DE3620208A1 - Einrichtung auf einem spurgebundenen fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung auf einem spurgebundenen Fahrzeug, das mit einer vorgegebenen Anzahl von in Fahrrichtung hintereinander in vorgegebenen Abständen angeordneten Sensoren versehen ist, die entlang der Spur regelmäßig angeordnete Ortsmarken mindestens erkennen können, wobei jeweils zwei nicht benachbarte Sensoren paarweise Signalverarbeitungseinrichtungen steuern.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise beschrieben in der DE-PS 21 10 164. Bei dieser Einrichtung steht eine linienförmige Informationsübertragung zwischen Schienenfahrzeugen und der Strecke durch induktive Übertragung von Wechselspannungen von einer entlang der Strecke verlegten Doppelleitung auf Empfangsspulen an den Fahrzeugen im Vordergrund. Die Doppelleitung ist in vorgegebenen Abständen gekreuzt und bildet an diesen Stellen Ortsmarken, die durch Auswerten der auf den Fahrzeugen empfangenen Wechselspannungen elektrisch erkannt werden können. Die Schienenfahrzeuge ermitteln ihren jeweiligen Fahrort durch Abzählen der Kreuzungsstellen. Außerdem ist es möglich, den jeweiligen Fahrort der Fahrzeuge aus einer Wegmessung zu bestimmen, und zwar mit Hilfe eines mit einem Fahrzeugrad gekuppelten Sensors. Hierbei werden die Radumdrehungen in Wegimpulse umgesetzt, die von einem Zähler gezählt werden. Wenn zur genauen Fahrortbestimmung der Schienenfahrzeuge die zuletzt geschilderte Wegmeßmethode zusätzlich angewandt wird, bedeutet dies selbstverständlich einen erhöhten Aufwand. Außerdem muß berücksichtigt werden, daß die Bestimmung von Radumdrehungen nur dann sinnvoll ist, wenn unangetriebene Räder zur Verfügung stehen, da bei Triebfahrzeugen die Wahrscheinlichkeit des Schleuderns oder Gleitens besonders groß ist, wenn sie bis an die Grenze der Haftreibung betrieben werden. Bei vielen modernen Lokomotiven stehen im Hinblick auf eine sehr hohe Förderleistung keine Laufräder mehr zur Verfügung, da sämtliche Achsen angetrieben und auch gebremst werden können.

Die bekannte Einrichtung verzichtet auf eine Fahrortbestimmung durch Zählen von Radumdrehungen. Ersatzweise wird der Abstand der Kreuzungsstellen der Doppelleitung in so viele gleiche Teile unterteilt, wie am Schienenfahrzeug Empfangsspulen angeordnet sind. Die Feinstufigkeit, mit welcher die jeweilige Position eines Schienenfahrzeuges festgestellt werden kann, hängt dann unmittelbar davon ab, wieviel Empfangsspulen insgesamt innerhalb der Länge des vorgegebenen Kreuzungsstellenabstandes am Schienenfahrzeug vorgesehen werden.

Die bekannte Einrichtung ist jedoch nicht ohne weiteres zur Ermittlung von Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerten spurgebundener Fahrzeuge geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs angegebenen Gattung dahingehend weiterzubilden, daß auf den spurgebundenen Fahrzeugen Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte mit hoher Genauigkeit zuverlässig ermittelt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens zwei Sensorpaare angeordnet sind, von denen jedes Paar über einen gemeinsamen Steuereingang ein zugeordnetes Kippglied steuert, an dessen Ausgänge mindestens zwei Torschaltungen angeschlossen sind zum bedarfsweisen Weiterleiten von Zählimpulsen vorgegebener Folgefrequenz an zwei Zähler, deren Zählergebnisse abwechselnd in einem Rechner weiterverarbeitet werden.

Diese Einrichtung ist unabhängig von der Art der regelmäßig an der Strecke angeordneten Ortsmarken; diese können beispielsweise Kreuzungsstellen einer wechselstromgespeisten Doppelleitung sein oder aber auch aus anderen punktförmigen Einwirkstellen bestehen. Wesentliche Voraussetzung bei den verschiedensten Ausführungen ist, daß die Sensoren eines Sensorpaares während der Fahrt nacheinander betätigt werden. Aufgrund welcher physikalischer Grundlage dies erfolgt, dürfte gleichgültig sein.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ergibt sich bereits bei der Verwendung von zwei Sensorpaaren, da die verwendeten Zähler bei dem gewählten Betrieb im Hinblick auf die Sicherheit nicht nur schlicht einen mehrfachen Beitrag zu einem richtigen Meßergebnis liefern, sondern darüber hinaus speziell zeitversetzt arbeiten. Dies wird anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht als Weiterbildung vor, daß an die Ausgänge jedes Kippgliedes zwei UND-Glieder angeschlossen sind, über welche ein vom Rechner zyklisch ausgegebenes Zähler-Abfragesignal jeweils demjenigen der beiden dem Kippglied zugeordneten Zähler zugeführt wird, der zu dem Zeitpunkt keine Zählimpulse erhält.

Durch einen derartigen Aufbau ergibt sich im Hinblick auf eine Rechnerauswertung ein besonders zweckmäßiger Aufbau bei der Verwendung eines Mikrocomputers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Übersichtsbild mit Fahrzeug und Strecke,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Auswerteeinrichtung auf einem spurgebundenen Fahrzeug und

Fig. 3 in mehreren Diagrammlinien Funktionsabläufe in der Auswerteschaltung nach Fig. 2.

Fig. 1zeigt symbolisch ein spurgebundenes Fahrzeug FG, vorzugsweise ein Schwebefahrzeug, das sich in Fahrrichtung F entlang einer durch eine Doppelleitung DG markierten Spur bewegt. Bei schienengebundenen Fahrzeugen FG liegt die Doppelleitung DG beispielsweise im Gleis (nicht weiter dargestellt). Die Doppelleitung DG ist mit einer ortsfesten Zentrale ZE verbunden. Hierdurch besteht die Möglichkeit einer Wechselstromspeisung. In vorgegebenen Abständen L ist die Doppelleitung DG gekreuzt; die so gebildeten Kreuzungsstellen K 1, K 2, K 3 bzw. K 4 stellen Ortsmarken dar, die durch Auswerten des elektromagnetischen Feldes oberhalb der Doppelleitung DG elektrisch erkannt werden können. Das Fahrzeug FG ist mit vier Antennen A 1, A 2, A 3 und A 4 versehen, die in gleichen, vorgegebenen Abständen l unterhalb des Fahrzeuges montiert sind. Die genannten Antennen A 1 bis A 4 dienen als Sensoren und sind mit der Doppelleitung DG so gekoppelt, daß die Kreuzungsstellen, z. B. die Kreuzungsstelle K 2, auf dem Fahrzeug FG beim Passieren exakt geortet werden kann. Die Antennen A 1 bis A 4 können in bevorzugter Weise so angebracht werden, daß der Abstand l zwischen den Antennen vorgegeben ist durch den Abstand L zweier Kreuzungsstellen der Doppelleitung DG, dividiert durch die Anzahl der Antennen A 1 bis A 4. Eine derartige Realisierung ist jedoch nur dann möglich, wenn sich der Abstand L zweier Kreuzungsstellen der Doppelleitung DG in einer durch die Länge des Fahrzeuges FG vorbestimmten Größenordnung hält.

Die am Fahrzeug FG angebrachten Antennen A 1 bis A 4 sind an eine Auswerteeinrichtung AG angeschlossen, die anhand des Blockschaltbildes nach Fig. 2 nachfolgend näher erläutert wird.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 zeigt, daß die Antennen A 1 bis A 4 an zugeordnete Umsetzer U 1 bis U 4 angeschlossen sind. Diese Umsetzer haben die Aufgabe, die zugeführten Signalwechselspannungen zu bewerten und schließlich dann jeweils einen Steuerimpuls ST (Fig. 3) abzugeben, wenn die zugeordnete Antenne, z. B. die Antenne A 1, eine Kreuzungsstelle der Doppelleitung DG (Fig. 1), z. B. die Kreuzungsstelle K 2, passiert. Ob über die Antennen A 1 bis A 4 zusätzlich ein Informationsaustausch mit der ortsfesten Zentrale ZE erfolgt oder nicht, ist für die weitere Betrachtung unerheblich, da sie im Prinzip für die erfindungsgemäße Einrichtung weniger von Bedeutung ist.

Jeweils zwei nicht benachbarte Antennen, so z. B. die Antennen A 1 und A 3 oder die beiden Antennen A 2 und A 4 sind über ihre zugeordneten Umsetzer U 1 und U 3 bzw. U 2 und U 4 paarweise zusammengefaßt und geben ihre Steuerimpulse an ein ODER-Glied OD 1 bzw. OD 2 ab. Das ODER-Glied OD 1 steuert über einen Takteingang C 1 ein Kippglied KD 1; entsprechendes gilt sinngemäß für das ODER-Glied OD 2 und den Takteingang C 2 eines Kippgliedes KD 2. Als weitere Voraussetzung zur Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsermittlung auf dem Fahrzeug dienen zwei Zählerpaare Z 10, Z 11 und Z 20, Z 21 in Verbindung mit einem Taktgenerator G, der Zählimpulse vorgegebener Folgefrequenz abgibt. Zum zeitlich festgelegten Zuführen der vom Taktgenerator G ständig abgegebenen Zählimpulse dienen als Torschaltung arbeitende UND-Glieder UD 1, UD 2, UD 3 bzw. UD 4. Alle diese UND-Glieder sind über je einen Eingang mit dem Taktgenerator G verbunden. Der zweite Eingang 2 UD 1 des UND-Gliedes UD 1 bzw. der zweite Eingang 2 UD 2 des UND-Gliedes UD 2 ist an den Ausgang Q 1 bzw. an den Ausgang 1 des Kippgliedes KD 1 angeschlossen. Entsprechendes gilt sinngemäß für die zweiten Eingänge 2 UD 3 und 2 UD 4 der UND-Glieder UD 3 und UD 4 bezüglich der Ausgänge Q 2 und 2 des Kippgliedes KD 2.

Im Schaltungszusammenhang mit den beiden Zählern Z 10, Z 11 bzw. Z 20, Z 21 sind je zwei weitere UND-Glieder UD 10, UD 20 bzw. UD 30, UD 40 vorgesehen. Über diese UND-Glieder erfolgt zu vorgegebenen Zeitpunkten eine Abfrage des jeweils vorliegenden Zählerstandes durch eine Mikrocomputer MC. Dieser gibt zu dem Zweck über Leitungen L 1 und L 2 regelmäßig Zähler-Abfragesignale ZA 1 bzw. ZA 2 aus. Zur weiteren Steuerung der beiden UND-Glieder UD 10 und UD 20 bzw. UD 30 und UD 40 sind diese paarweise mit den Ausgängen Q 1 und 1 bzw. Q 1 und 2 des Kippgliedes KD 1 bzw. KD 2 verbunden.

Die beiden UND-Glieder UD 1/UD 10 oder UD 2/UD 20 oder UD 3/UD 30 bzw. UD 4/UD 40 werden durch das jeweils zugeordnete Kippglied KD 1 bzw. KD 2 so gesteuert, daß entweder durch den betreffenden Zähler, z. B. den Zähler Z 10, die vom Taktgenerator G ständig angebotenen Zählimpulse vorgegebener Folgefrequenz verarbeitet werden oder aber der Zähler Z 10 keine Zählimpulse mehr erhält, sein bis dahin erreichtes Zählergebnis gespeichert hält und beim folgenden Zählerabfragesignal ZA 1 über das UND-Glied UD 10 abgefragt werden kann. Bei der Zählerabfrage wird das jeweilige Zählergebnis über eine Leitung L 3 bzw. L 4, L 5 oder L 6 an den Mikrocomputer MC übertragen. Gleichzeitig wird der betreffende Zähler über eine Leitung L 7 bzw. L 8, L 9 oder L 10 in eine vorgegebene Grundstellung gebracht (zurückgestellt).

Die vom Mikrocomputer MC aus den einzelnen Zählern übernommenen Zählergebnisse werden unter Berücksichtigung des Abstandes l der Antennenpaare, also z. B. A 1/A 3, in Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte umgerechnet.

Fig. 3 zeigt in mehreren Diagrammlinien Z 100, Z 110, Z 200 und Z 210 in Abhängigkeit von der Zeit t jeweils erreichte Zählerstände der Zähler Z 10, Z 11, Z 20 bzw. Z 21. In der unteren Diagrammlinie sind Steuerimpulse ST dargestellt, die von den Umsetzern U 1 bis U 4 (Fig. 2) abgegeben werden. Alle mit Linksschraffur gekennzeichneten Steuerimpule ST 1, ST 3 usw. gelangen auf den Takteingang C 1 des Kippgliedes KD 1, und alle mit Rechtsschraffur gekennzeichneten Taktimpulse, z. B. ST 2, ST 4, sind für den Takteingang C 2 des Kippgliedes KD 2 vorgesehen.

Beginnend mit der Vorderflanke des Steuerimpulses ST 1 kann den Diagrammen entnommen werden, daß der Zähler Z 10 anfängt, die vom Taktgenerator G abgegebenen Zählimpulse zu verarbeiten. Der Zähler Z 11 ist abgeschaltet, sein Zählergebnis kann abgefragt werden. Dies gilt ebenso für das Zählergebnis des Zählers Z 20, welches zum Zeitpunkt t 1 an den Mikrocomputer MC übergeben wird. Zu diesem Zeitpunkt zählt der Zähler Z 21 noch; dies ist mit der Vorderflanke des nächstfolgenden Steuerimpulses ST 2 beendet, und der Zähler Z 21 geht in Warteposition. Dafür läuft der Zähler Z 20 an.

Zum Zeitpunkt t 2 wird das im Zähler Z 11 erreichte Zählergebnis vom Mikrocomputer MC abgefragt, und der Zähler Z 11 bleibt in Grundstellung zurückgestellt bis zur Vorderflanke des nächstfolgenden Steuerimpulses ST 3. Mit dem Vorliegen des Steuerimpulses ST 3 wird der Zähler Z 10 abgeschaltet, und der zugehörige Zähler Z 11 beginnt zu zählen. Zum Zeitpunkt t 3 wird das zwischengespeicherte Zählergebnis vom Zähler Z 21 abgefragt. Hiervon ist der zugehörige Zähler Z 20 voraussetzungsgemäß unbeeinflußt; dieser wird erst mit der Vorderflanke des folgenden Steuerimpulses ST 4 abgeschaltet.

Alle beschriebenen Vorgänge wiederholen sich, wie leicht zu erkennen ist, periodisch. Es sei noch erwähnt, daß bei der Darstellung nach Fig. 4 davon ausgegangen ist, daß im Betrachtungszeitraum mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wurde. Hieraus resultieren konstante Abstände der Steuerimpulse ST 1, ST 2, ST 3 und ST 4. Da der Taktgenerator G Zählimpulse vorgegebener konstanter Folgefrequenz abgibt, erreichen alle Zähler vor dem Abschalten stets dasselbe Zählergebnis.

Bei der Darstellung nach Fig. 3 wurde ferner davon ausgegangen, daß die vom Mikrocomputer MC abgegebenen Zähler-Abfragesignale ZA 1 und ZA 2 in vorteilhafter Weise zu verschiedenen Zeitpunkten vorliegen. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein unter Umständen die Anlage in unerwünschter Weise aus beeinflussender Störimpuls sich nicht gleichzeitig in gleicher Weise an aus verschiedenen Zählern abgefragten Zählergebnissen auswirken kann. Eine eventuelle Zählergebnisverfälschung durch einen Störeinfluß kann also in vorteilhafter Weise aufgrund von Zählergebnisvergleichen im Mikrocomputer MC festgestellt werden.

Selbstverständlich ist es aber auch durchaus möglich, den Mikrocomputer MC so zu programmieren, daß jeweils die beiden Zähler-Abfragesignale ZA 1 und ZA 2 gleichzeitig ausgegeben werden. Derartige Zeitlagen für Zählerabfragesignale ZA 1 und ZA 2 sind in der unteren Diagrammlinie mit t 4, t 5 und t 6 skizziert. Zum Zeitpunkt t 4 würden die Zähler Z 11 und Z 20, zum Zeitpunkt t 5 die Zähler Z 10 und Z 21 und zum Zeitpunkt t 6 wiederum die Zähler Z 11 und Z 20 abgefragt werden.

Claims (2)

1. Einrichtung auf einem spurgebundenen Fahrzeug, das mit einer geraden Anzahl von in Fahrrichtung hintereinander in vorgegebenen Abständen angeordneten Sensoren versehen ist, die entlang der Spur regelmäßig angeordnete Ortsmarken mindestens erkennen können, wobei jeweils zwei nicht benachbarte Sensoren paarweise Signalverarbeitungseinrichtungen steuern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Sensorpaare (A 1/A 3, A 2/A 4) angeordnet sind, von denen jedes Paar (A 1/A 3) über einen gemeinsamen Steuereingang (C 1) ein zugeordnetes Kippglied (KD 1) steuert, an dessen Ausgänge (Q 1, 1) mindestens zwei Torschaltungen (UD 1, UD 2) angeschlossen sind zum bedarfsweisen Weiterleiten von Zählimpulsen vorgegebener Folgefrequenz an zwei Zähler (Z 10, Z 11), deren Zählergebnisse abwechselnd in einen Rechner (MC) weiterverarbeitet werden (Fig. 2).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgänge (Q 1, 1) jedes Kippgliedes (KD 1) zwei UND-Glieder (UD 10, UD 20) angeschlossen sind, über welche ein vom Rechner (MC) zyklisch ausgegebenes Zähler-Abfragesignal (ZA 1) jeweils demjenigen der beiden dem Kippglied (KD 1) zugeordneten Zähler (Z 10 bzw. Z 11) zugeführt wird, der zu dem Zeitpunkt keine Zählimpulse erhält.