DE69123798T2

DE69123798T2 - Luftspaltregelungssystem für einen Linearmotor

Info

Publication number: DE69123798T2
Application number: DE69123798T
Authority: DE
Inventors: Noboru Kobayashi; Hiromu Miki
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2011-07-30
Also published as: CA2047977C; EP0469511A3; EP0469511A2; EP0469511B1; DE69123798D1; US5115173A; CA2047977A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Luftspalt-Regelungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

2. Beschreibung des Standes der Technik

In der EP-A-0 372 387 A3 ist eine Linearmotor-Tragvorrichtung für Fahrzeuge beschrieben, die einen Linearmotor aufweisen, der aus Fahrgestell-getragenen Elementen und einem Untergrund-getragenen Element zusammengesetzt ist, wobei ein Luftspalt zwischen diesen Elementen durch Aktivieren des Fahrgestell-getragenen Elements in der vertikalen Richtung so gesteuert werden kann, daß er mit einem vorbestimmten Wert übereinstimmt, und die Aktivierung dieser Elemente wird durchgeführt, indem zunächst der Abstand zwischen diesen Elementen mittels eines Ermittlungselements ermittelt wird, das sich in Kontakt mit dem Uni;ergrund-festen Element vertikal auf- und abbewegt, woraufhin die Fahrgestell-getragenen Elemente durch ein Servoelement in Übereinstimmung mit der Verstellung des Ermittlungselements vertikal geregelt werden.
Verschiedene Luftspalt-Regelungssysteme für einen Linearmotor sind bereits bekannt, und ein Beispiel eines derartigen herkömmlichen Luftspalt-Regelungssystems ist beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-164264 offenbart. Das Luftspalt-Regelungssystem ist derart aufgebaut, daß ein Fahrgestell-getragenes Element eines Linearmotors direkt auf einer Achse getragen ist, die für eine Gierverstellung auf einem Fahrgestell angebracht ist. Mit dem Luftspalt- Regelungssystem kann der Luftspalt zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element, das direkt auf einer Achse getragen ist, und einem Untergrund-festen Element, das fest mit einem Untergrund verbunden ist, nicht problemlos auf einen Wert kleiner als 12 mm in einem sogenannten Standardzustand bzw. einer sogenannten Standardbedingung verringert werden, und infolge davon hat der Linearmotor einen niedrigen Wirkungsgrad von etwa 55% bei einem Luftspalt von 12 mm.
Als Faktoren, die die Gewährleistung eines großen Luftspalts zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element und einem Untergrund-festen Element eines Linearmotors erzwingen, sind auf Seiten eines Fahrgestell-getragenen Elements die Toleranz bei der Montage des Fahrgestell-getragenen Elements, der Abrieb eines Rads usw., und auf Seiten des Untergrund-festen Elements die Toleranz bei der Montage des Untergrund-festen Elements die Grenze beim Wartungsspielraum usw. zu nennen, und es wird davon ausgegangen, daß ein Luftspalt von 6 bis 7 mm sichergestellt werden muß, um zu verhindern, daß das Fahrgestell-getragene Element und das Untergrund-feste Element miteinander trotz dieser Faktoren kollidieren.
Wenn dem Fahrgestell-getragenen Element und dem Untergrundfesten Element, die einen Linearmotor bilden, Energie zugeführt wird, wird eine anziehende Kraft zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und dem Untergrund-festen Element erzeugt, und eine Auslenkung sowohl des Fahrgestell-getragenen Elements wie des Untergrund-festen Elements aufgrund dieser anziehenden Kraft, Vibrationen bzw. Schwingungen usw. finden statt. Das Verformungsausmaß einer derartigen Auslenkung beträgt normalerweise 2 mm. Ferner sind etwa 2 mm für das Absinken einer Schiene, dem Absinken an einer Verbindung von Schienen usw. erforderlich, und außerdem sind ferner etwa 2 mm als Minimalrand erforderlich. Ein derartiger Luftspalt 1muß erhöht werden, wenn die Fahrtgeschwindigkeit des Rollagers erhöht wird. Mit dem vorstehend erläuterten herkömmlichen Luftspalt-Regelungssystem ist es schwierig, den Luftspalt zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element und einem Untergrund-festen Element kleiner als 12 mm zu machen, und infolge davon ist der Wirkungsgrad des Linearmotors gering.
Ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Luftspalt-Regelungssystems ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 57-68608 offenbart. Gemäß dem Luftspalt-Regelungssystem ist ein Luftspalt-Detektor mit einem Kontaktelement zum Kontaktieren eines Untergrund-festen Elements auf einem Fahrgestell-getragenen Element vorgesehen, das auf einem Fahrgestell getragen ist, und eine Spannung von dem Luftspalt-Detektor, die einen Luftspalt anzeigt, und eine Bezugsspannung von einem Bezugspannungsgenerator werden einem Komparator zugeführt. Ein Ausgangssignal des Komparators wird verstärkt und einem Servomotor zugeführt, durch den ein hydraulisches Richtungssteuerventil angetrieben wird, um ein Drucköl von einer Hydraulikölquelle einem doppelt wirkenden Hydraulikzylinder zuzuführen, der zwischen einem Seitenstrang bzw. -balken des Fahrgestells und dem Fahrgestell-getragenen Element so vorgesehen ist, daß der doppelt wirkende Hydraulikzylinder betätigt wird, um das Fahrgestell-getragene Element in Auf- oder Abwärtsrichtung zu verstellen, um den Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und dem Untergrund-festen Element zu regeln. In Überstimmung mit diesem herkömmlichen Luftspalt-Regelungssystem wird der Servomotor lediglich ansprechend auf die Information betätigt, die von dem Luftspaltdetektor erhalten wird, und betätigten den Hydraulikzylinder zum Steuern des Luftspalts zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und dem Untergrund-festen Element.
Da bei dem herkömmlichen Luftspalt-Regelungssystem der Luftspaltdetektor an derselben Stelle wie das Fahrgestell-getragene Element vorgesehen ist, ist es selbst dann schwierig, wenn die Ansprechgeschwindigkeiten des Servormotors, des doppelt wirkenden Hydraulikzylinders usw. hoch sind, den Luftspalt aufgrund einer Verzögerung des Ansprechens des Luftspaltdetektors ausreichend zu regeln, weil die Geschwindigkeit des Rollagers in Bezug auf ein Schienenabsinken, ein Absinken an einer Verbindung zwischen Schienen und eine Versetzung zwischen Untergrund-festen Elementen hoch ist. Da die Trägheit des Fahrgestell-getragenen Elements hoch ist, führt darüber hinaus eine Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit des Fahrgestell-getragenen Elements zu einer Vergrößerung der Abmessung der Konstruktion und zu einer Energieverschwendung. Außerdem findet im Fahrgestell-getragenen Element und/oder im Untergrund-festen Element aufgrund einer anziehenden Kraft oder Vibrationen eine Auslenkung statt, die erzeugt werden, wenn dem Untergrund-festen Element und dem Fahrtgestell-getragenen Element Energie zugeführt wird, und es ist schwierig, einen geeigneten Luftspalt trotz einer derartigen Luftspalt-Variation zu erzielen, weil der Luftspaltdetektor in dem Untergrund-festen Element angebracht ist. Mit einem derartigen, vorstehend erläuterten herkömmlichen Luftspalt- Regelungssystem beträgt demnach die Luftspaltabnahme durch die Luftspalt-Regelung bzw. -Steuerung etwa 6 mm.
Ein Untergrund-festes Element, das einen Linearmotor bildet, ist in einer Verzweigungsstelle der Maschinen nicht installiert. Bei dem vorstehend erläuterten herkömmlichen Luftspalt-Regelungssystem kann demnach der Luftspaltdetektor eine Oberfläche des Untergrunds unterhalb des Untergrund-festen Elements, eine Schiene, die sich über und zwischen einem Paar von Schienen oder dergleichen als fehlerhaftes Unter-
grund-Element ermitteln. Wenn diese Fehlerermittlung stattfindet, wird das Fahrgestell-getragene Element in Abwärtsrichtung durch den Hydraulikzylinder verstellt. Wenn das Fahrgestell daraufhin an einer Stelle vorbeiläuft, wo ein Untergrund-festes Element auf dem Untergrund installiert ist, während das Fahrgestell-getragene Element in der abwärtsverstellten Position gehalten wird, kann das Fahrgestell-getragene Element mit dem Untergrund-festen Element kollidieren und durch dieses zerstört oder zerbrochen werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor zu schaffen, bei dem ein verhältnismäßig kleiner Luftspalt zwischen einem Fahrgestell-getragenen und einem Untergrund-festen Element gewährleistet werden kann, um einen hohen Wirkungsgrad des Linearmotors sicherzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor zu schaffen, das zum Antreiben eines Fahrgestell-getragenen Elements einen vereinfachten Aufbau aufweist.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor zu schaffen, das eine mögliche Kollision zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element und einem Untergrund-getragenen Element verhindert.
Um diese Aufgaben zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor, der aus einem aus einem Fahrgestell-getragenen Element, das auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen von jedem einer Mehrzahl von Rollagern eines Zugs und einer Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen besteht, die am Untergrund entlang der Fahrtroute der Fahrgestelle befestigt ist, aufweisend: eine Antriebseinrichtung zum Antreiben eines jeden der Fahrgestell-getragenen Elemente zur Aufwärts- oder Abwärtsverstellung, eine Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Fahrtgeschwindigkeit der Rollager, eine Fahrgestellpositionssignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Fahrgestellpositionssignals, das eine Position eines jeden der Fahrgestelle in dem Zug anzeigt, eine Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung, die auf jedem der Fahrgestelle zum Einstellen eines Sollwerts eines Luftspalts zwischen jedem der Fahrgestell-getragenen Elemente von jedem der Fahrgestelle und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element ansprechend auf Ausgangssignale der entsprechenden Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung und der entsprechenden Fahrgestellpositionssignal-Erzeugungseinrichtung vorgesehen ist, eine Luftspalt-Ermittlungseinrichtung, die für jede der Antriebseinrichtungen zum Ermitteln eines Luftspalts zwischen dem entsprechenden Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element vorgesehen ist, eine Steuereinrichtung, die für jede der Antriebseinrichtungen zum Steuern der Antriebseinrichtungen ansprechend auf einen Luftspalt-Befehlswert und ein Ausgangssignal eines ermittelten Luftspalts der entsprechenden Luftspalt-Ermittlungseinrichtung so vorgesehen ist, daß der ermittelte Luftspalt gleich dem Luftspalt-Befehlswert sein kann, vorgesehen ist eine Luftspaltfehlerermittlungseinrichtung, die auf einem ersten der Fahrgestelle zum Ermitteln eines Luftspaltfehlers zwischen einem Luftspalt-Sollwert von der entsprechenden Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung und einem ermittelten Luftspalt von der entsprechenden Luftspalt- Ermittlungseinrichtung vorgesehen ist, wobei der Luftspalt- Sollwert von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung auf dem ersten Fahrgestell als Luftspalt-Befehlswert für die Steuereinrichtung für das erste Fahrgestell bereitgestellt wird, um eine Steuerung des Luftspalts des ersten Fahrgestells zu bewirken, eine Punktinformationserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Information über einen Punkt, an dem jedes der Fahrgestell-getragenen Elemente entlang der Fahrtroute vorbeiläuft, eine Gewichtsermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Gewichts eines jeden der Rollager, eine Prognosesignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Prognosesignalen aus einer Beziehung eines Luftspaltfehlers von der Luftspaltfehler-Ermittlungseinrichtung gegenüber einer ermittelten Geschwindigkeit von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung und ermittelten Gewichten von der Gewichtsermittlungseinrichtung, eine Speichereinrichtung zum darin Speichern von Prognosesignalen von der Prognosesignal-Erzeugungseinrichtung in einer entsprechenden Beziehung zu einer Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung, und eine Korrektureinrichtung, die auf denjenigen der Fahrgestelle vorgesehen ist, die auf das erste Fahrgestell folgen, um die Luftspalt-Sollwerte von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung, die auf den nachfolgenden Fahrgestellen vorgesehen ist, mit Prognosesignalen von der Speichereinrichtung entsprechend Punkten zu korrigieren, an welchen die nachfolgenden Fahrgestelle fahren, und zum Bereitstellen der derart korrigierten Luftspalt-Sollwerte als Luftspalt-Befehlswerte für die Steuereinrichtung für die nachfolgenden Fahrgestelle.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrgestell-getragenes Element eines Linearmotors, wie beispielsweise eines Induktionslinearmotors, auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen eines jeden einer Mehrzahl von Rollagern eines Zugs angebracht, während eine Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen am Untergrund entlang der Fahrtroute der Fahrgestelle befestigt ist. Eine Antriebseinrichtung, wie beispielsweise ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder ist auf jedem der Fahrgestelle zum Antreiben des entsprechenden Fahrgestell-getragenen Elements zur Auf- und Abwärtsverstellung vorgesehen, um einen Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element einzustellen, und ein Sollwert des Luftspalts zwischen diesem Fahrgestell-getragenen Element und dem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element wird ansprechend auf eine Fahrtgeschwindigkeit des Rollagers, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung ermittelt wird, und ein Fahrgestellpositionssignal eingestellt, das für eine Fahrgestellposition des Fahrgestells repräsentativ ist. Am ersten Fahrgestell wird die Antriebseinrichtung durch die Steuereinrichtung so gesteuert, daß der Luftspalt gleich dem Luftspalt-Befehlswert sein kann, bei dem es sich um einen eher hohen Wert im Vergleich zu dem Luftspalt-Befehlswert für die nachfolgenden Fahrgestelle handelt, um sicherzustellen, daß das Fahrgestell-getragene Element und das Untergrund-feste Element nicht miteinander kollidieren.
Ein Luftspalt-Sollwert wird in ähnlicher Weise für jedes der Fahrgestelle eingestellt, das auf das erste Fahrgestell folgt, er wird jedoch durch die Korrektureinrichtung korrigiert. Der derart korrigierte Wert wird als Luftspalt-Befehlswert für jede der Steuereinrichtungen für die nachfolgenden Fahrgestelle so bereitgestellt, daß ein Luftspalt zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element des nachfolgenden Fahrgestells auf einen niedrigen Wert so geregelt wird, daß ein hoher Wirkungsgrad des Linearmotors sichergestellt ist.
Um einen Luftspalt-Sollwert an einem nachfolgenden Fahrgestell zu korrigieren, wird ein Luftspaltfehler zwischen einem Luftspalt-Sollwert und einem tatsächlich ermittelten Luftspalt am ersten Fahrgestell ermittelt, und Prognosesignale werden in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Funktion aus einer Beziehung dieses Luftspaltfehlers zu einer Geschwindigkeit, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung ermittelt wird und zu den Gesamtgewichten der Rollager oder den Gewichten, die auf die Fahrgestelle einwirken, erzeugt. Diese Prognosesignale werden in einer Speichereinrichtung in einer entsprechenden Beziehung zu der Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung gespeichert. Daraufhin wird dasjenige der in der Speichereinrichtung gespeicherten Prognosesignale, das einem Punkt entspricht, an dem ein nachfolgendes Fahrgestell fährt, aus der Speichereinrichtung gelesen, und ein Luftspalt-Sollwert für das nachfolgende Fahrgestell wird mit dem derart ausgelesenen Prognosesignal korrigiert. Auf diese Weise wird ein Regel- bzw. Steuerverzögerungsausmaß, bei dem es sich um einen Luftspaltfehler am ersten Fahrgestell handelt, der durch ein Absinken einer Schiene, ein Absenken eines Rads in eine Verbindung von Schienen, Vibrationen des Rollagers durch ein derartiges Absinken oder Absenken oder eine Versetzung zwischen benachbarten Untergrund-festen Elementen, vorübergehend von Zeit zu Zeit in der Form einer Funktion in der Speichereinrichtung gespeichert, die sich auf eine Geschwindigkeit und ein Gewicht des Rollagers einschließlich demjenigen von Passagieren bezieht, und an einem auf das erste Fahrgestell folgenden Fahrgestell wird ein Luftspalt gesteuert bzw. geregelt, indem ein Prognosesignal, das für ein Steuerverzögerungsausmaß entsprechend einem Punkt repräsentativ ist, an dem das nachfolgende Fahrgestell fährt, als Steuerinformation zur Prädiktorsteuerung des Fahrgestell-getragenen Elements des nachfolgenden Fahrgestells in Betracht gezogen. Infolge davon kann der Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element des nachfolgenden Fahrgestells und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element auf einen kleinen Wert geregelt werden. Aufgrund einer derartigen Prädiktorsteuerung eines Luftspalts für ein nachfolgendes Fahrgestell, wie vorstehend erläutert, ist es ferner nicht mehr erforderlich, die Verantwortlichkeit der Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrgestell-getragenen Elements des nachfolgenden Fahrgestells zu verbessern, und demnach kann die Konstruktion bzw. der Aufbau hinsichtlich der Abmessung verkleinert werden und Energieverschwendung kann verhindert werden. Ferner kann die Kapazität der Antriebseinrichtung verringert werden, und ferner kann das Gewicht des Rollagers verringert werden.
Die Punktinformationserzeugungseinrichtung kann eine Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Signalen aufweisen, die für Positionen einer Mehrzahl von feststehenden Punkten repräsentativ sind, die in beabstandeter Beziehung entlang der Fahrtroute vorgesehen sind, und eine Einrichtung, die auf einem der Rollager zum Empfangen eines Ausgangssignals der Signalerzeugungseinrichtung und zum Berechnen eines Punkts zwischen zwei benachbarten der feststehenden Punkte in Übereinstimmung mit dem derart empfangenen Ausgangssignal der Signalerzeugungseinrichtung vorgesehen ist.
Alternativ kann die Punktinformationserzeugungseinrichtung Information bezüglich Punkten entsprechend Relativpositionen der nachfolgenden Fahrgestelle in dem Zug in Bezug auf das erste Fahrgestell erzeugen.
Das Luftspalt-Regelungssystem kann ferner eine Spurzustandssignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Spurzustandssignals aufweisen, das einen Zustand einer Spur dort anzeigt, wo jedes der Fahrgestelle fährt, und jede der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtungen kann einen Sollwert eines Luftspalts auch ansprechend auf ein Spurzustandssignal einstellen, das von der entsprechenden Spurzustandssignalerzeugungseinrichtung empfangen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor, der aus einem Fahrgestell-getragenen Element, das auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen von jedem einer Mehrzahl von Rollagern eines Zugs und einer Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen besteht, die am Untergrund entlang einer Fahrtroute der Fahrgestelle befestigt sind, aufweisend eine Antriebseinrichtung zum Antreiben eines jeden der Fahrgestell-getragenen Elemente, die auf- und abwärts verstellt werden sollen, eine Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Fahrtgeschwindigkeit der Rollager, eine Verformungsausmaßsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Antriebsstroms für jedes der Fahrgestell-getragenen Elemente zum Erzeugen eines Verformungsausmaßsignals, das für Verformungsausmaße des Fahrgestell-getragenen Elements und eines gegenüberliegenden Untergrund-festen Elements entsprechend dem elektrischen Antriebsstrom repräsentativ ist, eine Fahrgestellpositionssignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Fahrgestellpositionssignals, das eine Position von jedem der Fahrgestelle in dem Zug anzeigt, eine Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung, die auf jedem der Fahrgestelle zum Einstellen eines Sollwerts eines Luftspalts zwischen jedem der Fahrgestell-getragenen Elemente von jedem der Fahrgestelle und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element ansprechend auf Ausgangssignale der entsprechenden Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung, der entsprechenden Fahrgestellpositionssignalerzeugungseinrichtung und der entsprechenden Verformungsausmaßsignalerzeugungseinrichtung vorgesehen ist, eine Luftspaltermittlungseinrichtung, die für jede der Antriebseinrichtungen zum Ermitteln eines Luftspalts zwischen dem entsprechenden Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element vorgesehen ist, eine Steuereinrichtung, die für jede der Antriebseinrichtungen zum Steuern der Antriebseinrichtungen ansprechend auf einen Luftspalt-Befehlswert und ein Ausgangssignal eines ermittelten Luftspalts der entsprechenden Luftspaltermittlungseinrichtung so vorgesehen ist, daß der ermittelte Luftspalt gleich dem Luftspalt-Befehlswert sein kann, eine Luftspaltfehlerermittlungseinrichtung, die auf einem ersten der Fahrgestelle zum Ermitteln eines Luftspaltfehlers zwischen einem Luftspalt-Sollwert von der entsprechenden Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung und einem ermittelten Luftspalt von der entsprechenden Luftspaltermittlungseinrichtung vorgesehen ist, wobei der Luftspalt-Sollwert von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung auf dem ersten Fahrgestell als Luftspalt-Befehlswert für die Steuereinrichtung für das erste Fahrgestell bereitgestellt wird, um die Steuerung bzw. Regelung des Luftspalts für das erste Fahrgestell zu bewirken, eine Punktinformationserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Information über einen Punkt, an dem jedes der Fahrgestell-getragenen Elemente entlang der Fahrtroute vorbeiläuft, eine Gewichtsermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Gewichts von jedem der Rollager, eine Prognosesignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Prognosesignalen aus einer Beziehung eines Luftspaltfehlers von der Luftspaltfehlerermittlungseinrichtung zu einer ermittelten Geschwindigkeit von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung und den ermittelten Gewichten von der Gewichtsermittlungseinrichtung, eine Speichereinrichtung zum darin Speichern von Prognosesignalen von der Prognosesignalerzeugungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer Beziehung zu der Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung, und eine Korrektureinrichtung, die auf denjenigen der Fahrgestelle vorgesehen ist, die auf das erste Fahrgestell folgen, um Luftspalt- Sollwerte von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung, die auf den nachfolgenden Fahrgestellen vorgesehen ist, mit Prognosewerten von der Speichereinrichtung entsprechend Punkten zu korrigieren, an welchen die nachfolgenden Fahrgestelle fahren, und zum Bereitstellen der derart korrigierten Luftspalt-Sollwerte als Luftspalt-Befehlswerte für die Steuereinrichtung für die nachfolgenden Fahrgestelle.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrgestell-getragenes Element eines Linearmotors, wie beispielsweise eines Induktionslinearmotors, auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen eines jeden einer Mehrzahl von Rollagern eines Zugs angebracht, während eine Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen am Untergrund entlang einer Fahrtroute der Fahrgestelle befestigt sind. Die Antriebseinrichtung, wie beispielsweise ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder, ist auf jedem der Fahrgestelle zum Antreiben des entsprechenden Fahrgestell-getragenen Elements vorgesehen, das auf- und abwärts verstellt werden soll, um einen Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element einzustellen, und ein Sollwert eines Luftspalts zwischen diesem Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element wird ansprechend auf eine Fahrtgeschwindigkeit des Rollagers, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung ermittelt ist, ein Fahrgestellpositionssignal, das für eine Fahrgestellposition des Fahrgestells repräsentativ ist, und ein Signal eingestellt, das Verformungsausmaße des Fahrgestell-getragenen Elements und des Untergrund-festen Elements entsprechend einem elektrischen Antriebsstrom des Fahrgestell-getragenen Elements anzeigt. Am ersten Fahrgestell wird die Antriebseinrichtung durch die Steuereinrichtung so gesteuert, daß der Luftspalt gleich dem Luftspalt-Befehlswert sein kann, bei dem es sich um einen höheren Wert als einen Luftspalt-Befehlswert für die nachfolgenden Fahrgestelle handelt, um sicherzustellen, daß das Fahrgestell-getragene Element und das Untergrund-feste Element nicht miteinander kollidieren können.
Ein Luftspalt-Sollwert wird in ähnlicher Weise für jedes der auf das erste Fahrgestell folgenden Fahrgestelle eingestellt, jedoch durch die Korrektureinrichtung korrigiert. Der derart korrigierte Wert wird als Luftspalt-Befehlswert für jede der Steuereinrichtungen für die nachfolgenden Fahrgestelle so bereitgestellt, daß ein Luftspalt zwischen einem Fahrgestellgetragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrundfesten Element des nachfolgenden Fahrgestells auf einen niedrigen Wert so geregelt wird, daß ein hoher Wirkungsgrad des Linearmotors sichergestellt ist.
Um einen Luftspalt-Sollwert an einem nachfolgenden Fahrgestell zu korrigieren, wird ein Luftspaltfehler zwischen einem Luftspalt-Sollwert und einem aktuell ermittelten Luftspalt am ersten Fahrgestell ermittelt, und Prognosesignale werden in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Funktion aus einer Beziehung dieses Luftspaltfehlers zu einer Geschwindigkeit, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung ermittelt ist, und zu den Gesamtgewichten der Rollager oder der auf die Rollager einwirkenden Gewichte erzeugt. Diese Prognosesignale werden in einer Speichereinrichtung in einer entsprechenden Beziehung mit der Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung gespeichert. Daraufhin wird dasjenige der in der Speichereinrichtung gespeicherten Prognosesignale, das einem Punkt entspricht, an welchem ein nachfolgendes Fahrgestell läuft, aus der Speichereinrichtung gelesen, und ein Luftspalt-Sollwert für das nachfolgende Fahrgestell wird mit dem derart ausgelesenen Prognosesignal korrigiert. Auf diese Weise wird ein Steuerverzögerungsausmaß, bei dem es sich um einen Luftspaltfehler am ersten Fahrgestell handelt, der durch ein Absinken einer Schiene, ein Hineinfallen eines Rads in eine Verbindung von Schienen, Vibrationen des Fahrgestells durch dieses Einsinken oder Hineinfallen oder eine Versetzung zwischen benachbarten Untergrund-festen Elementen verursacht ist, vorübergehend in der Speichereinrichtung von Zeit zu Zeit in der Form einer Funktion gespeichert, die sich auf eine Geschwindigkeit und ein Gewicht des Rollagers einschließlich von Passagieren bezieht, und an einem auf das erste Fahrgestell nachfolgenden Fahrgestell wird ein Luftspalt geregelt, indem ein Prognosesignal, das für ein Steuerverzögerungsausmaß entsprechend einem Punkt repräsentativ ist, an welchem das nachfolgende Fahrgestell fährt, als Steuerinformation zur Prädiktorsteuerung des Fahrgestell-getragenen Elements des nachfolgenden Fahrgestells in Betracht gezogen. Der Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element des nachfolgenden Fahrgestells und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element kann infolge davon auf einen kleinen Wert geregelt werden. Aufgrund dieser Prädiktorsteuerung eines Luftspalts für ein nachfolgendes Fahrgestell, wie vorstehend erläutert, ist es ferner nicht mehr erforderlich, die Verantwortlichkeit der Antriebseinrichtung zum Antrieb des Fahrgestell-getragenen Elements des nachfolgenden Fahrgestells zu verbessern, weshalb die Konstruktion bzw. der Aufbau bezüglich der Größe verringert und eine Energieverschwendung verhindert werden kann. Die Kapazität der Antriebseinrichtung kann ferner verringert werden, und infolge davon kann das Gewicht des Rollagers verhindert werden.
Ein elektrischer Antriebsstrom für ein Fahrgestell-getragenes Element, das den Linearmotor bildet, wird außerdem ermittelt, und ein Verformungsausmaßsignal, das für ein Verformungsausmaß, wie beispielsweise eine Abwärtsauslenkung des Fahrgestell-getragenen Elements und ein Verformungsausmaß, wie beispielsweise die Aufwärtsauslenkung eines gegenüberliegenden Untergrund-festen Elements repräsentativ ist, wird in Übereinstimmung mit dem derart ermittelten elektrischen Antriebsstrom erzeugt. Daraufhin wird ein Luftspalt-Sollwert außerdem unter Inbetrachtziehen dieses Verformungsausmaßsignals eingestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor, der aus einem Fahrgestell-getragenen Element, das auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen eines jeden einer Mehrzahl von Rollagern eines Zugs und einer Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen besteht, die auf dem Untergrund entlang einer Fahrtroute der Fahrgestelle befestigt sind, aufweisend eine Antriebseinrichtung zum Antreiben eines jeden der Fahrgestell-getragenen Elemente zur Auf- und Abwärtsverstellung, einer Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Fahrtgeschwindigkeit der Rollager, eine Fahrgestellpositionssignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Fahrgestellpositionssignals, das eine Position von jedem der Fahrgestelle in dem Zug anzeigt, eine Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung, die auf jedem der Fahrgestelle zum Einstellen eines Sollwerts eines Luftspalts zwischen jedem der Fahrgestell-getragenen Elemente von jedem der Fahrgestelle und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element ansprechend auf Ausgangssignale der entsprechenden Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung und der entsprechenden Fahrgestellpositionssignalerzeugungseinrichtung vorgesehen ist, eine Luftspaltermittlungseinrichtung, die für jede der Antriebseinrichtungen zum Ermitteln eines Luftspalts zwischen dem entsprechenden Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element vorgesehen ist, eine festes-Untergrund-Element-Ermittlungseinrichtung, die für jedes der Antriebseinrichtungen zum Ermitteln des Vorhandenseins oder nicht Vorhandenseins eines Untergrund-festen Elements vorgesehen ist, eine Steuereinrichtung, die für jede der Antriebseinrichtungen zum Ermitteln, wenn die Anwesenheit eines Untergrund-festen Elements durch die entsprechende Un tergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, eines Sollwerts von der entsprechenden Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung als Luftspalt-Befehlswert und zum Steuern der entsprechenden Antriebseinrichtung ansprechend auf den Luftspaltbefehlswert und eines Ausgangssignals eines ermittelten Luftspalts von der entsprechenden Luftspaltermittlungseinrichtung derart, daß der ermittelte Luftspalt gleich dem Luftspalt-Befehlswert sein kann, jedoch zum Steuern, wenn das Vorhandensein von keinem Untergrund-festen Element durch die entsprechende Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, der entsprechenden Antriebseinrichtung so, daß das entsprechende Fahrgestell-getragene Element an einer vorbestimmten oberen Position angeordnet werden kann, eine Luftspaltfehlerermittlungseinrichtung, die auf dem ersten der Fahrgestelle zum Ermitteln eines Luftspaltfehlers zwischen einem Luftspalt-Sollwert von der entsprechenden Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung und einem ermittelten Luftspalt von der entsprechenden Luftspalt- Ermittlungseinrichtung vorgesehen ist, wobei der Luftspalt- Sollwert von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung auf dem ersten Fahrgestell als Luftspalt-Befehlswert für die Steuereinrichtung für das erste Fahrgestell bereitgestellt wird, um eine Steuerung bzw. Regelung des Luftspalts des ersten Fahrgestells zu bewirken, wenn ein Untergrund-festes Element, das dem Fahrgestell-getragenen Element auf dem ersten Fahrgestell gegenüberliegt, vorhanden ist, eine Punktinformationserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Information über einen Punkt, an welchem das Fahrgestell-getragene Element entlang der Fahrtroute vorbeiläuft, eine Gewichtsermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Gewichts von jedem der Rollager, eine Prognosesignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Prognosesignalen aus einer Beziehung eines Luftspaltfehlers von der Luftspaltfehlerermittlungseinrichtung zu einer ermittelten Geschwindigkeit von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung und den ermittelten Gewichten von der Gewichtsermittlungseinrichtung, eine Speichereinrichtung zum darin Speichern von Prognosesignalen von der Prognosesignalerzeugungseinrichtung in entsprechender Beziehung zu der Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung, und eine Korrektureinrichtung, die auf denjenigen der Fahrgestelle vorgesehen ist, die auf das erste Fahrgestell folgen, zum Korrigieren der Luftspalt-Sollwerte von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung, die auf den. nachfolgenden Fahrgestellen vorgesehen ist, mit Prognosesignalen von der Speichereinrichtung entsprechend den Punkten, an welchen die nachfolgenden Fahrgestelle fahren, und zum Bereitstellen der derart korrigierten Luftspalt-Sollwerte als Luftspalt-Befehlswerte für die Steuereinrichtung für die nachfolgenden Fahrgestelle, wenn ein gegenüberliegendes Untergrund-festes Element vorhanden ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrgestell-getragenes Element eines Linearmotors, wie beispielsweise eines Induktionslinearmotors, auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen eines jeden einer Mehrzahl von Rollagern eines Zugs angebracht, während eine Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen auf dem Untergrund entlang einer Fahrtroute der Fahrgestelle befestigt ist. Eine Antriebseinrichtung, wie beispielsweise ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder, ist auf jeden der Fahrgestelle zum Antreiben des entsprechenden Fahrgestell-getragenen Elements zu ihrer Aufoder Abwärtsverstellung vorgesehen, um einen Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element einzustellen, und ein Sollwert eines Luftspalts zwischen diesem Fahrgestell-getragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element wird ansprechend auf eine Fahrtgeschwindigkeit des Rollagers, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung ermittelt wird und ein Fahrgestellpositionssignal eingestellt, das für eine Fahrgestellposition des Fahrgestells repräsentativ ist. Am ersten Fahrgestell wird die Antriebseinrichtung durch die Steuereinrichtung so gesteuert, daß der Luftspalt gleich dem Luftspalt-Befehlswert sein kann, bei dem es sich um einen Wert handelt, der höher ist als der Luftspalt-Befehlswert für die nachfolgenden Fahrgestelle, um sicherzustellen, daß das Fahrgestell-getragene Element und das Untergrund-feste Element nicht miteinander kollidieren können.
Ein Luftspalt-Sollwert wird in ähnlicher Weise für jedes der auf das erste Fahrgestell folgenden Fahrgestelle eingestellt, jedoch durch die Korrektureinrichtung korrigiert. Der derart korrigierte Wert wird als Luftspalt-Befehlswert für jede der Steuereinrichtungen für die nachfolgenden Fahrgestelle so bereitgestellt, daß ein Luftspalt zwischen einem Fahrgestellgetragenen Element und einem gegenüberliegenden Untergrundfesten Element des nachfolgenden Fahrgestells auf einen niedrigen Wert so geregelt wird, daß ein hoher Wirkungsgrad des Linearmotors sichergestellt ist.
Um einen Luftspalt-Sollwert an einem nachfolgenden Fahrgestell zu korrigieren, wird ein Luftspaltfehler zwischen einem Luftspalt-Sollwert und einem aktuell ermittelten Luftspalt am ersten Fahrgestell ermittelt, und Prognosesignale werden in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Funktion aus einer Beziehung dieses Luftspaltfehlers zu einer Geschwindigkeit, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung ermittelt wird, und den Gesamtgewichten der Rollager oder Gewichte, die auf diese Fahrgestelle einwirken, erzeugt. Diese Prognosesignale werden in der Speichereinrichtung in einer entsprechenden Beziehung zu einer Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung gespeichert. Daraufhin wird dasjenige der in der Speichereinrichtung gespeicherten Prognosesignale, das einem Punkt entspricht, an welchem ein nachfolgendes Fahrgestell fährt, aus der Speichereinrichtung gelesen, und ein Luftspalt-Sollwert für das nachfolgende Fahrgestell wird mit dem derart ausgelesenen Prognosesignal korrigiert. Auf diese Weise wird ein Steuerverzögerungsausmaß, bei dem es sich um einen Luftspaltfehler an dem ersten Fahrgestell handelt, der durch ein Absinken einer Schiene, ein Absinken bzw. Fallen eines Rads in eine Verbindung von Schienen, Vibrationen des Rollagers durch dieses Absinken oder Fallen oder eine Versetzung zwischen benachbarten Untergrund-festen Elementen verursacht ist, vorübergehend von Zeit zu Zeit in der Form einer Funktion gespeichert, die sich auf eine Geschwindigkeit und ein Gewicht des Rollagers, einschließlich Passagieren, in der Speichereinrichtung bezieht, und an einem auf das erste Fahrgestell folgenden Fahrgestell wird ein Luftspalt gesteuert, indem ein Prognosesignal, das für ein Steuerverzögerungsausmaß entsprechend einem Punkt repräsentativ ist, an welchem das nachfolgende Fahrgestell fährt, als Steuerinformation zur Prädiktorsteuerung des Fahrgestell-getragenen Elements des nachfolgenden Fahrgestells in Betracht gezogen. Der Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element des nachfolgenden Fahrgestells und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element kann dadurch auf einen kleinen Wert geregelt werden. Aufgrund einer derartigen Prädiktorsteuerung eines Luftspalts für ein nachfolgendes Fahrgestell, wie vorstehend erläutert, ist es ferner nicht erforderlich, die Verantwortlichkeit der Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrgestell-getragenen Elements des nachfolgenden Fahrgestells besonders zu verbessern, und dadurch kann die Konstruktion bzw. der Aufbau bezüglich der Abmessung verringert werden und eine Energieverschwendung kann verhindert werden. Ferner kann die Kapazität der Antriebseinrichtung verringert werden und infolge davon kann das Gewicht des Rollagers verringert werden.
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor, der aus einem Fahrgestell-getragenen Element, das auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen von jedem einer Mehrzahl von Lagern eines Zugs getragen ist, und einer Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen gebildet ist, die am Untergrund entlang einer Fahrtroute der Fahrgestelle befestigt sind, aufweisend eine Antriebseinrichtung zum Antreiben eines jeden der Fahrgestell-getragenen Elemente zur Auf- und Abwärtsverstellung, eine Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Fahrtgeschwindigkeit der Rollager, eine Luftspalt-Befehlswerterzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Luftspalt-Befehlswerts, mit dem ein Luftspalt zwischen jedem der Fahrgestell-getragenen Elemente und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden soll, eine Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung, die für jede der Antriebseinrichtungen zum Ermitteln des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Untergrund-festen Elements in Gegenüberlage zu dem entsprechenden Fahrgestell-getragenen Element vorgesehen ist, und eine Steuereinrichtung zum Steuern einer jeden der Antriebseinrichtungen, wenn das Vorhandensein von keinem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element durch die entsprechende Untergrund- festes-Element-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, so daß das entsprechende Fahrgestell-getragene Element an einer vorbestimmten oberen Position angeordnet werden kann, jedoch zum Steuern einer jeder der Antriebseinrichtungen, wenn das Vorhandensein eines gegenüberliegenden Untergrund-festen Elements ermittelt wird, so, daß ein Luftspalt zwischen dem entsprechenden Fahrgestell-getragenen Element und dem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element gleich einem Wert sein kann, der durch einen Luftspalt-Befehlswert von der entsprechenden Luftspalt-Befehlswerterzeugungseinrichtung festgelegt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Untergrund-festes- Element-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Untergrund-festen Elements in Gegenüberlage zu einem Fahrgestell-getragenen Element für jede der Antriebseinrichtungen vorgesehen, und wenn das Vorhandensein eines gegenüberliegenden Untergrund-festen Elements ermittelt wird, wird ein Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und dem Untergrund-festen Element derart geregelt, wie vorstehend erläutert, um einen hohen Wirkungsgrad des Linearmotors sicherzustellen. Wenn hingegen das Vorhandensein von keinem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element ermittelt wird, wird das Fahrgestell-getragene Element an einer vorbestimmten oberen Position so angeordnet, daß eine mögliche Kollision zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und dem Untergrund-festen Element mit Sicherheit verhindert wird.
Jede der Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtungen kann ein Signal entwickeln, das für das Vorhandensein eines Untergrund-festen Elements repräsentativ ist, wenn ein Untergrund-festes Element fortlaufend für eine vorbestimmte Zeitperiode entsprechend einer Fahrtgeschwindigkeit der Rollager ermittelt wird, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung ermittelt wird. Dadurch kann ein derartiger möglicher fehlerhafter Betrieb verhindert werden, daß dann, wenn die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung an einem Verzweigungsabschnitt einer Spur, wie beispielsweise Schienen, vorbeiläuft, sie eine weitere Schiene ermitteln kann, die sich quer über die Schienen erstreckt, als fehlerhaftes Untergrund-festes Element und infolge davon wird das Fahrgestell-getragene Element durch die Antriebseinrichtung abwärts verstellt, um den Luftspalt zu verringern. Infolge davon kann eine mögliche Kollision zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element und einem Untergrund-festen Element mit Sicherheit verhindert werden, und es kann außerdem verhindert werden, daß das Fahrgestell-getragene Element mit einem übermäßigen Ausmaß auf- oder abwärts verstellt wird, durch das ein "Tanzen" des Fahrgestell-getragenen Elements verursacht wird. Demnach kann die Luftspalt-Regelung so ausgeführt werden, daß ein minimal erforderlicher Luftspalt normalerweise beibehalten wird.
Alternativ kann jede der Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtungen fortgesetzt ein Signal entwickeln, das für das Vorhandensein von keinem Untergrund-festen Element repräsentativ ist, wenn die Fahrtgeschwindigkeit der Rollager niedriger als ein vorbestimmter Pegel nach einem Zustand ist, bei dem ein Untergrund-festes Element nicht mehr ermittelt wird, eingetragen bzw. eingegeben wurde. Dadurch wird ein möglicher Fehler verhindert, demnach, wenn die Geschwindigkeit der Rollager sehr gering ist, eine weitere Schiene, die sich quer über die Schienen der Spur benachbart zu einer Verzweigungsstelle der Schienen erstreckt, als fehlerhaftes Untergrund-festes Element ermittelt werden kann, und ein Befehlssignal zum Verstellen des Fahrgestell-getragenen Elements mittels der Antriebseinrichtung fehlerhaft ermittelt wird.
Außerdem kann jede der Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtungen ein Paar von Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteilen aufweisen, die auf jedem der Rollager in beabstandeter Beziehung in der Fahrtrichtung der Rollager zum Ermitteln des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Untergrund-festen Elements und einer Ausgabeeinrichtung zum Entwickeln eines Signals aufweisen, das für das Vorhandensein eines Untergrund-festen Elements repräsentativ ist, wenn ein Untergrund-festes Element gleichzeitig durch beide der Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteile ermittelt wird. Wenn demnach lediglich eines der Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteile das Vorhandensein eines Untergrund-festen Elements ermittelt, entwickelt die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung kein Signal, das für das Vorhandensein eines Untergrund-festen Elements repräsentativ ist, wobei die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung dieses Signal ausschließlich bei Vorhandensein eines Untergrund-festen Elements entwickelt, das durch beide Untergrund-festes-Element- Ermittlungsteile ermittelt wird. Wenn die Rollager mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit fahren, oder selbst dann, wenn sie sich in einem Stopp-Zustand befinden, kann infolgedessen eine fehlerhafte Steuerung bzw. Regelung verhindert werden, demnach eine weitere Schiene, die sich quer über die Schienen der Spur benachbart zu einer Verzweigungsstelle der Schienen erstreckt, als Untergrund-festes Element fehlerhaft ermittelt wird, und infolge davon wird das Fahrgestell-getragene Element in Abwärtsrichtung verstellt.
Die vorstehend genannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Teile oder Elemente durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1a und 1b zeigen Blockdiagramme eines Luftspalt-Regelungssystems unter Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Zug von Rollagern, auf die das Luftspalt-Regelungssystem der Fig. 1a und 1b angewendet wird;
Fig. 3 zeigt eine Seitenaufrißansicht eines ersten Fahrgestells eines ersten in Fig. 2 gezeigten Rollagers;
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Mechanismus zum Antreiben eines Fahrgestell-getragenen Elements;
Fig. 5 zeigt eine schematische Wiedergabe einer Beziehung zwischen einem Speicher und Fahrgestellen der in Fig. 2 gezeigten Rollager;
Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer detaillierten Konstruktion einer Untergrund-gestütztes-Element-Ermittlungseinrichtung für das Luftspalt-Regelungssystem von Fig. 1a und 1b;
Fig. 7 zeigt eine ähnliche Ansicht, jedoch unter Darstellung einer detaillierten Konstruktion einer weiteren Form der Untergrund-gestütztes-Element-Ermittlungseinrichtung;
Fig. 8 zeigt eine ähnliche Ansicht, jedoch unter Darstellung einer detaillierten Konstruktion einer weiteren Form der Untergrund-gestütztes Element-Ermittlungseinrichtung;
Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm einer Modifikation des Luftspalt-Regelungssystems von Fig. 1a und 1b;
Fig. 10 zeigt eine ähnliche Ansicht, jedoch unter Darstellung einer weiteren Modifikation des Luftspalt-Regelungssystems, das in Fig. 1a und 1b gezeigt ist; und
Fig. 11a und 11b zeigen ähnliche Ansichten wie Fig. 1a bzw. 1b, jedoch unter Darstellung einer weiteren Modifikation des Luftspalt-Regelungssystems von Fig. 1a und 1b.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Zunächst unter Bezug auf Fig. 1a und 1b ist eine elektrische Konstruktion für ein Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor gezeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das Luftspalt-Regelungssystem ist in einem derartigen Zug aus Rollagern 1a, 1b, 1c, ... 1i eingebaut, wie in vereinfachter Form in Fig. 2 gezeigt. Nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 2 sind die Rollager 1a bis 1i des Zugs in Reihe miteinander verbunden. Das erste Rollager 1a weist ein Paar von Fahrgestellen 2a1 und 2a2 auf, die auf einem Körper davon in beabstandeter Beziehung in der Fahrtrichtung des Zugs angebracht sind, die durch eine Pfeilmarkierung 2 bezeichnet ist. Das zweite Rollager 1b weist ein weiteres Paar von Fahrgestellen 2b1 und 2b2 auf, die in ähnlicher Weise auf einem Körper davon angeordnet sind, und jedes weitere Rollager 1c bis 1i hat eine ähnliche Konstruktion. Jedes der Fahrgestelle 2a1 und 2a2 des ersten Rollagers 1a weist ein Paar von Fahrgestell-getragenen Elementen 3a1 und 3a2 auf, die auf einem Fahrgestellrahmen davon derart angebracht sind, daß sie sich in der Fahrtrichtung 2 des Zugs erstrecken. Jedes der Fahrgestelle 2b1 und 2b2 des zweiten Rollagers 1b weist ein weiteres Paar von Fahrgestellen-getragenen Elementen 3b1 und 3b2 auf, die in ähnlicher Weise auf einem Fahrgestellrahmen davon angebracht sind, und diese Konstruktion ist für die weiteren Rollager gemeinsam.
Nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist die Oberseite des ersten Fahrgestells 2a1 in vereinfachter Seitenaufrißansicht gezeigt. Das Fahrgestell 2a1 weist einen Fahrgestellrahmen 6 auf, auf welchem ein vorauseilender Endabschnitt eines Körpers 4 des Rollagers 1a mittels einer Luftfeder 5 getragen ist. Zwei Paare von Rädem 7 sind auf dem Fahrgestellrahmen 6 des Fahrgestells 2a1 mittels jeweiliger Achsfedern 8 angebracht. Ein Stellglied 9, das als Antriebsmittel dient, ist im Zentrum eines vorauseilenden Abschnitts des Fahrgestellrahmens 6 des Fahrgestells 2a1 in der Fahrtrichtung 2 angeordnet, während ein Paar von Stellgliedern 10 und 11, die jeweils als Antriebseinrichtung dienen, an linken und rechten hinteren Abschnitten des Fahrgestellrahmens 6 angebracht sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Das Fahrgestell-getragene Element 3a1 ist für eine aufwärts- und abwärtsgerichtete Antriebsverstellung mittels der Stellglieder 9, 10 und 11 auf dem Fahrgestellrahmen 6 getragen.
Die Räder 7 laufen auf einem Paar von linken und. rechten Schienen 12, die auf dem Boden bzw. Untergrund verlegt sind, und ein Linearmotor 14 ist aus einer großen Anzahl von Untergrund-gestützten bzw. am Untergrund angebrachten Elementen 13 gebildet, die am Untergrund zwischen den Schienen 12 entlang einer Fahrtroute der Schienen 12 befestigt sind. Eine Vortriebs- bzw. Antriebskraft, die in der Fahrtrichtung 2 wirkt, wird dadurch von dem Linearmotor 14 erhalten. Die Stellglieder 9, 10 und 11 können jeweils beispielsweise aus einem doppelt wirkenden Hydraulikzylinder gebildet sein.
Außerdem unter Bezug auf Fig. 2 sind drei Luftspalt-Ermittlungselemente 15, 16 und 17 zum Ermitteln eines Luftspalts zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 und einem gegenüberliegenden Untergrund-gestützten Element 13 auf dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 benachbart zu den Stellgliedern 9, 10 bzw. 11 angebracht.
In ähnlicher Weise sind drei Stellglieder 18, 19 und 20 sowie drei Luftspalt-Ermittlungselemente 21, 22 und 23 auf dem zweiten Fahrgestell 3a2 des ersten Rollagers 1a angebracht. Diese Konstruktion ist auch den Fahrgestellen der anderen Rollager 1b bis 1i gemeinsam.
Unter erneutem Bezug auf Fig. 1a und 1b ermittelt eine Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung eine Fahrtgeschwindigkeit der Rollager 1a bis 1i und liefert die derart ermittelte Fahrtgeschwindigkeit an eine Luftspalt-Sollwert-Einstellschaltung bzw. -Zielwerteinstellschaltung 26. Eine Fahrgestellpositions-Signalerzeugungseinrichtung 27 erzeugt ein Fahrgestellpositionssignal, das eine Position des Fahrgestells 3a1 des Rollagers 2a1 in dem Zug anzeigt, d.h., anzeigt, daß das in Rede stehende Fahrgestell das Kopf- oder erste Fahrgestell ist, und sie liefert dieses Fahrgestellpositionssigal an die Luftspalt-Sollwert-Einstellschaltung 26. Wenn die ermittelte Geschwindigkeit von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 hoch ist, wird ein Luftspalt-Sollwert so eingestellt, daß er einen entsprechend hohen Wert aufweisen kann. Die Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 26 wählt einen Sollwert und stellt ihn ein für einen Luftspalt zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 des ersten Fahrgestells 2a1 und einem Untergrund-gestützten Element 13 ansprechend auf Ausgangssignale der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 und der Fahrgestellpositions-Signalerzeugungseinrichtung 27. Der Luftspalt-Sollwert für das erste Fahrgestell 2a1 wird geringfügig höher eingestellt als derjenige für die Luftspalte der nachfolgenden Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ..., um eine mögliche Kollision zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 und einem Untergrund-gestützten Element 13 mit Sicherheit zu verhindern. Insbesondere wird der Luftspalt-Sollwert auf einen geringfügig höheren Wert für das erste Fahrgestell 2a1 durch die Luftspalt-Sollwert-Einstellschaltung 26 eingestellt, so daß das Fahrgestell-getragene Element 3a1 und ein Untergrund-gestütztes Element 13 aufgrund einer Verzögerung der Regelung bzw. Steuerung nicht in Kontakt miteinander gelangen.
Dieser Luftspalt-Sollwert, der durch die Luftspalt-Sollwert- Einstelleinrichtung 26 eingestellt wird, bezieht sich auch auf ein Spurzustandssignal von einer Einrichtung 28 zum Erzeugen eines Signals, das einen Spurzustand anzeigt. Ein Spurzustand, der durch ein Spurzustandssignal angezeigt wird, stellt einen Zustand einer Linienform, wie beispielsweise eine Übergangskurve, eine Kreiskurve oder eine gerade Linie, der Schienen 12 dar, bei der es sich um eine Spur handelt, auf der das erste Fahrgestell 2a1 läuft, ebenso wie ein Kurvenüberführungsausmaß usw., und das Einstellen eines Luftspalt-Sollwerts wird derart durchgeführt, daß das Fahrgestell-getragene Element 3a1 und ein Untergrund-gestütztes Element 13 basierend auf diesem Zustand der Spur nicht miteinander kollidieren kann. Ein derartiges Einstellen eines Luftspalt-Sollwerts basierend auf einem Zustand einer Spur durch die Spurzustands-Signalerzeugungseinrichtung 28 ist erforderlich, um eine mögliche Kollision zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 und einem Untergrund-gestützten Element 13 selbst dann zu verhindern, wenn ein Fahrgestellgetragenes Element 3a1 und ein Untergrund-gestütztes Element 13 veranlaßt werden, auf einer derartigen Übergangskurve oder einer Kreiskurve, wie vorstehend erwähnt, durch Einfluß einer Verdrehung bzw. Verwindung und einer Kurvenüberhöhung der Schienen 12 sich einander zu nähern.
Ein Antriebsstrom eines Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 wird durch eine Stromermittlungseinrichtung 29 ermittelt. Ein Verformungsausmaßsignal, das ein Verformungsausmaß anzeigt, mit welchem das Fahrgestell-getragene Element 3a1 in Abwärtsrichtung ansprechend auf den derart ermittelten Strom verformt wird, und ein weiteres Verformungsausmaß, mit welchem ein Untergrund-gestütztes Element 13 in Aufwärtsrichtung verformt wird, wird durch die Verformungsausmaß-Erzeugungseinrichtung 30 erzeugt. Dieses Verformungsausmaßsignal wird zu der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 26 mittels einer Leitung 31 so übertragen, daß ein Luftspalt-Sollwert basierend auf dem Antriebsstrom eingestellt werden kann und dadurch basierend auf den Verformungsausmaßen. Mit anderen Worten werden Verformungsausmaße, wie beispielsweise Auslenkausmaße eines Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 und eines Untergrund-gestützten Elements 13, als Funktion des Antriebsstroms und als Faktor zum Einstellen eines Luftspalt- Sollwerts erachtet. Dies ist, wie im folgenden angeführt, beabsichtigt. Wenn ein Antriebsstrom durch das Fahrgestell-getragene Element 3a1 fließt, unterliegen sowohl das Fahrgestell-getragene Element 3a1 wie ein Untergrund-gestütztes Element 13 jeweils einer Auslenkungsverformung aufgrund einer anziehenden Kraft, die zwischen dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 und dem Untergrund-gestützten Element 13 erzeugt wird, und ein Maximalwert einer derartigen Verformung tritt in einer zentralen Position 32 oder um diese herum des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 in der Längsrichtung (die in Fig. 3 nach links und rechts weisende Richtung) auf. Während die Luftspalt-Ermittlungseinrichtungen 15, 16 und 17 bevorzugt in der zentralen Position 32 des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 in der Längsrichtung angeqrdnet sind, besteht demnach dann, wenn eine derartige Anordnung verwendet wird, die Möglichkeit, daß ein schlechter Einfluß auf Eigenschaften des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 und des Untergrundgestützten Elements 13 erhalten wird. Um dieses Problem zu lösen, sind die Luftspalt-Ermittlungseinrichtungen 15, 16 und 17 deshalb an Stellen in der Nachbarschaft der Stellglieder 9, 10 und 11 angeordnet, die von der zentralen Position 32 beabstandet sind, und bei dieser Konstruktion wird ein Luftspalt-Sollwert basierend auf einem Antriebsstrom des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 korrigiert und eingestellt. Ein Luftspalt-Sollwert, der auf der vorstehend genannten Geschwindigkeit basiert, die Fahrgestellposition und Fahrgestellzustände des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 und eines Untergrund-gestützten Elements 13 werden demnach korrigiert, indem eine anziehende Kraft in Betracht gezogen wird, die zwischen den beiden in Rede stehenden Elementen 3a1 und 13 erzeugt werden, mit einer Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung, die von einem Antriebsstrom abhängt, um einen Luftspalt-Sollwert einzustellen.
Ein derart eingestellter Luftspalt-Sollwert wird von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 26 mittels einer Leitung 33 ausgegeben und als Luftspalt-Befehlswert mittels eines Schalters 34 an eine Subtrahierschaltung 35 übertragen, die ein negatives Rückkopplungssteuersystem bildet. Außerdem wird ein Signal, das einen ermittelten Luftspalt von der Luftspaltermittlungseinrichtung 15 darstellt, zu der Subtrahierschaltung 35 mittels eines weiteren Schalters 36 übertragen. Dadurch wird ein Signal, das für eine Differenz zwischen dem Luftspalt-Sollwert und dem ermittelten Luftspalt repräsentativ ist, von der Subtrahierschaltung 35 erzeugt und zu einer Steuer- bzw. Regelschaltung 37 übertragen. Das Stellglied 9 wird infolge davon durch die Regelschaltung 37 gesteuert, um so zu arbeiten, daß der ermittelte Luftspalt mit dem Luftspalt-Zielwert zusammenfallen kann, bei dem es sich um den Luftspalt-Befehlswert handelt, der in die Subtrahierschaltung 35 eingegeben ist.
Nunmehr unter Bezug auf Fig. 4 sind derartige Stellglieder 9, 10 und 11 zusammen mit zugeordneten Elementen gezeigt. Die Steuereinrichtung 37 steuert das Stellglied 9 in Form eines hydraulisch doppelt wirkenden Zylinders mit Öldruck von einer Hydraulik-Ölquelle und dadurch wird das Fahrgestell-getragene Element 3a1 so angetrieben, daß es durch das Stellglied 9 in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung verstellt wird. Die verbleibenden Stellgueder 10 und 11 werden ebenfalls so gesteuert, daß sie durch die Steuereinrichtung 38 bzw. 39 in ähnlicher Weise angetrieben werden.
Unter erneutem Bezug auf Fig. 1a und 1b wird ein Signal, das von der Substrahierschaltung 35 entsprechend dem Stellglied 9 des ersten Fahrgestells 2a1 erhalten oder abgeleitet wird, einer Luftspalt-Fehlerermittlungseinrichtung 40 zugeführt. Die Luftspalt-Fehlerermittlungseinrichtung 40 ermittelt einen Luftspaltfehler zwischen einem Luftspalt-Sollwert, der von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 26 empfangen wird, und einem ermittelten Luftspalt, der von der Luftspalt-Ermittlungseinrichtung 15 empfangen wird, und liefert ein Signal, das für einen derartigen Luftspaltfehler repräsentativ ist, an einen Funktionsgenerator 42 mittels einer Leitung 41. Ein Signal, das für eine Geschwindigkeit respräsentativ ist, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 ermittelt wird, wird dem Funktionsgenerator 42 mittels einer weiteren Leitung 43 ebenfalls zugeführt.
Die Gewichtsermittlungseinrichtung 44 weist einen Sensor auf, der auf der Luftfeder 5 des Fahrgestells 2a1 oder dergleichen vorgesehen ist, und ermittelt ein Gewicht, das auf das Fahrgestell 2a1 wirkt. Ansprechend auf dieses Gewicht wird ein Signal, das für ein Auslenkungsverformungsausmaß einer zugeordneten Achsfeder 8 oder dergleichen repräsentativ ist, von der Federverformungsausmaß-Signalerzeugungseinrichtung 45 erzeugt. Dieses Federverformungsausmaßsignal, das sich auf das Gewicht des Rollagers bezieht, wird zu dem Funktionsgenerator 42 mittels einer Leitung 46 übertragen.
Ein Absinkausmaß und ein Verbindungsabsenkausmaß der Schienen 12 haben einen Einfluß auf den Luftspaltfehler, der durch die Luftspaltfehlerermittlungseinrichtung 40 ermittelt werden soll, und insbesondere wird dieser Luftspaltfehler hauptsächlich durch die Geschwindigkeit und außerdem durch das ermittelte Gewicht beeinflußt. In der Luftspaltfehlerermittlungseinrichtung 40 ist demnach ein Luftspaltfehler betreffend das Stellglied 9 des ersten Fahrgestells 2a1 im voraus als eine Funktion eines Federverformungsausmaßes entsprechend einer ermittelten Geschwindigkeit und einem ermittelten Gewicht von Einfluß, und deshalb wird ein darauf bezogenes Vorschau- bzw. Prognosesignal ermittelt, und dieses Prognosesignal wird in eine Leitung 47 ausgegeben.
Ein von dem Funktionsgenerator 42 in die Leitung 47 auf diese Weise ausgegebenes Prognosesignal wird in einem Speicher 48 so gespeichert, wie in Fig. 5 gezeigt. Wie ebenfalls in Fig. 5 gezeigt, wird eine Information betreffend einen Punkt, an welchem das Fahrgestell-getragene Element 3a1 aktuell entlang den Schienen 12 läuft, die als Fahrtroute dienen, von einer Punktinformationserzeugungseinrichtung 49 zu dem Speicher 48 mittels einer Leitung 50 geliefert. Bei der Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung 49 handelt es sich um ein Signal, das für eine Absolutposition des Punkts repräsentativ ist, an welchem das erste Fahrgestell 2a1 läuft. Um eine derartige Absolutposition eines Punkts zu erhalten, werden Signale, die einzeln für Positionen eine Mehrzahl von fixen Punkten repräsentativ sind, die in beabstandeter Beziehung entlang der Fahrtroute vorgesehen sind, durch eine Signalerzeugungseinrichtung erzeugt, und eine Berechnungseinrichtung zum Empfangen von Ausgangssignalen von der Signalerzeugungseinrichtung und zum Berechnen eines Punkts zwischen sämtlichen benachbarten feststehenden bzw. fixen Punkten ist auf dem Rollager 1a vorgesehen. Diese Berechnungseinrichtung weist eine Impulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Impulsen auf, deren Anzahl der Drehzahl eines Rads 7 des Fahrgestells 2a1 entspricht, und eine Einrichtung zum Addieren eines Abstands bzw. einer Strecke entsprechend einem Ausgangssignal des Zählers zu einer Absolutposition eines feststehenden Punkts, der unmittelbar vorausgehend ermittelt wurde, um daraufhin eine Absolutposition eines Punkts zwischen derartigen feststehenden Punkten zu ermitteln. Auf 9 diese Weise werden Prognosesignale an einzelnen Punkten, die von der Leitung 47 bereitgestellt werden, aufeinanderfolgend in Speicherzellen C1 bis Cn des Speichers 48 gespeichert und beibehalten in Übereinstimmung mit einer Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung 49, und gespeicherte Inhalte der einzelnen Zellen, beispielweise der Zellen C2, C3 und C4 werden als Prognosesignale entsprechend den aufeinanderfolgenden Fahrgestellen 2a2, 2b1, 2b2, .. verwendet.
Alternativ können Punktinformationssignale von der Punktinformationserzeugungseinrichtung 49 erzeugt und in die Leitung 50 derart zugeführt werden, daß Information betreffend einen Punkt von bzw. aus einer Position von jedem der aufeinanderfolgenden Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ... in dem Zug in Bezug auf das erste Fahrgestell 2a1 erzeugt werden kann.
Durch Verwenden der Prognosesignale, die in dem Speicher 48 für die aufeinanderfolgenden Fahrgestelle in dieser Weise gespeichert sind, eines Steuerverzögerungsausmaßes, das einem Luftspalt entspricht, wird von der Informationserzeugungseinrichtung 49 geliefert, und eine ermittelte Geschwindigkeit von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25, und liefert die ausgelesenen Prognosesignale zu einem Funktionsdiskriminator 53 mittels einer Leitung 52. Außerdem werden ein Signal, das für eine ermittelte Geschwindigkeit von dem Geschwindigkeitsdetektor 25 repräsentativ ist, und ein weiteres Signal, das mittels der Leitung 46 von der Einrichtung 45 zur Ermittlung eines Federverformungsausmaßes ansprechend auf ein Ausgangssignal von der Rollager-Gesamtgewichtsermittlungseinrichtung 44 übertragen wird, dem Funktionsdiskriminator 53 zugeführt. Da ein Steuerverzögerungsausmaß, das einem Luftspaltfehler des ersten Fahrgestells 2a1 entspricht, als Funktion des Funktionsgenerators 42 in dem Speicher 48 zusammen mit einer Punktinformation gespeichert ist, hat der Funktionsdiskriminator 53 entsprechend dem Stellglied 18 des nachfolgenden zweiten Fahrgestells 2a2 die Funktion, ein Steuerverzögerungsausmaß ansprechend auf diese gespeicherten Prognosesignale, eine ermittelte Geschwindigkeit und ein Federverformungsausmaß, das sich auf ein Gewicht des Rollagers bezieht, invers zu berechnen. Ein Steuerverzögerungsausmaß an einem vorausliegenden Prädiktor-steuerbaren Punkt wird durch Inversberechnung in Übereinstimmung mit einer Funktion ermittelt, mit welcher der Funktionsdiskriminator 53 die Inversberechnung durchführt, und eine Luftspaltsteuerung mit negativer Rückkopplung wird unter Verwendung des Stellglieds 18 in Übereinstimmung mit dem derart invers berechneten Steuerverzögerungsausmaß und Information derselben Art durchgeführt, die eine Basis für die Luftspalt-Regelung mit dem ersten Fahrgestell 2a1 erzeugt hat.
Eine Luftspaltzielwe.rt-Einstelleinrichtung 55 ist für die Luftspalt-Regelung des Fahrgestells 2a2 vorgesehen, und ein Fahrgestellpositionssignal, das für eine Position des zweiten Fahrgestells 2a2 in dem Zug repräsentativ ist, wird von einer Fahrgestellpositionssignal-Erzeugungseinrichtung 56 an die Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 55 geliefert, während ein weiteres Signal, das für eine ermittelte Geschwindigkeit repräsentativ ist, außerdem von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 an die Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 55 geliefert wird. Ein weiteres Signal, das für einen Spurzustand repräsentativ ist, in welcher das Fahrgestell 2a2 läuft, wird von der Spurzustandssignal-Erzeugungseinrichtung 28 an die Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 55 geliefert, und außerdem wird ein Verformungsausmaßsignal entsprechend einem Antriebsstrom des Fahrgestell-getragenen Elements 3a2 des Fahrgestells 2a2 an die Luftspalt-Sollwert- Einstelleinrichtung 55 mittels der Leitung 31 von der Verformungsausmaßsignal-Erzeugungseinrichtung 30 geliefert. Dadurch wird ein Signal, das für einen Luftspalt-Sollwert des Fahrgestells 2a2 repräsentativ ist, von einer Leitung 57 in ähnlicher Weise, wie vorstehend erläutert, abgeleitet. Ein Luftspalt-Sollwert von der Leitung 57 wird für eine Subtrahierschaltung 59 mittels eines Schalters 58 bereitgestellt, und ein weiteres Signal, das für einen ermittelten Luftspalt von der Luftspalt-Ermittlungseinrichtung 21 repräsentativ ist, wird ebenfalls an die Subtrahierschaltung 59 mittels eines weiteren Schalters 62 geliefert. Daraufhin wird ein Ausgangssignal von der Subtrahierschaltung 59 an einen Addierer 60 geliefert. In dem Addierer 60 wird ein Signal, das für ein Steuerverzögerungsausmaß repräsentativ ist, das von dem Funktionsdiskriminator 53 mittels der Leitung 54 erhalten wird, zu dem Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 59 addiert, um seine Korrektur zu bewirken, und ein derart korrigiertes Signal von dem Addierer 60 wird als ein Luftspaltbefehlswert einer Steuereinrichtung 63 mittels einer Leitung 61 zugeführt. Infolge davon treibt das Stellglied 18 das Fahrgestell-getragene Element 3a2 in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung so an, daß der dadurch korrigierte Luftspalt bereitgestellt werden kann. Da auf diese Weise eine Prädiktorsteuerung im Hinblick auf jene Faktoren durchgeführt werden kann, die sich auf eine Steuerungs- bzw. Regelungsverzögerung bei dem ersten Rollager-Fahrgestell 2a1 beziehen, kann auf einem nachfolgenden Rollager, beispielsweise auf dem zweiten Fahrgestell 2a2 zum Einstellen des Luftspalts der Luftspalt auf einen kleineren Wert auf dem zweiten und den nachfolgenden Fahrgestellen geregelt werden. Infolge davon kann mit dem Linearmotor ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden.
Es wird bemerkt, daß, während die vorstehend angeführte Ausführungsform in Verbindung mit dem Stellglied 9 des Fahrgestells 2a1 und dem Stellglied 18 des nachfolgenden Fahrgestells 2a2 erläutert wurde, das Stellglied 19 ansprechend auf das Stellglied 10 Prädiktor-gesteuert wird, während außerdem das Stellglied 20 des nachfolgenden Fahrgestells 2a2 ansprechend auf das Stellglied 11 Prädiktor-gesteuert wird. Auf diese Weise werden ähnliche Steuer- bzw. Regelverzögerungsbeträge oder -ausmaße für die weiteren nachfolgenden Stellglieder entsprechend den Stellgliedern 19 und 11 des ersten Fahrgestells 2a1 verwendet.
Ferner ist die Fahrgestellgewichtsermittlungseinrichtung 44 für jedes der Rollager 1a, 1b, 1c, ... und 1i vorgesehen, und eine Antriebsstromermittlungseinrichtung für das Fahrgestellgetragene Element in ähnlicher Weise wie die Einrichtung 29 zum Ermitteln eines Antriebsstroms für das Fahrgestell-getragene Element 3a1 ist für jede Antriebsstromsteuereinheit vorgesehen. Die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 wird gemeinsam für sämtliche Rollager 1a bis 1i verwendet. Ferner werden die Ausgangssignale der Spurzustandsignal-Erzeugungseinrichtung 28 und der Punktinformationserzeugungseinrichtung 49 verwendet, nachdem sie durch Verzögern für Positionen der Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ... in Bezug auf eine Position des ersten Fahrgestells 2a1 ansprechend auf eine ermittelte Geschwindigkeit durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 korrigiert wurden.
Die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 zum Ermitteln des Vorhanden- oder Nichtvorhandenseins eines Untergrund-festen Elements 13 ist benachbart zum Stellglied 15 an einer Stelle vor dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 des ersten Fahrgestells 2a1 angebracht. Eine Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 72 zum Ermitteln der An- oder Abwesenheit eines Untergrund-festen Elements 13 ist an einer hinteren Stelle des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 benachbart zum Stellglied 16 angebracht. In ähnlicher Weise sind Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtungen 73 und 74 auf dem Fahrgestell 2a2 angebracht, und ähnliche Einrichtungen sind in ähnlicher Weise auf jedem der anderen Fahrgestelle 2b1, 2b2, ... angebracht. Wenn ein Untergrundfestes Element durch die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 ermittelt wird, sind die Schalter 34 und 36 in derartigen Schaltzuständen, wie in Fig. 1a gezeigt, verbunden bzw. geschaltet, und eine Luftspaltsteuerung wird so durchgeführt, daß der Wirkungsgrad des Linearmotors 14 hoch sein kann.
Wenn durch die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 ermittelt wird, daß kein Untergrund-festes Element 13 vorhanden ist, werden die Schalter 34 und 36 in Zustände geschaltet, die sich von denjenigen von Fig. 1a unterscheiden. Infolge davon wird das Stellglied 9 gesteuert, so zu arbeiten, daß das Fahrgestell-getragene Element 3a1 in eine vorbestimmte obere Position angehoben werden kann. Eine Hubermittlungseinrichtung 76 ermittelt aus einem Ausgangssignal einer Verstellausmaßermittlungseinrichtung 77 einen Hub des Stellglieds 9, d.h. eine vertikale Position des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 zu einem Zeitpunkt unmittelbar bevor ein Untergrund-feste Element 13 verschwindet, und sie ermittelt daraufhin einen Hub des Stellglieds 9 derart, daß der Luftspalt geringfügig in Bezug auf die vertikale Position des Fahrgestell-getragenen Elements 3a1 zu dem Zeitpunkt vergrößert wird, unmittelbar bevor das Untergrund-feste Element 13 verschwindet. Die Hubermittelungseinrichtung 76 liefert ein Signal, das für den derart ermittelten Hub repräsentativ ist, an die Subtrahierschaltung 35 über eine Leitung 78 mittels des Schalters 34. Ein Ausgangssignal der Verstellungsausmaß-Ermittlungseinrichtung 77 wird auch an die Subtrahierschaltung 35 mittels des Schalters 36 angelegt.
Wenn kein Untergrund-festes Element 13 mehr ermittelt wird, wird das Stellglied 9 derart angetrieben, daß der Luftspalt vergrößert werden kann, und selbst wenn ein Installationsfehler eines Untergrund-festen Elements 13, Vibrationen bzw. Schwingungen des Rollagers 1a oder ein Steuerungsverzögerungsausmaß vorhanden sind, kann infolge davon das Fahrgestell-getragene Element 3a1 daran gehindert werden, mit einem nachfolgenden Untergrund-festen Element 13 zu kollidieren. Wenn kein Untergrund-festes Element 13 mehr ermittelt wird, wird demnach das Fahrgestell-getragene Element 3a1 durch negative Rückkopplung derart gesteuert, daß es so angehoben wird, daß der Luftspalt vergrößert werden kann.
Diese Konstruktion, die in Fig. 1a durch die Bezugsziffer 92 bezeichnet ist, ist ähnlich zu derjenigen für die Stellglieder 16 und 17 entsprechend der Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 72 und eine Hubermittlungseinrichtung 79 und eine Verstellungsausmaß-Ermittlungseinrichtung 80 sind in ähnlicher Weise für die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 73 entsprechend dem Stellglied 18 vorgesehen. Diese Konstruktion ist ähnlich zu derjenigen für die anderen Stellglieder 19 und 20 und ebenfalls ähnlich zu derjenigen für die nachfolgenden Fahrgestelle.
Eine detaillierte Konstruktion der Untergrund-festes-Element- Ermittlungseinrichtung 71 ist in Fig. 6 gezeigt. In Bezug auf Fig. 6 weist die gezeigte Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 ein Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteil 82 zum Ermitteln eines Untergrund-festen Elements 13 auf, eine Zeiteinstelleinrichtung 83 zum Einstellen einer vorbestimmten Zeit ansprechend auf ein Signal, das von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 empfangen wird, und für eine ermittelte Geschwindigkeit des Zugs repräsentativ ist, eine Ausgabeeinrichtung 84 zum Liefern eines Signals, das dafür repräsentativ ist, daß ein Untergrund-festes Element 13 vorhanden ist, um die Schaltzustände der Schalter 34 und 36 in diejenigen rückzuführen, die in Fig. 1a gezeigt sind, wenn ein Untergrund-festes Element 13 ermittelt wird, nachdem das Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteil 82 die Abwesenheit eines Untergrund-festen Elements 13 ermittelt, und wenn die Anwesenheit eines derartigen Untergrund-festen Elements kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeit ermittelt wird, die durch die Zeiteinstelleinrichtung 83 in Übereinstimmung mit einer ermittelten Geschwindigkeit eingestellt ist, die von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 empfangen wird. Infolge davon kann eine Luftspalt-Regelung so ausgeführt werden, daß der Wirkungsgrad des Linearmotors hoch sein kann. Selbst wenn ein Untergrund-festes Element 13 auf diese Weise durch das Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteil 82 ermittelt wird, wird eine Luftspaltsteuerung nicht unmittelbar ausgeführt; die Zeit durch die Zeiteinstelleinrichtung 83 wird jedoch kürzer eingestellt, wenn die Geschwindigkeit höher ist, und die Luftspalt-Regelung wird nur dann ermöglicht, nachdem ein Untergrund-festes Element 13 für diese eingestellte Zeit kontinuierlich ermittelt wird. Infolge davon kann verhindert werden, daß, wenn ein Fahrgestell an einem Zweigabschnitt der Schienen 12 oder dergleichen vorbeifährt, eine andere das Paar von Schienen 12 querende Schiene als Untergrund-festes Element 12 irrtümlich ermittelt wird.
Nunmehr, auf Bezug von Fig. 7, ist eine detaillierte Konstruktion einer weiteren Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71a gezeigt. Die Untergrund-festes-Element- Ermittlungseinrichtung 71a weist ein Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteil 85 zum Ermitteln der An- oder Abwesenheit eines Untergrund-festen Elements 13 auf, und eine Geschwindigkeitsdiskriminierungseinrichtung 86 zum Beurteilen in Übereinstimmung mit einem Signal, das für eine ermittelte Geschwindigkeit repräsentativ ist, das von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung 25 empfangen wird, ob oder ob nicht die Fahrtgeschwindigkeit niedriger als ein vorbestimmter Pegel, wie beispielsweise 5 km/h ist. Wenn die Fahrtgeschwindigkeit niedriger als diese vorbestimmte Geschwindigkeit ist, nachdem ein Untergrund-festes Element 13 durch das Untergrund-festes Element-Ermittlungsteil 85 nicht mehr ermittelt wird, erzeugt die Ausgabeeinrichtung 87 ein Signal, das wiedergibt, daß kein Untergrund-festes Element 13 vorhanden ist, und liefert dieses Signal an die Schalter 34 und 36 zum Beibehalten der Schaltzustände der Schalter 34 und 36, nachdem sie aus den Zuständen von Fig. 1a geschaltet haben, um dadurch zu verhindern, daß das Fahrgestell-getragene Element 3a1 durch fehlerhaftes Ausführen einer Luftspaltsteuerung abwärtsbewegt wird.
In Fig. 8 ist eine detaillierte Konstruktion einer weiteren Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71b gezeigt. Die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71b weist ein Paar von Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteilen 88 und 89 auf, die in beabstandeter Beziehung voneinander in einer Fahrtrichtung des Rollagers 1a angeordnet sind. Wenn ein Untergrund-festes Element 13 gleichzeitig durch die Untergrund-festes-Element-Ermittlungsteile 88 und 89 ermittelt wird, erzeugt die Ausgabeeinrichtung 90 ein Signal, das dafür repräsentativ ist, daß ein Untergrund-festes Element so vorhanden ist, daß eine Luftspaltsteuerung ausgeführt werden kann, während diese Schaltzustände der Schalter 34 und 35, wie in Fig. 1a gezeigt, festgelegt sind.
Wenn die Geschwindigkeit eines Rollagers sehr gering ist, oder selbst dann, wenn ein Rollager stoppt, wird auf diese Weise mit Sicherheit verhindert, daß eine derartige mögliche fehlerhafte Luftspalt-Regelung, demnach das Fahrgestell-getragene Element 3a1 abwärts verstellt wird, als Ergebnis eines derartigen Fehlers ausgeführt wird, das eine Schiene, die die Schienen 12 in der Nachbarschaft einer Verzweigungsstelle oder dergleichen kreuzt, als Untergrund-festes Element 13 ermittelt wird.
Während das Regelungssystem mit der Ermittlungseinrichtung 71 zum Ermitteln der An- oder Abwesenheit eines Untergrund-festen Elements und mit der Hub-Ermittlungseinrichtung 76 für das Stellglied 9 bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform unabhängig für jedes der Stellglieder 9 ähnlich zu dem Steuersystem mit negativer Rückkopplung für die Luftspaltermittlungseinrichtung 15 konstruiert ist, können dann, wenn das Rollager 1a mit einer sehr geringen Geschwindigkeit fährt oder sich in einem Stopp-Zustand befindet, die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 und die Hub-Ermittlungseinrichtung 76 gemeinsam für jedes der Fahrgestell-getragenen Elemente 3a1, 3a2, ... verwendet werden.
Ein Ausgangssignal der Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 kann zu dem Speicher 48 mittels einer Leitung 91 so bereitgestellt werden, daß, wenn ermittelt wird, daß ein Untergrund-festes Element 13 verschwunden ist, dieses Ausgangssignal als Information zur Prädiktorsteuerung von Luftspalten der nachfolgenden Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ... derart verwendet werden kann, daß, wenn die Abwesenheit eines Untergrund-festen Elements 13 ermittelt wird, die Speicherung in den Speicher 78 gestoppt wird. Wenn die Abwesenheit eines Untergrund-festen Elements 13 durch die Untergrund-festes- Element-Ermittlungseinrichtung 71 ermittelt wird, kann bei der Ermittlung eines Stellgliedhubs auf jeden der nachfolgenden Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ... ein Zunahmeausmaß eines Luftspalts ermittelt werden, indem eine derartige Prädiktorsteuerung eines Luftspalts, wie vorstehend erläutert, in Betracht gezogen wird.
Es ist auch möglich, die Betätigung der Untergrund-festes- Element-Ermittlungseinrichtungen 73, 74, ... der nachfolgenden Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ... zu veranlassen, damit sie in Übereinstimmung mit den Prognosesignalen durchgeführt wird, die in dem Speicher 48 des ersten Fahrgestells 2a1 und der Punktinformation durchgeführt wird, die von der Punktinformationserzeugungseinrichtung 49 empfangen wird.
Die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 kann auf dem Rollagerkörper 1a in anderer Weise vorgesehen sein.
In Fig. 9 ist ein elektrischer Aufbau einer Modifikation des Luftspalt-Regelungssystems der vorstehend erläuterten Ausführungsform gezeigt. Das gezeigte Luftspalt-Regelungssystem ist derart modifiziert, daß die Fahrgestell-getragenes Element- Antriebsstrom-Ermittlungseinrichtung 29 und die Untergrundfestes-Element-Ermittlungseinrichtungen 71 bis 74 und verschiedene Elemente, die ihnen zugeordnet sind, ebenso wie die Spurzustandssignalerzeugungseinrichtung 28 weggelassen sind. Außerdem kann bei dem derart aufgebauten modifizierten Luftspalt-Regelungssystem der Luftspalt zwischen einem Fahrgestell-getragenen und einem Untergrund-festen Element auf einen kleinen Wert Prädiktor-gesteuert bzw. geregelt sein, um einen hohen Wirkungsgrad des Linearmotors sicherzustellen.
In Fig. 10 ist ein elektrischer Aufbau einer weiteren Modifikation des Luftspalt-Regelungssystems der vorstehend erläuterten Ausführungsform gezeigt. Bei der vorliegenden Modifikation handelt es sich um eine Modifikation betreffend das in Fig. 9 gezeigte modifizierte Luftspalt-Regelungssystem insofern, als es zusätzlich die Fahrgestell-getragenes-Element- Antriebsstrom-Ermittlungseinrichtung 29 und zugeordnete Elemente aufweist, die in dem Luftspalt-Regelungssystem der vorstehend erläuterten Ausführungsform enthalten sind. Außerdem kann bei dem derart aufgebauten modifizierten Luftspalt-Regelungssystem der Luftspalt zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element und einem Untergrund-festen Element auf einen kleinen Wert Prädiktor-gesteuert bzw. geregelt sein, um einen hohen Wirkungsgrad des Linearmotors sicherzustellen.
Fig. 11a und 11b zeigen einen elektrischen Aufbau einer weiteren Modifikation des Luftspalt-Regelungssystems der vorstehend erläuterten Ausführungsform Das Luftspalt-Regelungssystem ist derart modifiziert, daß die Fahrgestell-getragenes- Element-Antriebsstrom-Ermittlungeinrichtung 29 und zugeordnete Elemente ebenso wie die Spurzustandsignal-Erzeugungseinrichtung 28 weggelassen sind, wobei es jedoch die Untergrundfestes-Element-Ermittlungseinrichtungen 71 bis 74 und zugeordnete Element im Unterschied zu dem in Fig. 9 gezeigten modifizierten Luftspalt-Regelungssystem aufweist. Auch bei dem derart aufgebauten modifizierten Luftspalt-Regelungssystem kann der Luftspalt zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element und einem Untergrund-festen Element auf einen kleinen Wert Prädiktor-gesteuert sein, um einen hohen Wirkungsgrad des Linearmotors zu gewährleisten.
Andererseits kann das vorstehend erläuterte Luftspalt-Regelungssystem der Ausführungsform vereinfacht werden, indem anstelle des einzelnen Bereitstellens der Luftspalt-Ermittlungseinrichtung 15 und der Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 eine Einrichtung zum Berurteilen bereitgestellt wird, daß kein Untergrund-festes Element 13 vorhanden ist, wenn ein Luftspalt, der durch die Luftspalt-Ermittlungseinrichtung 15 ermittelt wird, auf einen vorbestimmten hohen Wert erhöht wird.
Alternativ können die Luftspalt-Ermittlungseinrichtungen 15 und die Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtung 71 derart aufgebaut sein, daß sie eine Verbindung zwischen benachbarten Untergrund-festen Elementen 13 ausreichend über die Breite dieser Verbindung ermitteln können, oder sie können andererseits so aufgebaut sein, daß zur Information in einer Richtung, in welcher ein Luftspalt sich plötzlich vergrößern kann, wobei eine Geschwindigkeit eines Rollagers in ähnlicher Weise in Betracht gezogen wird, wie bei dem Aufbau zur Verhinderung einer irrtümlichen Ermittlung bei der Ermittlung eines Untergrund-festen Elements, wie vorstehend erläutert, ein ermittelter Geschwindigkeitswert als regulärer ermittelter Wert lediglich ermittelt wird, nachdem ein Zustand, demnach der Luftspalt einen plötzlich erhöhten Wert aufweist, für eine vorbestimmte Zeitperiode entsprechend der ermittelten Geschwindigkeit andauert. Mit diesem alternativen Aufbau ist sichergestellt, daß eine unerwünschte Aufwärtsoder Abwärtsbewegung eines Fahrgestell-getragenen Elements durch ein Stellglied verhindert wird, und daß eine mögliche Kollision zwischen einem Fahrgestell-getragenen Element und einem Untergrund-festen Element verhindert wird.
Der nachfolgend erläuterte Aufbau kann ebenfalls verwendet werden. Insbesondere erzeugt die Punktinformations-Erzeugungseinrichtung 49 eine Punktinformation in Übereinstimmung mit Relativpositionen der aufeinanderfolgenden Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ... in dem Zug in Bezug auf das erste Fahrgestell 2a1, und in diesem Fall können die Spurzustandssignal- Erzeugungseinrichtung 28 und Information im Hinblick auf einen Fahrgestell-getragenes-Element-Antriebsstrom so weggelassen werden, daß eine negative Rückkopplungssteuerung für einen Luftspalt ausgeführt werden kann, bezüglich des ersten Fahrgestells 2a1, ansprechend auf ein Ausgangssignal der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung 26 in Übereinstimmung mit einer Geschwindigkeitsinformation, einer Information im Hinblick auf ein Gewicht des Rollagers und einer Fahrgestell- Positionsinformation, während ein Steuerverzögerungsausmaß zugeführt wird, bezüglich jedes der aufeinanderfolgenden Fahrgestelle 2a2, 2b1, 2b2, ... als Prädiktorsteuerinformation für das Steuerungs- bzw. Regelungssystem mit negativer Rückkopplung zusätzlich zu dieser vorstehend erläuterten Relativpunktinformation. Wenn es sich bei dem Fahrgestell-getragenen Element 3a1 usw. um die Primärspulen bzw. Primärwicklungen eines Linearmotors handelt, ist lediglich eine Information für die Luftspalt-Regelung erforderlich, die von den Rollagern 1a, 1b, 1c, ... und 1i leicht erhalten werden kann. Infolge davon kann der Aufbau vereinfacht werden. Das Ausmaß der Erhöhung eines Luftspalts, das bei der Regelung verlorengeht, beträgt etwa 1 mm oder etwa 2 bis 4 mm im ungünstigsten Fall und bleibt in ausreichendem Maße in einem praktischen Bereich. Wenn ein Rollager eine Kurve entlangfährt, ist ein Fahrgestell-getragenes Element tiefliegend so installiert, daß kein Einfluß eines Spurzustands auf einer linearen Spur erhalten wird.
Nachdem die Erfindung nunmehr vollständig beschrieben ist, erschließen sich dem Fachmann viele Anderungen und Modifikationen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

1. Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor (14), der aus einem Fahrgestell-getragenen Element (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;), das auf jedem einer Mehrzahl von Fahrgestellen (2a&sub1;, 2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) von jedem einer Mehrzahl von Rollagern (1a, 1b) eines Zugs angebracht ist, und einer Mehrzahl von Untergrund-festen Elementen (13) gebildet ist, die am Untergrund entlang einer Fahrtroute der Fahrgestelle (2a&sub1;, 2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) befestigt sind, aufweisend:

Eine Antriebseinrichtung (9, 10, 11, 18, 19, 20) zum Antreiben eines jeden der Fahrgestell-getragenen Elemente (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;), die aufwärts- und abwärtsverstellt werden sollen;

eine Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung (25) zum Ermitteln einer Fahrtgeschwindigkeit der Rollager (1a, 1b);

eine Luftspalt-Ermittlungseinrichtung (15, 16, 17, 21), die für jede der Antriebseinrichtungen zum Ermitteln eines Luftspalts zwischen dem entsprechenden Fahrgestell-getragenen Element (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;) und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element (13) vorgesehen ist;

gekennzeichnet durch

eine Fahrgestellpositionssignal-Erzeugungseinrichtung (27, 56) zum Erzeugen eines Fahrgestellpositionssignals, das ein Position eines jeden der Fahrgestelle in dem Zug bezeichnet;

eine Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung (26, 55), die auf jedem der Fahrgestelle (2a&sub1;, 2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) vorgesehen ist, um einen Sollwert eines Luftspalts zwischen jedem der Fahrgestell-getragenen Elemente (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;) von jedem der Fahregestelle (2a&sub1;, 2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element (13) ansprechend auf Ausgangssignale der entsprechenden Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung (25) und der entsprechenden Fahrgestellpositionssignal-Erzeugungseinrichtung (27, 56) einzustellen;

eine Steuereinrichtung (37, 38, 39, 63), die für jede der Antriebseinrichtungen (9, 10, 11, 18, 19, 20) vorgesehen ist, um die Antriebseinrichtung ansprechend auf einen Luftspalt-Befehlswert und ein Ausgangssignal eines ermittelten Luftspalts der entsprechenden Luftspalt-Ermittlungseinrichtung (15, 16, 17, 21) so zu steuern, daß der ermittelte Luftsspalt gleich dem Luftspalt-Befehlswert sein kann;

eine Luftspalt-Fehlerermittlungseinrichtung (40), die auf einem ersten der Fahrgestelle (2a1) vorgesehen ist, um einen Luftspaltfehler zwischen einem Luftspalt-Sollwert von der entsprechenden Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung (26) und einem ermittelten Luftspalt von der entsprechenden Luftspalt-Ermittlungseinrichtung (15) zu ermitteln;

wobei der Luftspalt-Sollwert von der Luftspalt-Sollwert- Einstelleinrichtung (26) auf dem ersten Fahrgestell (2a1) als Luftspalt-Befehlswert für die Steuereinrichtung (37) für das erste Fahrgestell bereitgestellt wird, um die Regelung eines Luftspalts des ersten Fahrgestells (2a1) zu bewirken;

eine Punktinformationserzeugungseinrichtung (49) zum Erzeugen einer Information über einen Punkt, wo jedes der Fahrgestell-getragenen Elemente (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;) entlang der Fahrtroute vorbeifährt;

eine Gewichtsermittlungseinrichtung (44, 45) zum Ermitteln eines Gewichts eines jeden der Rollager (1a, 1b);

eine Prognosesignalerzeugungseinrichtung (42) zum Erzeugen von Prognosesignalen aus einer Beziehung eines Luftspaltfehlers von der Luftspaltfehler-Ermittlungseinrichtung (40) gegenüber einer ermittelten Geschwindigkeit von der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung (25) und ermittelten Gewichten von der Gewichtsermittlungseinrichtung (44, 45);

eine Speichereinrichtung (48) zum darin Speichern von Prognosesignalen von der Prognosesignal-Erzeugungseinrichtung (42) in einer entsprechenden Beziehung zu einer Punktinformation von der Punktinformationserzeugungseinrichtung (49); und

eine Korrektureinrichtung (60), die auf denjenigen (2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) der Fahrgestelle vorgesehen ist, die auf das erste Fahrgestell (2a&sub1;) folgen, um die Luftspalt-Sollwerte von der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung (55), die auf den nachfolgenden Fahrgestellen (2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) vorgesehen ist, mit Prognosesignalen von der Speichereinrichtung (48) entsprechend Punkten zu korrigieren, an welchen die nachfolgenden Fahrgestelle (2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) fahren, und zum Bereitstellen der derart korrigierten Luftspalt-Sollwerte als Luftspalt-Befehlswerte für die Steuereinrichtung (63) für die nachfolgenden Fahrgestelle (2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;).

2. Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor (14) nach Anspruch 1, wobei das System ferner eine Verformungsausmaßsignal-Erzeugungseinrichtung (29, 30) zum Ermitteln eines elektrischen Antriebsstroms für die Fahrgestell-getragenen Elemente (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;) aufweist, um ein Verformungsausmaßsignal zu erzeugen, daß für Verformungsausmaße des Fahrgestell-getragenen Elements (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;) und eines gegenüberliegenden Untergrund-festen Elements (13) entsprechend dem elektrischen Antriebsstrom zu erzeugen, wobei das Einstellen eines Sollwerts für einen Luftspalt zwischen jedem der Fahrgestell-getragenen Elemente (3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;) von jedem der Fahrgestelle und einem gegenüberliegenden Untergrund-festen Element (13) durch die Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung (26, 55) ferner ansprechend auf die entsprechende Fahrgestellpositionssignal-Erzeugungseinrichtung (27, 56) und die entsprechende Verformungsausmaßsignal-Erzeugungseinrichtung (29, 30), abgesehen von den Ausgangssignalen der entsprechenden zu der Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung (25) durchgeführt wird.

3. Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor (14) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (37, 38, 39, 63) verwendet wird, um einen Sollwert von der entsprechenden Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtung (26, 55) als Luftspalt-Befehlswert zu ermitteln, und außerdem zum Steuern der entsprechenden Antriebseinrichtung (9, 10, 11, 18, 19, 20) derart, daß das entsprechende Fahrgestell-getragene Element 3a&sub1;, 3a&sub2;, 3b&sub1;, 3b&sub2;) in einer vorbestimmten oberen Position angeordnet werden kann, wenn die Anwesenheit von keinem Untergrund-festen Element (13) durch eine entsprechende Untergrund-festes- Element-Ermittlungseinrichtung (71, 73) ermittelt wird, und wobei der Luftspalt-Sollwert für die Steuereinrichtung (37, 38, 39, 63) bereitgestellt wird, wenn ein Untergrund-festes Element (13), das dem Fahrgestell-getragenen Element (3a&sub1;) auf dem ersten Fahrgestell (2a&sub1;) gegenüberliegt, vorhanden ist.

4. Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor (14) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Punktinformationserzeugungseinrichtung (49) eine Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Signalen aufweist, die für Positionen einer Mehrzahl von festen Punkten repräsentativ sind, die in beabstandeter Beziehung entlang der Fahrtroute vorgesehen sind, und eine Einrichtung, die auf einem der Rollager (1a, 1b) vorgesehen ist, um ein Ausgangssignal der Signalerzeugungseinrichtung zu empfangen und einen Punkt zwischen zwei benachbarten der feststehenden Punkte in Übereinstimmung mit dem derart empfangenen Ausgangssignal der Signalerzeugungseinrichtung zu berechnen.

5. Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor (14) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Punktinformationserzeugungseinrichtung (49) eine Information hinsichtlich Punkten erzeugt, die Relativpositionen der aufeinanderfolgenden Fahrgestelle (2a&sub2;, 2b&sub1;, 2b&sub2;) in dem Zug in Bezug auf das erste Fahrgestelle (2a) erzeugt.

6. Luftspalt-Regelungssystem für einen Linearmotor (14) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, außerdem aufweisend eine Spurzustandssignal-Erzeugungseinrichtung (28) zum Erzeugen eines Spurzustandsignals, das einen Zustand einer Spur anzeigt, auf der jedes der Fahrgestelle fährt, und wobei jede der Luftspalt-Sollwert-Einstelleinrichtungen (26, 55) einen Sollwert für einen Luftspalt außerdem ansprechend auf ein Spurzustandssignal einstellt, das von der entsprechenden Spurzustandssignal-Erzeugungseinrichtung (28) empfangen wird.

7. Luftspalt-Regelungssystem nach Anspruch 3, wobei jede der Untergrund-festes-Element-Ermittlungseinrichtungen (71, 73) ein Signal entwickelt, das für das Vorhandensein eines Untergrund-festen Elements (13) respräsentativ ist, wenn ein Untergrund-festes Element (13) für eine vorbestimmte Zeitdauer entsprechend einer Fahrtgeschwindigkeit der Rollager (1a, 1b) kontinuierlich ermittelt wird, die durch die Geschwindigkeitsermittlungseinrichtung (25) ermittelt wird.

8. Luftspalt-Regelungssystem nach Anspruch 3, wobei jede der Untergrund-festes-Element-Ermittlunseinrichtungen (71, 73) weiterhin ein Signal entwickelt, das für das Vorhandensein von keinem Untergrund-festen Element (13) repräsentativ ist, wenn die Fahrtgeschwindigkeit der Rollager (1a, 1b) niedriger ist als ein vorbestimmter Pegel, nachdem ein Zustand eingegeben wurde, bei dem ein Untergrund-festes Element (13) nicht mehr ermittelt wird.