EP1035000A2 - Neigesteuerung für ein Schienenfahrzeug - Google Patents
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- EP1035000A2 EP1035000A2 EP00104623A EP00104623A EP1035000A2 EP 1035000 A2 EP1035000 A2 EP 1035000A2 EP 00104623 A EP00104623 A EP 00104623A EP 00104623 A EP00104623 A EP 00104623A EP 1035000 A2 EP1035000 A2 EP 1035000A2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
Definitions
- the invention relates to a tilt control for a rail vehicle according to the preamble of claim 1.
- knowing the current parameters of the curve is like Arc radius, elevation, start and end or length of the curve and data of the respective transition arches for driving with the maximum possible Speed while maintaining a maximum possible Lateral acceleration is an essential requirement. Alone with sensors and other detection systems on the rail vehicle can only use these parameters can be approximately determined.
- the invention has for its object a tilt control for a Rail vehicle to specify an optimized, especially undelayed Use of the tilting technology enables.
- the advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the Tilting technology of the rail vehicle optimally used, especially precisely can be that always the maximum speed of the vehicle under Utilization and compliance with the maximum lateral acceleration is achieved.
- the Actuators for tilt control are always delayed with the optimal ones Tilt signals controlled.
- the tilt control already starts at Entry of the individual vehicles of a train into a track arch.
- At the end of The automatic retraction of the tilt control also takes place without a track curve Delays because the length of the curve is known.
- a tilt control is excluded in the case of crossings.
- Fig. 1 is a basic version of the tilt control for a rail vehicle shown. It is a dash-dotted rail vehicle 1 with a Control / regulating device 2 to recognize tilt control.
- the dashed Surrounded control / regulating device 2 for tilt control has in particular one Memory 3 and a computing unit 8.
- GPS Global Positioning System, satellite-based navigation system
- all essential route data of the track system used by the rail vehicle such as, in particular, straight lines, track arcs with an exact radius of curvature, transition arches, switches and elevations are path-dependent (for example via a Kilometer "of the route) and / or stored geodetically (for example, via a precise land / field measurement), for example in the form of a CD (compact disc).
- the memory 3 determines from the signals G and / or path signals W received on the input side and used to determine the location the associated, stored route data S, for example the length of the straight line currently being traveled and the arc radius of the next track curve, and feeds this route data S to the computing unit 8.
- path signals W are particularly important when the Track system also includes tunnel sections in which reception of the G signals is not is possible.
- Path signals W are preferably followed by a synchronization of both signals definable periods.
- the computing unit 8 outputs depending on the input received Route data S on the output side tilt signals N to actuators 9 for tilt control from, d. H. the necessary paths for the tilt control for the respective Track bends are or are calculated exactly. Start of tilt control at Reaching the bow and back control of the tilt control in the
- the 2 shows a first variant of the tilt control.
- the variant corresponds to the basic version, but the computing unit 8 also receives current train data Z on the input side, in particular the current one Speed of the rail vehicle, the total length of the train and the length a carriage of the train. On the output side, the computing unit 8 outputs the train data Z optimally adjusted tilt signals N from actuators 9 for tilt control. Since the Individual lengths of the individual vehicles of a train set are known Tilt control of each individual vehicle is advantageous depending on its actual current position in front of the curve, in the curve and after the Track arch.
- the computing unit 8 receives on the input side both the train data Z and also position signals P one for Positioning set up, mounted on the rail vehicle sensor 6 (which receives signals from position sensors installed along the track system) and / or direction signals R one mounted on the rail vehicle Direction sensor 7.
- the advantage of this embodiment of the invention is that the precise time the start and / or the withdrawal of the tilt control additionally via the Position signals P and / or direction signals R can be influenced.
- the Computing unit 8 sets the route data S supplied to it as a function of current train data Z in tilt signals N for the actuators 9 as soon as the sensor 6 and / or the direction sensor 7 indicates the start of the curve (see Position signals P and / or direction signals R).
- position signals P and / or direction signals R likewise or exclusively to the memory 3 supply to a constant signal adjustment or a signal adaptation cause which further increases the accuracy of the tilt control.
- Another A variant is possible in which the position signals P be used.
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Abstract
Es wird eine Neigesteuerung für ein Schienenfahrzeug im Gleisbogen vorgeschlagen, bei der ein Speicher (3) vorgesehen ist, in dem die Streckendaten (S) der Gleisanlage, wie insbesondere Geraden, Gleisbögen mit konstantem Bogenradius, Weichen und Überhöhungen wegabhängig und/oder geodätisch abgespeichert sind. Aus diesen Streckendaten (S) sind in Abhängigkeit des laufend erfaßten aktuellen Standortes des Schienenfahrzeuges (1) Neigesignale (N) für zur Neigesteuerung dienende Stellglieder (9) ableitbar. Vorteilhaft kann die Neigetechnik des Schienenfahrzeuges derart optimal, insbesondere exakt eingesetzt werden, daß stets die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeuges unter Ausnutzung und Einhaltung der maximalen Querbeschleunigung erzielt wird. Die Stellglieder zur Neigesteuerung werden stets unverzögert mit den optimalen Neigesignalen angesteuert. <IMAGE>
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Neigesteuerung für ein Schienenfahrzeug gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Tendenz zu immer höheren Geschwindigkeiten in Verbindung mit vorhandenen,
im allgemeinen bogenreichen Strecken führt zum Einsatz von Schienenfahrzeugen
mit Neigetechnik und damit zum Fahren mit hohen, unausgeglichenen
Querbeschleunigungen in Gleisbögen.
Für die Neigetechnik ist die Kenntnis der aktuellen Parameter des Gleisbogens, wie
Bogenradius, Überhöhung, Beginn und Ende bzw. Länge des Gleisbogens und Daten
der jeweiligen Übergangsbögen für das Befahren mit der maximal möglichen
Geschwindigkeit bei gleichzeitiger Einhaltung einer maximal möglichen
Querbeschleunigung eine unverzichtbare Voraussetzung. Allein mit Sensoren und
anderen Erfassungssystemen auf dem Schienenfahrzeug können diese Parameter nur
annähernd ermittelt werden.
Eine weitere wichtige Voraussetzung für den optimalen Einsatz der Neigetechnik ist
die Unterscheidung einer Weichendurchfahrt (hier darf eine Neigungssteuerung nicht
erfolgen) von einem Gleisbogen, was bei der Erfassung der Bogendaten im
allgemeinen zu einer nachteiligen zeitlichen Verzögerung des Beginns der
Neigesteuerung im Gleisbogen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Neigesteuerung für ein
Schienenfahrzeug anzugeben, die einen optimierten, insbesondere unverzögerten
Einsatz der Neigetechnik ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs durch im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die
Neigetechnik des Schienenfahrzeuges derart optimal, insbesondere exakt eingesetzt
werden kann, daß stets die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeuges unter
Ausnutzung und Einhaltung der maximalen Querbeschleunigung erzielt wird. Die
Stellglieder zur Neigesteuerung werden stets unverzögert mit den optimalen
Neigesignalen angesteuert. Der Beginn der Neigesteuerung erfolgt bereits bei
Einfahrt der einzelnen Fahrzeuge eines Zuges in einen Gleisbogen. Am Ende des
Gleisbogens erfolgt die selbsttätige Zurücknahme der Neigesteuerung ebenfalls ohne
Verzögerungen, da die Länge des Gleisbogens bekannt ist. Eine Neigungssteuerung
bei Weichendurchfahrten wird ausgeschlossen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Weitere Vorteile der vorgeschlagenen Neigesteuerung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Grundausführung der Neigesteuerung für ein Schienenfahrzeug,
- Fig. 2
- eine erste Variante der Neigesteuerung,
- Fig. 3
- eine zweite Variante der Neigesteuerung.
In Fig. 1 ist eine Grundausführung der Neigesteuerung für ein Schienenfahrzeug
dargestellt. Es ist ein strichpunktiert umrandetes Schienenfahrzeug 1 mit einer
Steuer/Regeleinrichtung 2 zur Neigesteuerung zu erkennen. Die gestrichelt
umrandete Steuer/Regeleinrichtung 2 zur Neigesteuerung weist insbesondere einen
Speicher 3 und eine Recheneinheit 8 auf. Der Speicher 3 empfängt eingangsseitig
Signale G eines zum Empfang von GPS-Signalen eingerichteten Sensors 4 (GPS =
Global Positioning System, satellitengestütztes Navigationssystem) und/oder
Wegsignale W eines zur Wegbestimmung über Grund dienenden Sensors 5.
Im Speicher 3 sind alle wesentlichen Streckendaten der vom Schienenfahrzeug
befahrenen Gleisanlage, wie insbesondere Geraden, Gleisbögen mit genauem
Bogenradius, Übergangsbögen, Weichen und Überhöhungen wegabhängig
(beispielsweise über eine 
Kilometrierung" der Strecke) und/oder geodätisch
(beispielsweise über eine präzise Land/Feldmessung) fest abgespeichert,
beispielsweise in Form einer CD (Compact Disc). Aus den eingangsseitig erhaltenen,
zur Standortbestimmung dienenden Signalen G und/oder Wegsignalen W ermittelt
der Speicher 3 laufend die zugehörigen, abgespeicherten Streckendaten S,
beispielsweise die Länge der momentan befahrenen Geraden und den Bogenradius
des nächstfolgenden Gleisbogens und führt diese Streckendaten S der Recheneinheit
8 zu.
Die Erfassung der Wegsignale W ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn die
Gleisanlage auch Tunnelstrecken umfaßt, in denen ein Empfang der Signale G nicht
möglich ist. Im Falle einer Verwendung sowohl von Signalen G als auch
Wegsignalen W erfolgt vorzugsweise eine Synchronisation beider Signale nach
vorgebbaren Zeitabschnitten.
Die Recheneinheit 8 gibt in Abhängigkeit der eingangsseitig empfangenen
Streckendaten S ausgangsseitig Neigesignale N an Stellglieder 9 zur Neigesteuerung
ab, d. h. die erforderlichen Wege für die Neigesteuerung für den jeweiligen
Gleisbogen werden bzw. sind exakt berechnet. Beginn der Neigesteuerung bei
Erreichen des Bogens und Zurücksteuerung der Neigesteuerung in die
Ausgangsstellung bei Ende des Gleisbogens sind durch die Streckendaten S präzise
vorgegeben. Dabei können Speicher 3 und Recheneinheit 8 selbstverständlich auch
zu einer einzigen Einheit zusammengefaßt werden, welche eingangsseitig Signale G
und/oder Wegsignale W empfängt und ausgangsseitig entsprechende Neigesignale N
abgibt.
In Fig. 2 ist eine erste Variante der Neigesteuerung dargestellt. Die Variante
entspricht der Grundausführung, jedoch empfängt die Recheneinheit 8 zusätzlich
eingangsseitig aktuelle Zugdaten Z, wie insbesondere die momentane
Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges, die Gesamtlänge des Zuges und die Länge
eines Wagens des Zuges. Ausgangsseitig gibt die Recheneinheit 8 an die Zugdaten Z
optimal angepaßte Neigesignale N an Stellglieder 9 zur Neigesteuerung ab. Da die
Einzellängen der einzelnen Fahrzeuge eines Zugverbandes bekannt sind, erfolgt die
Neigesteuerung jedes einzelnen Fahrzeuges vorteilhaft in Abhängigkeit seiner
tatsächlichen momentanen Lage vor dem Gleisbogen, im Gleisbogen und nach dem
Gleisbogen.
In Fig. 3 ist eine zweite Variante der Neigesteuerung dargestellt. Die Variante
entspricht der Grundausführung, jedoch empfängt die Recheneinheit 8 eingangsseitig
sowohl die Zugdaten Z als auch zusätzlich Positionssignale P eines zur
Positionsbestimmung eingerichteten, auf dem Schienenfahrzeug montierten Sensors
6 (welcher Signale von längs der Gleisanlage montierten Positionsmeldern empfängt)
und/oder Richtungssignale R eines auf dem Schienenfahrzeug montierten
Richtungssensors 7.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß der präzise Zeitpunkt
des Beginns und/oder der Zurücknahme der Neigesteuerung zusätzlich über die
Positionssignale P und/oder Richtungssignale R beeinflußt werden kann. Die
Recheneinheit 8 setzt die ihr zugeführten Streckendaten S in Abhängigkeit der
aktuellen Zugdaten Z in Neigesignale N für die Stellglieder 9 um, sobald der Sensor
6 und/oder der Richtungssensor 7 den Beginn des Gleisbogens anzeigt (siehe
Positionssignale P und/ oder Richtungssignale R).
Gemäß weiteren, nicht dargestellten Varianten ist es möglich, die Positionssignale P
und/oder Richtungssignale R ebenfalls oder ausschließlich dem Speicher 3
zuzuführen, um einen ständigen Signalabgleich bzw. eine Signaladaption zu
bewirken, welche die Genauigkeit der Neigesteuerung weiter erhöht. Eine weitere
Variante ist möglich, bei der an Stelle der Wegsignale W die Positionssignale P
verwendet werden.
- 1
- Schienenfahrzeug
- 2
- Steuer/Regeleinrichtung zur Neigesteuerung
- 3
- Speicher
- 4
- Sensor zum Empfang von GPS-Signalen
- 5
- Sensor zur Wegbestimmung über Grund
- 6
- Sensor zur Positionsbestimmung
- 7
- Richtungssensor
- 8
- Recheneinheit
- 9
- Stellglieder zur Neigesteuerung
- G
- Signale
- N
- Neigesignale
- P
- Positionssignale
- R
- Richtungssignale
- S
- Streckendaten
- W
- Wegsignale
- Z
- aktuelle Zugdaten
Claims (7)
- Neigesteuerung für ein Schienenfahrzeug im Gleisbogen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (3) vorgesehen ist, in dem die Streckendaten (S) der Gleisanlage, wie insbesondere Geraden, Gleisbögen mit konstantem Bogenradius, Weichen und Überhöhungen wegabhängig und/oder geodätisch abgespeichert sind und daß aus diesen Streckendaten (S) in Abhängigkeit des laufend erfaßten aktuellen Standortes des Schienenfahrzeuges (1) Neigesignale (N) für zur Neigesteuerung dienende Stellglieder (9) ableitbar sind.
- Neigesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Standortbestimmung Signale (G) eines zum Empfang von GPS-Signalen eingerichteten Sensors (4) dienen.
- Neigesteuerung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Standortbestimmung Wegsignale (W) eines zur Wegbestimmung über Grund dienenden Sensors (5) dienen.
- Neigesteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Standortbestimmung Positionssignale (P) eines zur Positionsbestimmung eingerichteten Sensors (6) dienen.
- Neigesteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Standortbestimmung Richtungssignale (R) eines Richtungssensors (7) dienen.
- Neigesteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabe der Neigesignale (N) in Verbindung mit aktuellen Zugdaten (Z), wie insbesondere momentane Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges, Gesamtlänge des Zuges, Länge und Position des Fahrzeuges innerhalb des Zuges erfolgt.
- Neigesteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Übergangsbögen zwischen Geraden und Bögen mit konstanten Parametern, der Zeitgradient und der Zeitverlauf der Neigesteuerung in den Übergangsbögen in Abhängigkeit von Geschwindigkeit, der Länge des Übergangsbogens und den Parametern bzw. Funktion des Übergangsbogens derart berücksichtigt wird, daß am Beginn des konstanten Bogens (bzw. der Geraden bei Bogenausfahrt) die jeweils optimale Neigung eingesteuert ist.
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