oder CS 3 zum Nachfahren der zweiten oder dritten Geschwindigkeitskurve.

Fig. 9 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Geschwindigkeitskurvenrechners, wie er sich bei der ersten, zweiten und vierten Ausführungsform der oben beschriebenen Art verwenden läßt. Diese abgewandelte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Anfangsgeschwindigkeit V 30 und der Bremswert β 3 der dritten Geschwindigkeitskurve auf der Basis der tatsächlichen Zuggeschwindigkeit vT 2 am zweiten Punkt bestimmt werden können. Der Anfangsgeschwindigkeitsgeber 431 und der Bremsverzögerungsgeber 432 des Geschwindigkeitskurvenrechners 430 gemäß Fig. 5 sind dabei durch ein Register 4310, einen Anfangsgeschwindigkeitsgeber 4311, einen Abstandsgeber 4320 und einen Bremswert 4321 ersetzt und bilden eine Recheneinheit 430′.

Eine vorgegebene Geschwindigkeit V 40 wird in das Register 4310 über eine Eingabeeinheit mit einer Signalleitung 530 eingegeben. Die Geschwindigkeit V 40 dient dazu, eine sogenannte Anhebung der Geschwindigkeit vT 2 vorzunehmen. Der Anfangsgeschwindigkeitsgeber 4311 hält die Geschwindigkeit vT 2 gemäß dem Signal PS 2, tastet die Geschwindigkeit vT ab und addiert die vorgegebene Geschwindigkeit V 40 zu dieser Geschwindigkeit vT 2 hinzu, wobei das Ergebnis dieser Addition als vorgegebener Wert der Anfangsgeschwindigkeit V 30 abgegeben wird.

Der Abstandsgeber 4320 gibt den Abstandswert yo 20 zwischen dem zweiten Punkt und dem Zielpunkt gemäß dem Signal PS 2. Der Bremswertgeber 4321 nimmt eine Berechnung vor, um den Wert des Bremswertes β 3 gemäß der nachstehenden Gleichung (37) unter Verwendung der Signale v 30 und y 20 zu bestimmen:

Der Geschwindigkeitskurvenrechner 434 nimmt eine Berechnung in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 5 vor, wobei er die so erhaltenen Werte für V 30 und β 3 sowie das Ausgangssignal S 3 vom Distanzimpulszähler 433 verwendet. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine Geschwindigkeitskurve VP 3 gemäß der tatsächlichen Zuggeschwindigkeit am zweiten Punkt zu liefern.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 9 wird die Anfangsgeschwindigkeit V 30 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Zuggeschwindigkeit vT 2 am zweiten Punkt vorgegeben und der Bremswert auf der Basis der so vorgegebenen Anfangsgeschwindigkeit V 30 bestimmt. Dies ist jedoch nicht ausschließlich zu verstehen, und die Anfangsgeschwindigkeit V 30 kann auch auf der Basis der Geschwindigkeit vP 12 der Geschwindigkeitskurve VP 1 am zweiten Punkt bestimmt werden. Außerdem kann nicht nur der Bremswert b 3, sondern auch der Bremswert β 2 der zweiten Geschwindigkeitskurve VP 2 auf der Basis der tatsächlichen Zuggeschwindigkeit vT 2 oder der Geschwindigkeit vP 12 der Geschwindigkeitskurve VP 1 am zweiten Punkt bestimmt werden.

Während vorstehend bevorzugte Ausführungsformen beschrieben sind, bei denen die Recheneinheiten als Hardwares ausgelegt sind, ist es ohne weiteres möglich, diese Recheneinheiten aus Computern, z. B. Mikrocomputern aufzubauen.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß es mit dem neuartigen Verfahren ohne weiteres möglich ist, einen Zug genau am Zielpunkt anzuhalten, auch wenn die erste Geschwindigkeitskurve in fehlerbehafteter oder falscher Weise erzeugt wird.

Claims

1. Steuerverfahren zum Anhalten von spurgebundenen Fahrzeugen, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit so gesteuert wird, daß sie nach Passieren eines ersten Punktes (A) kurz vor dem Zielpunkt (E) einer ersten gewählten Bremskurve (VP 1), die einen ersten Verzögerungswert hat, folgt, die die Fahrzeuggeschwindigkeit am Zielpunkt auf den Wert Null bringt, und nach dem Passieren eines zweiten Punktes (C), der näher als der erste Punkt am Zielpunkt liegt, einer zweiten gewählten Bremskurve (VP 2), die einen kleineren Verzögerungswert als die erste Bremskurve hat und das Fahrzeug am Zielpunkt auf den Wert Null bringt, unter der Voraussetzung folgt, daß die zweite Bremskurve zwischen zweitem Punkt und Zielpunkt höhere Geschwindigkeitswerte als die erste Bremskurve hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit nach dem Passieren eines zwischen dem ersten Punkt (A) und dem Zielpunkt (E) liegenden dritten Punktes (R) so gesteuert wird, daß sie einer dritten Geschwindigkeitskurve (VP 3) für das Bremsen folgt, die so gewählt ist, daß sie einen größeren Verzögerungswert als die erste - fehlerhaft vorgegebene - Geschwindigkeitskurve und eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null am Zielpunkt liefert, und zwar unter der Voraussetzung, daß die dritte Geschwindigkeitskurve zwischen drittem Punkt und Zielpunkt niedrigere Geschwindigkeitswerte als die erste Geschwindigkeitskurve aufweist, wobei

- Signale von wenigstens einer ersten und einer zweiten Positionsmarkierung am ersten (A) und am zweiten (C) Punkt durch einen Empfänger am Fahrzeug empfangen werden, um wenigstens ein erstes (PS 1) und ein zweites (PS 2) Positionssignal zu erzeugen,
- Anfangsgeschwindigkeitswerte (V 10, V 20, V 30) und Bremswerte (β 1, β 2, β 3) der ersten, zweiten und dritten Bremskurve nach Maßgabe des ersten und zweiten Positionssignals (PS 1, PS) bestimmt werden,
- die Fahrstrecke (Δ S) in einer vorgegebenen Zeiteinheit ermittelt und mit dem Zählen der Fahrstrecke (Δ S) begonnen wird, um wenigstens die Abstände (S 1, S 2) vom ersten (A) und zweiten (C) Punkt zu bestimmen,
- die der momentanen Position des Fahrzeuges entsprechenden Geschwindigkeitswerte der Bremskurven (VP 1, VP 2, VP 3) nach den folgenden Gleichungen berechnet werden: VP 1 = f₁ (β 1, S₁₀, S₁)
VP 2 = f₂ (β 2, S₂₀, S₂)
VP 3 = f₃ (β 3, S₃₀, S₃)wobei β 2 <β 1 <β 3 ist und S _io (i=1, 2, 3) den Abstand vom i-ten Punkt bis zum Zielpunkt bezeichnet,
- die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (vT) aus der Fahrstrecke (Δ S) berechnet wird,
- eine der drei Bremskurven nach dem folgenden Kriterium ausgewählt wird: VPi (i = 1, 2 oder 3) = Min(Max(VP 1, VP 2), VP 3)- ein Steuerbefehl (CS) nach Maßgabe des Unterschiedes zwischen der ausgewählten Bremskurve (VPi) und der tatsächlichen Geschwindigkeit (vT) erzeugt wird, und
- die Fahrzeuggeschwindigkeit nach Maßgabe des Steuerbefehls gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Punkt (C) und der dritte Punkt identisch gewählt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung von einer Nachfolgesteuerung zum Nachfahren der ersten Bremskurve (VP 1) in eine Folgesteuerung zum Nachfahren der dritten Bremskurve (VP 3) in einem Augenblick umgeschaltet wird, in dem die dritte Bremskurve einen niedrigeren Wert als die erste Bremskurve annimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung von einer Nachfolgesteuerung zum Nachfahren der ersten Bremskurve (VP 1) in eine Folgesteuerung zum Nachfahren der zweiten oder dritten Bremskurve (VP 2, VP 3) in einem Augenblick umgeschaltet wird, in dem die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ersten Bremskurve und der zweiten oder dritten Bremskurve einen vorgegebenen Wert erreicht hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung von einer Nachfolgesteuerung zum Nachfahren der ersten Bremskurve (VP 1) in eine Nachfolgesteuerung zum Nachfahren der dritten Bremskurve (VP 3) an einem Punkt in einem vorgegebenen Abstand kurz vor einem Punkt umgeschaltet wird, an dem die dritte Bremskurve (VP 3) einen niedrigeren Geschwindigkeitswert als die erste Bremskurve (VP 1) annimmt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung von einer Nachfolgesteuerung zum Nachfahren der ersten Bremskurve (VP 1) in eine Nachfolgesteuerung zum Nachfahren der zweiten oder dritten Bremskurve (VP 2, VP 3) in einem Augenblick umgeschaltet wird, in dem der Steuerbefehl (CS) zum Nachfahren der ersten Bremskurve gleich dem Steuerbefehl zum Nachfahren der zweiten oder der dritten Bremskurve geworden ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskurven (VP 1, VP 2, VP 3) nach den folgenden Gleichungen berechnet werden:

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei Steuerbefehle (C _{S 1}, C _{S 2}, C _{S 3}) unabhängig von den Bremskurven (VP 1, VP 2, VP 3) und der Zuggeschwindigkeit (vT) mit vorbestimmten Parameterverstärkungskonstanten (G₁, G₂, G₃) und vorgegebenen Verzögerungswerten (B₁, B₂, B₃) nach den folgenden Gleichungen bestimmt werden: C _{S 1} = (VP 1-vT) G₁-B₁
C _{S 2} = (VP 2-vT) G₂-B₂
C _{S 3} = (VP 3-vT) G₃-B₃und daß ein Steuerbefehl (C _S) gemäß der Gleichung bestimmt wird:C _S = min(max(C _{S 1}, C _{S 2}), C _{S 3})oderC _S = max(min(C _{S 1}, C _{S 2}), C _{S 3})wobei der Bremsbefehl um so größer ist, je größer (C _S) ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die dritte Bremskurve (VP 3) eine Anfangsgeschwindigkeit verwendet wird, die gleich der Summe der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit (vT) am zweiten Punkt (C) und einem vorbestimmten Geschwindigkeitswert ist und so gewählt ist, daß das Fahrzeug mit einer konstanten Verzögerung abgebremst wird und am Zielpunkt anhält.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die dritte Bremskurve (VP 3) eine Anfangsgeschwindigkeit verwendet wird, die gleich der Summe des Geschwindigkeitswertes der ersten Bremskurve (VP 1) am zweiten Punkt (C) und einem bestimmten Geschwindigkeitswert ist und die so gewählt ist, daß das Fahrzeug mit einer konstanten Verzögerung abgebremst und die Fahrzeuggeschwindigkeit am Zielpunkt zu einem Wert gleich Null gebracht wird.