ES2332183T3 - Aparato y sistema para generar una señal de referencia que indica la velocidad de un vehiculo ferroviario o tranviario. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para generar una señal (v R) de referencia que indica la velocidad de desplazamiento de un vehículo ferroviario o tranviario provisto de un sistema de frenado accionado por aire que incluye un sistema (2; S1-S4; 4) de control, en particular un sistema de control anti-derrape asociado con un grupo de ruedas (R1-R4) del vehículo, que comprende un grupo de sensores (S1-S4) de velocidad asociados con correspondientes ruedas (R1-R4) de dicho grupo, y una unidad (2) de control conectada a dichos sensores (S1-S4) de velocidad y dispuestos para calcular, por medio de equipo lógico informático, de acuerdo con procedimientos preestablecidos, una velocidad de referencia que indica la velocidad de desplazamiento del vehículo; estando caracterizado el aparato (1) porque comprende medios (3) de circuito analógico de procesamiento dispuestos para generar por medio de equipo físico, en base a las señales suministradas por los sensores (S1-S4) de velocidad mencionados anteriormente, una señal (VR) de velocidad correlacionada con la velocidad de desplazamiento del vehículo; estando conectados dichos medios (3) de circuito analógico de procesamiento a las salidas de los sensores (S1-S4) de velocidad, a dicha unidad (2) de control, que está dispuesta para suministrar una señal de habilitación que permite el uso operativo de la señal (VR) de velocidad suministrada por dichos medios (3) de circuito analógico de procesamiento, sólo cuando el valor de la velocidad indicada por dicha señal (V R) de velocidad cumple un criterio predeterminado de comparación con relación al valor de la velocidad de referencia calculada por medio de equipo lógico informático por dicha unidad (2) de control.
Description
Aparato y sistema para generar una señal de
referencia que indica la velocidad de un vehículo ferroviario o
tranviario.
La presente invención se refiere a un aparato
para generar una señal de referencia que indica la velocidad de
desplazamiento de un vehículo ferroviario o tranviario.
Más específicamente, el objeto de la invención
es un aparato para un vehículo ferroviario o tranviario provisto de
un sistema de frenado accionado por aire que incluye un sistema de
control, en particular un sistema de control
anti-derrape asociado con un grupo de ruedas del
vehículo, que comprende un grupo de sensores de velocidad asociados
con correspondientes ruedas de dicho grupo, y una unidad de control
conectada a dichos sensores de velocidad y dispuesta para calcular,
por medio de equipo lógico informático, de acuerdo con
procedimientos preestablecidos, una velocidad de referencia que
indica la velocidad de desplazamiento del vehículo.
En el campo de los ferrocarriles, surge el
problema de generar una señal que indique una velocidad de
referencia de un vehículo que sea "fiable", con vistas, por
ejemplo, a posibilitar la apertura de las puertas cuando la
velocidad del vehículo es inferior a un valor predeterminado. Otras
funciones en un tren ferroviario también presuponen el conocimiento
de una señal de referencia del vehículo que sea "fiable".
Los trenes ferroviarios modernos están provistos
de sistemas de control electrónicos, accionados por microprocesador,
por ejemplo sistemas de control anti-derrape, y el
cálculo, por medio de equipo lógico informático, de una velocidad
de referencia que indica la velocidad de desplazamiento del vehículo
en base a las señales de velocidad suministradas por sensores
asociados con un grupo de ruedas es relativamente fácil. Además, la
garantía de que la señal de velocidad es fiable está vinculada en
tal caso a las características del equipo lógico informático de
cálculo. La garantía de calidad/veracidad de tal equipo lógico
informático de cálculo implica costes de producción bastante altos,
en particular en aquellas aplicaciones ferroviarias que prevén el
uso de sistemas compartidos de control, que también implican
inevitablemente equipo lógico informático de comunicaciones en
red.
El documento
US-A-5244171 divulga una disposición
de procesamiento de velocidad de secuencia de resbalamiento mutuo
para determinar una señal de velocidad de referencia cuando alguna
de las ruedas de un vehículo ferroviario multiejes está resbalando.
La velocidad de cada eje es detectada por un generador asociado de
tacómetro magnético. Las señales de velocidad de C.A. procedentes
de los generadores de tacómetro son convertidas en impulsos de onda
cuadrada, y son procesadas por una red lógica electrónica de acuerdo
con un método matemático binario.
El documento
US-A-4679508 divulga un aparato para
controlar las puertas de un vehículo de transporte público, que
comprende un aparato de detección de una condición de velocidad
cero. Este último suministra una señal de salida de condición cero
para cada uno de una pluralidad de ejes cuando ambos tacómetros para
cada uno de esos ejes están en una condición predeterminada de
velocidad cero.
Un propósito de la presente invención es
producir un aparato que genera de una manera sencilla, económica y
fiable una señal que indica la velocidad de desplazamiento de un
vehículo ferroviario o tranviario, con características de alta
fiabilidad.
Este y otros propósitos se consiguen de acuerdo
con la invención con un aparato del tipo especificado anteriormente,
caracterizado porque comprende medios de circuito analógico de
procesamiento dispuestos para generar por medio de equipo físico,
en base a las señales suministradas por los sensores de velocidad
mencionados anteriormente, una señal de velocidad correlacionada
con la velocidad de desplazamiento del vehículo; estando conectados
dichos medios de circuito analógico de procesamiento a las salidas
de los sensores de velocidad, a la unidad de control mencionada
anteriormente, que está dispuesta para suministrar una señal de
habilitación que permite el uso operativo de la señal de velocidad
suministrada por dichos medios de circuito analógico de
procesamiento, sólo cuando el valor de la velocidad indicada por
dicha señal de velocidad cumple un criterio predeterminado de
comparación con relación al valor de la velocidad de referencia
calculada por medio de equipo lógico informático por dicha unidad de
control.
En el aparato de acuerdo con la invención, la
generación de la velocidad de referencia se realiza por medio de
equipo físico, que usa circuitos de procesamiento de tipo analógico,
y el cálculo paralelo por medio de equipo lógico informático de la
velocidad de referencia llevada a cabo por la unidad de control
dispuesta con tal propósito sólo sirve para verificar la corrección
de la señal de velocidad generada por los circuitos analógicos de
procesamiento, y cuando sea necesario para deshabilitar el uso de
esta señal de velocidad si presentase un valor anómalo (condición
de
fallo).
fallo).
La invención también se refiere a un sistema
para generar una señal que indica la velocidad de desplazamiento de
un vehículo ferroviario o tranviario que comprende una pluralidad de
grupos de ruedas con los que están asociados una correspondiente
pluralidad de aparatos como se definieron anteriormente.
Otras características y ventajas de la invención
quedarán claras a partir de la siguiente descripción detallada que
se da puramente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a
los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de circuito,
parcialmente en forma de bloques, de un aparato de acuerdo con la
presente invención; y
la figura 2 es un diagrama de circuito de
bloques de un sistema de acuerdo con la invención, que comprende
una pluralidad de aparatos de acuerdo con la figura 1.
El número 1 en la figura 1 indica en su conjunto
un aparato de acuerdo con la invención para generar una señal
v_{r} de referencia que indica la velocidad de desplazamiento de
un vehículo ferroviario o tranviario provisto de un sistema de
frenado accionado por aire y que incluye un sistema 2 de control, en
particular un sistema de control anti-derrape,
asociado con un grupo de ruedas en el vehículo.
De una manera en sí misma conocida, el sistema 2
de control comprende una pluralidad de sensores
S1-S4 de velocidad, que comprenden por ejemplo
respectivos captadores magnéticos o electromagnéticos
P1-P4 asociados con correspondientes ruedas
dentadas W1 capaces de rotar de una manera sincronizada con
correspondientes ruedas
R1-R4 del vehículo.
R1-R4 del vehículo.
De una manera en sí misma conocida, en
funcionamiento, los captadores de los sensores S1-S4
suministran las respectivas salidas con señales pulsadas cuyas
frecuencias indican la velocidad de rotación de las ruedas
R1-R4 con las que están asociados.
Los sensores S1-S4 están
conectados a correspondientes entradas de la unidad 2 de control,
implantada por ejemplo mediante el uso de un microprocesador.
Los sensores S1-S4 también están
conectados a la entrada de un circuito analógico de procesamiento
indicado en su conjunto por el número 3 en la figura 1. Este
circuito se describirá con más detalle en lo que sigue.
La unidad 2 de control está dispuesta para
analizar las señales suministradas por los sensores
S1-S4, y para activar de una manera en sí misma
conocida una función anti-derrape, que controla por
medio de dispositivos de válvula accionados eléctricamente,
indicados en su conjunto por el número 4, la aplicación, el
mantenimiento y el alivio de la presión de frenado a los elementos
de frenado asociados con las ruedas.
La unidad 2 también está dispuesta para
calcular, por medio de equipo lógico informático, en base a las
señales suministradas por los sensores S1-S4, una
velocidad de referencia que indica la velocidad de desplazamiento
del vehículo.
El circuito analógico 3 de procesamiento
comprende una pluralidad de convertidores C1-C4 de
frecuencia/voltaje, conectados en el orden debido a las salidas de
los captadores P1-P4 de los sensores
S1-S4.
Las salidas de los convertidores
C1-C4 están conectadas en el orden debido a
correspondientes entradas de un circuito de selección indicado en
su conjunto por el número 5, dispuesto para suministrar en su salida
una señal V_{1} que corresponde a la señal de valor más alto de
entre las presentes en las salidas de dichos circuitos
C1-C4 de convertidor.
En la realización ilustrada a modo de ejemplo,
el circuito 5 comprende cuatro circuitos de seguidor de voltaje, de
una estructura en sí misma conocida, cuyas salidas están conectadas
en paralelo entre sí para formar la salida total de este circuito
5.
El voltaje V_{1} disponible en la salida del
circuito 5 indica por lo tanto el valor más alto de velocidad de
entre los valores indicados por las señales suministradas por los
sensores S1-S4.
La salida del circuito 5 está conectada a la
entrada de un circuito 6 de limitador. Este circuito está dispuesto
para limitar el valor negativo de la derivada de la velocidad
indicada por la señal V_{1} a un valor predefinido,
sustancialmente igual a la desaceleración máxima permitida para el
vehículo ferroviario o tranviario.
El circuito 6 tiene una de las diversas
estructuras de circuito conocidas por sí mismas, y su salida está
conectada a una entrada de un circuito analógico 7 de suma. Este
circuito 7 de suma añade al voltaje V_{1}' que está presente en
la salida del circuito 6 de limitador un voltaje V_{off} de
desviación que tiene un valor constante predeterminado.
El voltaje V_{R} en la salida del circuito de
suma, por un lado, se aplica a un circuito VF de seguidor de
voltaje que es la salida del circuito analógico 3 de procesamiento
y, por otro lado, se suministra a una entrada de la unidad 2 de
control descrita previamente.
La unidad 2 de control está dispuesta para
comparar el valor de la velocidad de desplazamiento del vehículo
indicado por el voltaje V_{R} con el valor de velocidad de
referencia calculado correspondientemente por medio de equipo
lógico informático por la unidad 2.
Si la velocidad indicada por el voltaje V_{R}
cae dentro de un intervalo preestablecido con relación al valor
calculado por medio de equipo lógico informático por la unidad 2,
esta unidad, por medio de un dispositivo 8 de conmutación
controlada, conecta la salida del circuito analógico 3 de
procesamiento a terminales 9 de salida del aparato 1, posibilitando
que se use el voltaje V_{R}, por ejemplo para dar permiso para
abrir las puertas del vagón ferroviario cuando la señal V_{R}
indica el hecho de que la velocidad de desplazamiento del vagón es
inferior a un valor predeterminado.
Si, por el contrario, la velocidad indicada por
el voltaje V_{R} difiere con relación a la velocidad calculada
por medio de equipo lógico informático por la unidad 2 en un grado
mayor que una cantidad predefinida, la unidad 2 desconecta los
terminales 9 de salida de la salida del circuito analógico 3 de
procesamiento por medio del dispositivo 8 de conmutación,
deshabilitando por ello el uso de la señal de velocidad de
referencia generada por este circuito analógico de
procesamiento.
La figura 2 muestra un sistema para generar una
señal v_{R} que indica la velocidad de desplazamiento de un
vehículo ferroviario que comprende una pluralidad de grupos de
ruedas, R11-R41, R12-R42, ...,
R1N-R4N, con cada uno de los cuales está asociado
un respectivo sistema de control que incluye un correspondiente
grupo de sensores S11-S41, S12-S42,
..., S1N-S4N de velocidad.
Con cada uno de los grupos de ruedas mencionados
anteriormente está asociado un respectivo aparato 11, 12, ..., 1N,
cada uno de los cuales tiene una estructura tal como la del aparato
1 descrito previamente con referencia a la
figura 1.
figura 1.
Las salidas de los aparatos 11, 12, ..., 1N
están conectadas entre sí sustancialmente en paralelo, de una
manera tal que, en la salida común representada por los terminales
indicados por el número 10 en la figura 2, está presente
operativamente un voltaje V_{R} que tiene el valor más alto de
entre los voltajes v_{R1}, v_{R2}, ..., v_{RN} de salida
disponibles en las salidas de los diversos aparatos 11, 12, ...,
1N.
La salida común 10-10 del
aparato 11, 12, ..., 1N está conectada a la entrada de un
dispositivo de receptor indicado en su conjunto por el número 20 en
la figura 2. Este dispositivo comprende sustancialmente un filtro
21 de entrada, destinado a filtrar el ruido, cuya salida está
conectada a la entrada de un amplificador 22.
En funcionamiento, un voltaje v_{R} que indica
la velocidad de desplazamiento del vehículo está disponible en la
salida del amplificador 22.
La señal en la salida del filtro 21 se compara
con el voltaje V_{off} de desviación por medio de un comparador
23 de umbral, comprendido en el dispositivo receptor 20. Este
comparador suministra como su salida un voltaje v_{W} de aviso
cuando la señal a la entrada del amplificador, que corresponde
sustancialmente al voltaje V_{R}, se hace menor que el voltaje
V_{off} de desviación.
Si ocurriese el caso desafortunado de que todos
los aparatos 11, 12, ..., 1N estuviesen en la condición de fallo,
esto es, si todos los conmutadores asociados 81, 82, ..., 8N están
forzados hasta la condición abierta, una resistencia 24 (figura 2)
dispuesta en paralelo entre los terminales 10 verdaderamente
anularía el voltaje a la entrada del filtro 21 y, por lo tanto, a
las entradas del amplificador 22 y del comparador 23, forzando en
particular que éste último se conmutase al estado que corresponde a
la presencia del voltaje v_{W} de aviso.
Naturalmente, manteniéndose el principio de la
invención, las formas de realización y los detalles de construcción
se pueden variar ampliamente con respecto a los descritos e
ilustrados, puramente a modo de ejemplo no limitador, sin por ello
salir del alcance de la invención como se define en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (9)
1. Un aparato para generar una señal (v_{R})
de referencia que indica la velocidad de desplazamiento de un
vehículo ferroviario o tranviario provisto de un sistema de frenado
accionado por aire que incluye un sistema (2;
S1-S4; 4) de control, en particular un sistema de
control anti-derrape asociado con un grupo de ruedas
(R1-R4) del vehículo, que comprende un grupo de
sensores (S1-S4) de velocidad asociados con
correspondientes ruedas (R1-R4) de dicho grupo, y
una unidad (2) de control conectada a dichos sensores
(S1-S4) de velocidad y dispuestos para calcular,
por medio de equipo lógico informático, de acuerdo con
procedimientos preestablecidos, una velocidad de referencia que
indica la velocidad de desplazamiento del vehículo; estando
caracterizado el aparato (1) porque comprende medios (3) de
circuito analógico de procesamiento dispuestos para generar por
medio de equipo físico, en base a las señales suministradas por los
sensores (S1-S4) de velocidad mencionados
anteriormente, una señal (V_{R}) de velocidad correlacionada con
la velocidad de desplazamiento del vehículo; estando conectados
dichos medios (3) de circuito analógico de procesamiento a las
salidas de los sensores (S1-S4) de velocidad, a
dicha unidad (2) de control, que está dispuesta para suministrar una
señal de habilitación que permite el uso operativo de la señal
(V_{R}) de velocidad suministrada por dichos medios (3) de
circuito analógico de procesamiento, sólo cuando el valor de la
velocidad indicada por dicha señal (V_{R}) de velocidad cumple un
criterio predeterminado de comparación con relación al valor de la
velocidad de referencia calculada por medio de equipo lógico
informático por dicha unidad (2) de control.
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
1, en el que dichos medios (3) de circuito analógico de
procesamiento comprenden un circuito (5) de selección conectado por
su entrada a todos los sensores (S1-S4) de velocidad
mencionados anteriormente de dicho grupo, y capaz de suministrar
como salida una señal (V_{1}) de velocidad que indica el valor
más alto de velocidad de entre los valores indicados por las señales
suministradas por dichos sensores
(S1-S4).
(S1-S4).
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
2, en el que la salida de dicho circuito (5) de selección está
conectada a un circuito (6) de limitador capaz de limitar el valor
negativo de la derivada de la velocidad indicada por la señal
(V_{1}) de salida de dicho circuito (5) de selección a un valor
sustancialmente igual a la desaceleración máxima permitida par el
vehículo.
4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
3, en el que la salida del circuito (6) de limitador está conectada
a un dispositivo (7) de suma capaz de añadir a la señal que viene
desde el circuito (6) de limitador un voltaje constante (V_{off})
de desviación de valor predeterminado.
5. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que comprende una salida (9)
conectada a la salida de dichos medios (3) de circuito analógico de
procesamiento mediante medios (8) de conmutación accionados por
dicha unidad (2) de control.
6. Un sistema para generar una señal (v_{R})
de referencia que indica la velocidad de desplazamiento de un
vehículo ferroviario o tranviario provisto de un sistema de frenado
accionado por aire que incluye un sistema de control, en particular
un sistema de control anti-derrape, que comprende
una pluralidad de grupos de ruedas (R11-R41;
R12-R42; ...; R1N-R4N) estando
asociado con cada uno de los grupos de ruedas un respectivo sistema
de control que incluye un correspondiente grupo de sensores
(S11-S41; S12-S42; ...;
S1N-S4N) de velocidad asociado con las ruedas y
conectado a una correspondiente unidad de control dispuesta para
calcular, por medio de equipo lógico informático, una velocidad de
referencia que indica la velocidad de desplazamiento del vehículo;
estando caracterizado el sistema porque, con cada grupo de
ruedas (R11-R41; R12-R42; ...;
R1N-R4N) está asociado un respectivo aparato (11,
12, ..., 1N) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones
anteriores, estando conectadas las salidas de dichos aparatos (11,
12, ..., 1N) a una salida común (10-10) de una
manera tal que la señal V_{R} con el valor más alto de entre las
señales disponibles en las salidas de dichos aparatos (11, 12, ...,
1N) se aplica operativamente a dicha salida común
(10-10).
7. Un sistema de acuerdo con la reivindicación
6, en el que dicha salida común (10-10) está
conectada a un filtro (21) seguido de un amplificador (22).
8. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 6
ó 7, que comprende un comparador (23) de umbral capaz de generar
una señal (v_{W}) de aviso cuando la señal disponible en dicha
salida común (10-10) es menor que un voltaje de
umbral sustancialmente igual al voltaje (V_{off}) de desviación
mencionado anteriormente.
9. Un sistema de acuerdo con la reivindicación
8, en el que una resistencia (24) está conectada en paralelo con
dicha salida común (10-10).
Applications Claiming Priority (2)
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