SE520994C2

SE520994C2 - Railway carriage tilting control method

Info

Publication number: SE520994C2
Application number: SE9603903A
Authority: SE
Inventors: Evert Anersson; Per Fornander; Per-Axel Roth
Original assignee: Bombardier Transp Gmbh
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2003-09-23
Also published as: SE9603903L; SE9603903D0

Abstract

The control system for a railway carriage (7) contains an accelerometer (1), units (8,9) for measuring the angle of opposite bogies for determining the track curvature and delay (4), regulator (5) and a computer (3) for controlling the tilting mechanism. Point-by-point monitoring for calculating the geometry uses position sensor (13) and track transducers. Once a train has passed along a particular track section, the data concerning the geometry and track curvature are stored in computer (3) so that the train can set the angle of tilt without receiving further data. The current position of the train and thus the section of track over which the train is travelling may be detected using a GPS receiver.

Description

25 30 35 Ü 53 L* I K ' =¥ I! I &<:š 520 994n.N.. . -a H ., , . . v f . = 1 ._ . a» ~ ' i 2 genom korgens lutning. Vid full kompensation sägs den s k kompensationsfaktorn vara lika med 1,0; utan lutningskompen- sation är kompensationsfaktorn lika med O. 25 30 35 Ü 53 L * I K '= ¥ I! I & <: š 520 994n.N ... -a H.,,. . v f. = 1 ._. a »~ 'i 2 through the slope of the basket. At full compensation, the so-called compensation factor is said to be equal to 1.0; without slope compensation, the compensation factor is equal to 0.

Den uppmätta accelerationssignalen kan tas emot av en dator (tågdator) ledvärde för vagnskorgens lutning och sänder informationen i främst gående fordon, vilken dator beräknar ett (ledvärdet) vidare till efterföljande fordon i tågsättet, för att dessa fordons vagnskorgar ska kunna lutas i tur och ordning vid tågsättets passage genom spårkurvan. De ledvär- den för lutningen som sålunda mottas av varje fordon jämförs med den aktuella lutningsvinkel (ärvärde) som varje fordons- korg har. Ett skillnadsvärde mellan ledvärde och ärvärde för lutningen förs via en regulator till ett drivsystem för verkställande av en lutning av vagnskorgen som motsvarar ledvärdet. Drivsystemet kan exempelvis utgöras av ett hydrauliskt system med trycksatta arbetscylindrar som åstadkommer de krafter som erfordras för att luta vagns- korgen i förhållande till de boggier som uppbär densamma. Även pneumatiska eller elektriska drivsystem är användbara.The measured acceleration signal can be received by a computer (train computer) guide value for the inclination of the trolley and sends the information in mainly walking vehicles, which computer calculates one (the guide value) on to subsequent vehicles in the train set, so that the vehicle baskets can be tilted in turn at the passage of the train set through the track curve. The slope values for the slope thus received by each vehicle are compared with the current slope angle (actual value) that each vehicle basket has. A difference value between the joint value and the actual value of the slope is transferred via a controller to a drive system for executing a slope of the trolley that corresponds to the joint value. The drive system can, for example, consist of a hydraulic system with pressurized working cylinders which produces the forces required to tilt the car body in relation to the bogies which support it. Pneumatic or electric drive systems are also useful.

På grund av ojämnheter i spåret och boggins dynamiska rörelser är den uppmätta accelerationssignalen fluktuerande.Due to irregularities in the track and the dynamic movements of the bogie, the measured acceleration signal is fluctuating.

Innan mätsignalen från accelerometern kan utnyttjas för att bilda ett ledvärde för korglutningen, måste den filtreras hårt. I annat fall skulle lutningsrörelsen bli mycket ojämn och ryckig. Vid signalens filtrering blir signalen fördröjd i tiden. Beroende bl a på hur stora spårets ojämnheter är kan denna filtrering och därmed fördröjningen vara något olika inställd för olika driftsfall. Vissa ytterligare fördröjningar kan förekomma i såväl dator som i det drivsystem som verkställer lutningsrörelsen.Before the measurement signal from the accelerometer can be used to form a joint value for the basket inclination, it must be filtered hard. Otherwise, the tilting movement would be very uneven and jerky. During the filtering of the signal, the signal is delayed in time. Depending, among other things, on how large the irregularities of the track are, this filtering and thus the delay can be set slightly differently for different operating cases. Some additional delays may occur in both the computer and the drive system that performs the tilt motion.

Tågets främst gående fordon går från rakspår in i en över- gångskurva, varmed menas ett övergångsparti mellan rakspåret och den cirkulära delen av kurvan, vari kurvans krökning successivt och kontinuerligt förändras. Första fordonet hinner köra en viss sträcka in i övergångskurvan, innan den fördröjda lutningssignalen hinner påverka lutningen. Det 10 15 20 25 30 35 l> *ä 'f i i ~' ~ Ü l ê :.-1 3 främsta fordonets korglutning kommer att ske något för sent i förhållande till den sidoacceleration som tågets hastighet genom kurvan ger upphov till och som lutningen av Vagns- korgen helt eller delvis har för avsikt att kompensera.The train's main running vehicle goes from a straight track into a transition curve, by which is meant a transition section between the straight track and the circular part of the curve, in which the curvature of the curve changes gradually and continuously. The first vehicle has time to drive a certain distance into the transition curve, before the delayed inclination signal has time to affect the inclination. The cornering inclination of the main vehicle will occur somewhat too late in relation to the lateral acceleration which the speed of the train through the curve gives rise to and which the inclination of The wagon basket is wholly or partly intended to compensate.

Motsvarande fördröjning inträffar även vid utgång av kurvan.Corresponding delay also occurs at the end of the curve.

En viss fördröjning kan i vissa fall också föreligga för det andra fordonet i tåget. Dessa fördröjningar kan leda till att komforten för passagerarna i främst gående fordon trots lutningen av vagnkorgen inte upplevs helt bra. Det kan upplevas som störande för passagerare, särskilt om passagerarna står eller går i vagnen. Problemet är särskilt märkbart, när det främsta fordonet i tåget används för pêlSSagêrare .A certain delay may in some cases also exist for the other vehicle in the train. These delays can lead to the comfort of the passengers in mainly walking vehicles despite the inclination of the car body not being experienced quite well. It can be perceived as disturbing for passengers, especially if the passengers are standing or walking in the carriage. The problem is particularly noticeable when the main vehicle in the train is used for pêlSSagêrare.

Spârkurvor har inte endast en krökning i horisontalplanet, utan också i regel en rälsförhöjning. Därmed menas att spårets yttre räl läggs högre än dess inre räl i avsikt att redan med spårets lutning i sidled kompensera för hela eller en del av sidoaccelerationen som tåget utsätts för vid kurvtagning.Track curves not only have a curvature in the horizontal plane, but also usually a cantilever. This means that the outer rail of the track is laid higher than its inner rail in order to compensate for all or part of the lateral acceleration to which the train is subjected when cornering, even with the lateral inclination of the track.

Samtidigt som kurvans krökning, och därmed sidoaccelera- tionen, ändras vid körning genom en övergångskurva ändras i regel också rälsförhöjningen i kurvan. Rälsförhöjningen får härvid formen av en ramp, längs vilken ytterälens höjdläge i förhållande till innerrälen kontinuerligt ändras. Vid olika positioner i längdriktningen i en sådan rälsförhöjningsramp blir det inbördes höjdläget mellan rälerna olika. Skillnader i det inbördes höjdläget mellan rälerna kallas spårskevning.At the same time as the curvature of the curve, and thus the lateral acceleration, changes when driving through a transition curve, the cant in the curve also usually changes. The rail elevation in this case takes the form of a ramp, along which the height position of the outer rail in relation to the inner rail continuously changes. At different positions in the longitudinal direction in such a rail raising ramp, the mutual height position between the rails will be different. Differences in the mutual height position between the rails are called track skew.

Eftersom rälsförhöjningen i regel ändras samtidigt med kur- vans krökning och med sidoaccelerationen, så kommer rälsför- höjningsrampen och spårskevningen att positions- och tids- mässigt sammanfalla med övergångskurvan och med sidoaccelerationens tillväxt.Since the cantilever usually changes at the same time as the curvature of the curve and with the lateral acceleration, the cantilever ramp and the track skew will coincide in position and time with the transition curve and with the growth of the lateral acceleration.

Eftersom de två boggierna under ett fordon i huvudsak lutar lika mycket som spåret i medeltal gör under resp boggi, så kommer skillnader i boggiernas sidolutning att kunna avläsas ungefär samtidigt som sidoaccelerationen ändras vid ingång i 10 15 20 25 30 35 ~..-~ 520 994 Éß¿ 4 och utgång ur kurvor. Skillnader i boggiernas sidolutning kan mätas med i huvudsak vertikalt riktade lägesgivare mel- lan korg och boggi vid varje boggisida, under förutsättning att korgen approximativt är en styv kropp mellan de två boggierna. Rälsförhöjningsrampen kan också indikeras med ett gyro som mäter vinkelhastigheten för en boggis vridning kring en axel i boggins färdriktning. Genom att addera en mätsignal för spårskevning eller rälsförhöjningsramp till det av sidoaccelerationen bildade, men fördröjda, ledvärdet kan lutningsrörelsen pàskyndas och komforten förbättras..Since the two bogies under a vehicle are inclined essentially as much as the track on average does under the respective bogie, differences in the lateral inclination of the bogies can be read approximately at the same time as the lateral acceleration changes at the entrance in ~ 15- ~ 520 994 Éß¿ 4 and output from curves. Differences in the lateral inclination of the bogies can be measured with mainly vertically directed position sensors between the basket and the bogie at each bogie side, provided that the basket is approximately a rigid body between the two bogies. The cant ramp can also be indicated by a gyro that measures the angular velocity of a bogie's rotation about an axis in the bogie's direction of travel. By adding a measurement signal for track skew or cant ramp to the side acceleration formed by the lateral acceleration, but delayed, the inclination movement can be accelerated and comfort improved.

Fortfarande återstår dock en viss fördröjning av ledvärdet, som resulterar i sämre komfort än vad som skulle vara fallet utan ledvärdesfördröjning. Detta gäller åtminstone för det främsta fordonet och i någon mån eventuellt också det andra.However, there is still a certain delay in the joint value, which results in poorer comfort than would be the case without a joint value delay. This applies at least to the main vehicle and to some extent possibly also to the second.

Fordon längre bak i tågsättet kommer att köra i kurvan så mycket senare att ledvärdessignalen trots fördröjningen i regel hinner fram i tid för att kunna göra en tidsmässigt korrekt styrning av korglutningen.Vehicles further back in the train set will run in the curve so much later that the joint value signal, despite the delay, usually arrives in time to be able to make a timely correct control of the basket inclination.

För att eliminera den fördröjning av ledvärdet som annars är oundviklig vid körning genom en kurva, åtminstone i främsta fordonet, har prövats system där tåget dels känner positio- nen längs spåret, dels använder lagrade, i förväg bestämda, ideala data för kurvgeometrin i olika kurvor längs spåret.In order to eliminate the delay in the joint value that is otherwise unavoidable when driving through a curve, at least in the main vehicle, systems have been tried where the train both senses the position along the track and uses stored, predetermined, ideal data for the curve geometry in different curves along the track.

På så sätt kan en korrekt lutning förutberäknas av en sär- skild räkneenhet i styrsystemet för korglutningen. Denna beräkning görs som funktion av tågets, och dess olika fordons, position längs spåret. Nackdelen är att varje tåg som kan tänkas trafikera en viss bandel, måste ha aktuella uppdaterade data om spårets geometri längs den aktuella Skrifterna SE A, 8405046-7 (D1) ach DE 3935740 (D2) redovisar exempel på sådan teknik, där ett tåg förses bandelen. med utbytbara datasekvenser som anger spårets geometri längs en aktuell bansträcka. Ett förfarande redovisat i de nämnda skrifterna innebär ett administrativt tungrott system, där en järnvägsförvaltning tvingas att ständigt förse tåg med uppdaterade minnesmoduler med datasekvenser som innehåller 10 15 20 25 30 35 e 520 994:Üf ï i tt ï-å§ﬁkj§ 5 nya kurvdata vid varje förändring som genomförs av kurvgeometrin utefter en bansträcka.In this way, a correct slope can be pre-calculated by a special calculation unit in the control system for the basket slope. This calculation is made as a function of the position of the train, and its various vehicles, along the track. The disadvantage is that each train that may conceive of a certain section must have up-to-date data on the geometry of the track along the current Scripts SE A, 8405046-7 (D1) and DE 3935740 (D2) report examples of such technology, where a train is provided bandelen. with interchangeable data sequences indicating the geometry of the track along a current track section. A procedure described in the mentioned publications involves an administrative cumbersome system, where a railway administration is forced to constantly provide trains with updated memory modules with data sequences containing 10 15 20 25 30 35 e 520 994: Üf ï i tt ï-å§ ﬁ kj§ 5 new curve data for each change implemented by the curve geometry along a path section.

En annan metod förutsätter att det framför varje kurva, eller varje grupp av kurvor finns en fast placerad signal- givare som innehåller kurvgeometriska data som funktion av positionen längs spåret efter signalgivaren. Signalgivaren avläses av tåget, vid passage, och den erhålla informationen styr sedan tågets korglutningssystem. Nackdelen med ett sådant system är dels att en stor mängd signalgivare måste placeras ut ( en givare för varje kurva, eller grupp av näraliggande kurvor, i varje körriktning), dels att tåget kan "missa" en givare med påföljd att lutningen av tågets vagnskorgar kan utebli i en kurva. En annan nackdel är att signalgivare måste uppdateras varje gång en banförändring genomförs.Another method assumes that in front of each curve, or each group of curves, there is a fixed signal sensor that contains curve geometric data as a function of the position along the track after the signal sensor. The signal transmitter is read by the train, when passing, and the information obtained then controls the train's basket inclination system. The disadvantage of such a system is that a large number of signal transducers must be placed (a transducer for each curve, or group of adjacent curves, in each direction of travel), and that the train can "miss" a transducer with the consequence that the inclination of the train carriages can do not stay in a curve. Another disadvantage is that signal transmitters must be updated every time a path change is made.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att eliminera fördröjningen i den ledvärdessignal som ligger till grund för och används i det styrsystem som styr ut lutningen av en vagnskorg i ett fordon som innefattas i ett tåg vid tågets färd genom en spårkurva. För att åstadkomma detta vid en vagnskorg tillhörig ett fordon i ett spårburet tåg vid tågets passage genom en spårkurva, där resp fordon i tåget innefattar boggier och en därpå vilande vagnskorg, vidare anordningar för lutning av vagnskorgen i förhållande till dessa boggier, anordningar för indikering av en spårkurva samt ett styrsystem för styrning av vagnskorgens lutning i beroende av spårkurvans geometri bestämmes tågets position längs en bansträcka punktvis genom att tåget är utrustat med anordningar för detektering av nämnda position, att spârets kurvgeometri vid tågets färd över ett spåravsnitt från den bestämda positionen registreras och lagras on-line som en sekvens av mätvärden beskrivande nämnda spåravsnitts kurvgeometri i ett elektroniskt minne, samt att i minnet lagrade kurvgeometriska data om spåravsnittet från åtminstone en färd som tåget företagit längs spåravsnittet 10 l5 20 25 30 35 520 994 g¥ š f~~ t%É.i{ 6 används för styrning av vagnskorgens lutning vid passage av kurvor inom spåravsnittet.DESCRIPTION OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the delay in the joint value signal which is the basis for and is used in the control system which controls the inclination of a car body in a vehicle which is included in a train when the train travels through a track curve. In order to achieve this with a car body belonging to a vehicle in a rail-borne train at the passage of the train through a track curve, where the respective vehicle in the train comprises bogies and a car body resting thereon, further devices for tilting the car body relative to these bogies, devices for indicating a track curve and a control system for controlling the inclination of the trolley depending on the geometry of the track curve, the position of the train along a track section is determined point by point by the train being equipped with devices for detecting said position. stored on-line as a sequence of measured values describing the track geometry of said track section in an electronic memory, and that in the memory stored curve geometric data about the track section from at least one journey which the train undertook along the track section 10 l5 20 25 30 35 520 994 g ¥ š f ~~ t% É.i {6 is used to control the inclination of the trolley when passing curves within the track section.

Data om varje spårkurvas geometri längs en bansträcka lagras i tågets dator i en databas i form av samplade värden för spårets krökning och rälsförhöjningsvinkel för varje spår- kurva. Dessa data har bildats genom mätning och har initialt dynamiska störningar förorsakade av spårets ojämnheter.Data on the geometry of each track curve along a track section are stored in the train's computer in a database in the form of sampled values for the curvature of the track and the cant angle for each track curve. These data have been formed by measurement and initially have dynamic disturbances caused by the irregularities of the track.

Störningarna elimineras eller minskas genom filtrering, varvid data får en viss, approximativt känd, fördröjning i förhållande till den verkliga spårgeometrin. I samband med lagring och uppdatering kompenseras spârgeometriska data för den approximativt kända tidsfördröjningen. Lagrade data om spårkurvan, här kallat ledvärdesprofil för spårkurvan (dvs samplade värden över kurvans krökning och rälsförhöj- ningsvinkel) uppdateras för varje gång tåget genomfar samma spårkurva.The disturbances are eliminated or reduced by filtering, whereby the data is given a certain, approximately known, delay in relation to the actual track geometry. In connection with storage and updating, track geometric data is compensated for the approximately known time delay. Stored data about the track curve, here referred to as the guide value profile for the track curve (ie sampled values over the curve curvature and cant angle) are updated for each time the train passes the same track curve.

Genom att lagrade data om spårets geometri användes vid bildningen av en andra ledvärdessignal som i huvudsak utan fördröjning styr lutningen av vagnskorgen kan lutningen även av första vagn och andra vagn i tåget inledas utan fördröj- ning vid tågets inträde i en spårkurva i beroende av de data om spårkurvans geometri som finns lagrade i databasen i tågets dator från tågets föregående passage eller data från flera föregående passager genom samma spårkurva. Härigenom ökar komforten för passagerare i tågets första och därpå följande vagnar vid gång genom spårkurvor i hög fart, vilket är ett syfte med uppfinningen.By storing data on the geometry of the track used in the formation of a second link value signal which controls the inclination of the car body substantially without delay, the inclination of the first carriage and second carriage in the train can also be initiated without delay when the train enters a track curve. about the geometry of the track curve stored in the database of the train's computer from the previous passage of the train or data from several previous passages through the same track curve. This increases the comfort of passengers in the first and subsequent carriages of the train when traveling through track curves at high speed, which is an object of the invention.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att förfarandet elimi- nerar behovet av att lagra ideala, i förväg kända data om spårgeometri för varje spåravsnitt, eftersom spârgeometriska data för en bansträcka enligt uppfinningen kontinuerligt registreras och lagras, varvid förändringar i spårgeometrin noteras av tågets egen dator för användning vid nästkommande körningar med tåget över bansträckan. Därigenom elimineras behovet av ett tågs ständiga tillgång till datasekvenser med spârgeometriska data i någon form av utbytbara minnesmoduler 10 15 20 25 30 35 s 520 994-f¶}.ï Ü.}~ 7 som försetts med senaste spårgeometriska data över en ban- sträcka enligt exempelvis förfarandet i skrifterna Dl och D2.Another object of the invention is that the method eliminates the need to store ideal, pre-known track geometry data for each track section, since track geometric data for a track section according to the invention is continuously recorded and stored, with changes in track geometry being noted by the train's own computer for use for subsequent journeys by train over the track section. This eliminates the need for a train's constant access to data sequences with track geometric data in some form of interchangeable memory modules 10 5 20 20 25 30 35 s 520 994-f¶}. according to, for example, the procedure in the writings D1 and D2.

Tåget kan vidare vara försett med givare för bildande av en första ledvärdessignal för utstyrning av lutning av en vagnskorg på traditionellt och känt sätt i form av en accelerometer för avkänning av sidoacceleration och givare (gyron eller lägesgivare som känner spårskevningen) för detektering av kurvans rälsförhöjningsramp. Denna första typ av ledvärdesbildning väljes om det inte finns några lagrade spårgeometriska data i tågets databas (t ex första gången ett tåg kör längs en viss bansträcka). Den kan också väljas av tågpersonalen, under hela eller delar av bansträckan, t ex om det är känt att spårgeometrin genomgått större förändringar sedan tåget senast körde över och lagrade spårgeometiska data över hela eller delarna av den aktuella bansträckan.The train may further be provided with sensors for forming a first articulation signal for equipping a carriage slope in the traditional and known manner in the form of an accelerometer for sensing lateral acceleration and sensors (gyros or position sensors sensing the track skew) for detecting the rail ramp ramp. This first type of joint value formation is selected if there are no stored track geometric data in the train's database (eg the first time a train runs along a certain line section). It can also be selected by the train staff, during all or parts of the track section, for example if it is known that the track geometry has undergone major changes since the train last ran over and stored track geometric data over all or parts of the current track section.

Tåget är utrustat med en positionssensor, varigenom tågets position punktvis kan bestämmas genom en avläsning av posi- tionsgivare utplacerade längs bansträckan. Positionsgivaren överför till tågets dator information om vilket spåravsnitt som tåget går in i. Tågets aktuella position inom spårav- snittet beräknas sedan som funktion av tågets hastighet från den avlästa banpositionen.The train is equipped with a position sensor, whereby the position of the train can be determined point by point by a reading of position sensors placed along the track section. The position sensor transmits information to the train's computer about which track section the train enters. The train's current position within the track section is then calculated as a function of the train's speed from the read track position.

Positionsgivare längs bansträckan kan utgöras av speciella signalgivare, eller integreras med befintliga signalgivare, s k baliser, längs spåret. Positionsangivelserna kan inne- hålla information om dels vilken bansträcka tåget kör, dels var längs banan tåget befinner sig. Alternativt kan tågets förare ange bansträckan manuellt.Position sensors along the track section can consist of special signal sensors, or be integrated with existing signal sensors, so-called balises, along the track. The position information can contain information about which track section the train runs, and where the train is located along the track. Alternatively, the train driver can enter the track section manually.

Ett annat sätt att bestämma tågets position längs en ban- sträcka ges av möjligheten att utnyttja satellitnavigering, Global Positioning System (GPS). Genom att ansluta en GPS- mottagare till tågets dator kan tågets position avläsas kontinuerligt. Härvid kan ett spåravsnitt längs spåret iden- 10 15 20 25 30 35 .. u.. .. Uf. 520 994 , ; . . _ , tifieras exempelvis genom att positionen för spàravsnittets startpunkt är lagrad i tágdatorn, varvid ledvärdesprofilen för motsvarande spàravsnitt kan avläsas ur datorns minne respektive skrivas in i datorns minne, när GPS-mottagaren detekterar en tàgposition som sammanfaller med spàravsnittets startpunkt.Another way of determining the train's position along a track section is provided by the possibility of using satellite navigation, the Global Positioning System (GPS). By connecting a GPS receiver to the train's computer, the train's position can be read continuously. In this case, a track section along the track can iden- 10 15 20 25 30 35 .. u .. .. Uf. 520,994; . . _, is specified, for example, by storing the position of the starting point of the track section in the train computer, whereby the leading value profile of the corresponding track section can be read from the computer memory or written into the computer memory when the GPS receiver detects a train position coinciding with the starting point of the track section.

Första gången ett tåg passerar en viss bansträcka mäts den aktuella kurvgeometrin upp, bearbetas och lagras i ett minne i en tàgdator som innefattas i tågets styrsystem. Samtidigt används denna information om kurvgeometrin i realtid omedelbart för att styra lutningssystemet pà sätt som tidigare beskrivits med nackdelern att en fördröjning för lutning av åtminstone de första vagnarna i tåget uppträder.The first time a train passes a certain distance, the current curve geometry is measured, processed and stored in a memory in a train computer which is included in the train's control system. At the same time, this information about the curve geometry is used in real time immediately to control the tilt system in a manner previously described with the disadvantage that a delay for tilting of at least the first carriages in the train occurs.

En kurvas geometri bestäms genom mätning av två variabler, dels kurvans krökningsförlopp , dels rälsförhöjningens förlopp.The geometry of a curve is determined by measuring two variables, the curvature course of the curve and the course of the cant.

Kurvans krökning (p(s)= 1/R(s)), dvs inversen av kurvradien R(s), som funktion av längspositionen (s) fràn ett spàravsnitts startpunkt (s=O) eller en kurvas startpunkt (s=O) bestämmes genom att vinkelhastigheten (dT/dt) mätes kring en vertikal axel och att denna vinkelhastighet divideras med den momentana färdhastigheten (v) p_1_d\1f1 R dt v Kurvans rälsförhöjningsvinkel (Q(s)) som funktion av lägespositionen (s) bestäms genom tidsintegralen av vinkelhastigheten (dm/dt), mätt kring en längsaxel. Dvs De två vinkelhastigheterna kan mätas med gyro, lämpligen placerade i första boggin på tåget. Störningarna på signalerna måste filtreras bort, vilket ger signaler med approximativt kända fördröjningar. 10 15 20 25 30 n 1... .v m.. 520 994 Samplade värden av krökningen presp rälsförhöjningsvinkeln Q lagras on-line i tågdatorns databas som en uppdaterad ledvärdesprofil för varje spåravsnitt av den körda bansträckan med spåravsnittets givna startposition som utgångspunkt, varvid ledvärdesprofilen kommer att innehålla senaste kurvgeometriska data över varje spàravsnitt. Före lagringen kompenseras samplade värden för den approximativt kända tidsfördröjningen som erhållits vid filtreringen.Curvature of the curve (p (s) = 1 / R (s)), ie the inverse of the radius of curvature R (s), as a function of the longitudinal position (s) from the starting point (s = 0) of a track section or the starting point of a curve (s = O) is determined by measuring the angular velocity (dT / dt) about a vertical axis and dividing this angular velocity by the instantaneous velocity (v) p_1_d \ 1f1 R dt v of the angular velocity (dm / dt), measured about a longitudinal axis. Ie The two angular velocities can be measured with gyro, conveniently placed in the first bogie on the train. The disturbances on the signals must be filtered out, which gives signals with approximately known delays. 5 15 20 25 30 n 1 ... .v m .. 520 994 Sampled values of the curvature presp elevation angle Q are stored on-line in the train computer database as an updated joint value profile for each track section of the track traveled with the given starting position of the track section as a starting point, the joint value profile will contain the latest curve geometric data over each track section. Prior to storage, sampled values are compensated for the approximately known time delay obtained during the filtration.

Korglutningen kan exempelvis styras att vara proportionell mot sidoaccelerationen (ay). Sidoaccelerationen bestäms approximativt av följande uttryck, där g är gravitationsacceletrationen.The basket inclination can, for example, be controlled to be proportional to the lateral acceleration (ay). The lateral acceleration is determined approximately by the following expression, where g is the gravitational acceleration.

V2 ay=-Ií-g-sinq)=p-v2-g-sinç0 (m/sz) Andra gången och påföljande gånger som tåget kör en viss bansträcka används den tidigare uppmätta och lagrade kurvgeometrin för kurvor inom ett visst spåravsnitt, för att i en särskild räkneenhet förutberäkna korrekta ledvärden för lutning av vagnskorgen för kurvor inom spåravsnittet. Denna beräkning görs som funktion av tågets och dess olika vagnars position längs spåret inom spåravsnittet.V2 ay = -Ií-g-sinq) = p-v2-g-sinç0 (m / sz) The second time and subsequent times the train travels a certain distance, the previously measured and stored curve geometry is used for curves within a certain track section, in a special counting unit, pre-calculate correct guide values for the inclination of the trolley for curves within the track section. This calculation is made as a function of the position of the train and its various carriages along the track within the track section.

Eftersom fördröjningen i de lagrade signalerna är approximativt kända, kan hänsyn tas till detta i beräkningen och lutningen av resp fordons vagnskorg kan ske i rätt tid för alla fordon i tåget.Since the delay in the stored signals is approximately known, this can be taken into account and the tilting of each vehicle's trolley can take place at the right time for all vehicles in the train.

Systemet får en självkorrigerande funktion för ändringar i spårgeometriska data, från och med den körning som sker närmast efter det att de ändrade spårgeometriska data uppmättes och lagrades. För att minska beroendet av tillfälligheter vid en enskild körning, kan alternativt användas medelvärdet av de två eller tre närmast föregående lagrade ledvärdesprofilerna. 10 15 20 25 30 35 520 994Ék§Å 10 FIGUR Figuren återger schematiskt ett schema över systemet som enligt uppfinningen åstadkommer lutning av vagnskorgar i ett tågsätt.The system has a self-correcting function for changes in track geometric data, starting from the run that takes place immediately after the changed track geometric data was measured and stored. To reduce the dependence on coincidences during a single run, the average value of the two or three immediately preceding stored value profiles can alternatively be used. 10 15 20 25 30 35 520 994Ék§Å 10 FIGURE The figure schematically shows a diagram of the system which according to the invention provides inclination of carriages in a train set.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Ett antal utförandeformer av uppfinningen beskrives med stöd av figuren.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A number of embodiments of the invention are described with reference to the figure.

Vid gång genom en spårkurva mäts sidoaccelerationen i tågets ledande fordon, vanligen vid dess främre boggi medelst minst en accelerometer 1. Signalen behandlas i en första signalbe- handlare 2, varefter ur det uppmätta accelerationsvärdet be- räknas i en första ledvärdesberäknare 3 den vinkel ett for- dons vagnskorg, vid full kompensation för sidoaccelera- tionen, skall luta vid fordonets färd genom kurvan. Det beräknade vinkelvärdet multipliceras i samma enhet med en kompensationsfaktor som eventuellt kan variera med tågets hastighet genom kurvan, varigenom en första ledvärdessignal erhålles. Tåghastigheten v ges av hastighetsgivaren 12, vars signal föres till den första ledvärdesberäknaren 3.When passing through a track curve, the lateral acceleration in the train's leading vehicle, usually at its front bogie, is measured by means of at least one accelerometer 1. The signal is processed in a first signal processor 2, after which from the measured acceleration value is calculated in a first link value calculator 3 - the vehicle body of the vehicle, at full compensation for the lateral acceleration, shall be inclined when the vehicle travels through the curve. The calculated angular value is multiplied in the same unit by a compensation factor which may possibly vary with the speed of the train through the curve, whereby a first link value signal is obtained. The train speed v is given by the speed sensor 12, the signal of which is transmitted to the first link value calculator 3.

Ledvärdessignalen vidarebefordras till efterföljande fordons datorer tillsammans med information om lämplig fördröjning för respektive fordon innan lutning av resp fordons vagns- korg skall verkställas. Fördröjningen för resp fordon beräknas i en räknare 4. Signalen från räknaren 4 föres till en i resp fordon förekommande regulator 5, som medelst en reglersignal styr ut det hydrauliska och mekaniska systemet 6 som verkställer lutningen av vagnskorgen 7 i enlighet med reglersignalen. Vagnskorgens 7 lutningsvinklar i förhållande till dess båda boggier, boggi A (8) resp boggi B (9), mäts med givare vid resp boggi, varefter vinkelärvärdet för boggi A resp boggi B föres till regulatorn 5. Börvärdet för vagns- korgens lutningsvinkel från räknaren 4 jämförs i regulatorn med medelvärdet av ärvärdena för de två boggiernas lutnings- vinklar i förhållande till vagnskorgen. Skillnaden, det så 10 15 20 25 30 35 ll kallade reglerfelet, förstärks och omvandlas till en ström- signal som styr det hydrauliska och mekaniska systemet 6, så som nyss nämnts.The guide value signal is forwarded to the computers of the subsequent vehicle together with information on the appropriate delay for each vehicle before the inclination of the respective vehicle's trolley basket is to be carried out. The delay for each vehicle is calculated in a counter 4. The signal from the counter 4 is fed to a regulator 5 present in the respective vehicle, which by means of a control signal controls the hydraulic and mechanical system 6 which performs the inclination of the car body 7 in accordance with the control signal. The inclination angles of the trolley 7 in relation to its two bogies, bogie A (8) and bogie B (9), are measured with sensors at the respective bogie, after which the angular setpoint for bogie A or bogie B is fed to the controller 5. The setpoint for the trolley inclination angle from the calculator 4 is compared in the controller with the average value of the actual values for the inclination angles of the two bogies in relation to the wagon body. The difference, the so-called control error, is amplified and converted into a current signal which controls the hydraulic and mechanical system 6, as just mentioned.

På grund av den yttre rälens ökande höjd i förhållande till innerrälen vid ingången till en spårkurva kan en rälsförhöj- ning indikeras genom att skillnaden mellan boggiernas lut- ningsvinklar vid ett och samma fordon uppmätes. Enligt figu- ren föres uppmätta vinklar för lutningen hos resp boggi och tågets hastighet till en andra räknare 10 som alstrar en signal med ett skevningsbidrag. Denna signal med skevnings- bidraget kan användas för att påskynda bildandet av ett ledvärde för korglutningen. Genom att addera denna signal, skevningsbidraget, till en summator ll kan ledvärdesberäk- ningen påskyndas. Som ett alternativ kan i samma syfte an- vändas ett gyro som mäter vinkelhastigheten i rälsförhöj- ningsrampen.Due to the increasing height of the outer rail in relation to the inner rail at the entrance to a track curve, a rail increase can be indicated by measuring the difference between the angles of inclination of the bogies at one and the same vehicle. According to the figure, measured angles for the inclination of the respective bogie and the speed of the train are transmitted to a second counter 10 which generates a signal with a skew contribution. This signal with the skew contribution can be used to accelerate the formation of a joint value for the basket inclination. By adding this signal, the skew contribution, to a summator ll, the joint value calculation can be accelerated. As an alternative, a gyro can be used for the same purpose, which measures the angular velocity in the cant ramp.

Det utförande av korglutningsfunktionen som hittills beskri- vits utgör känd teknik. Vid användning av ledvärdesberäkning enligt denna metod erhålles en första ledvärdessignal med en fördröjning T som är skild från noll, vilket är markerat i figuren.The design of the basket tilting function described so far is known in the art. When using an articulation value calculation according to this method, a first articulation value signal is obtained with a delay T which is non-zero, which is marked in the figure.

Enligt uppfinningen är korglutningssystemet kompletterat med en andra ledvärdesberäknare 21. Denna andra ledvärdesberäk- nare 21 kan vara integrerad med tågdatorn C, vilken inne- fattar ett minne M. En positionssensor 13 registrerar tågets position n vid förutbestämda punkter utefter den bansträcka som tåget färdas. De förutbestämda punkterna utgör start- punkter för sinsemellan unika spåravsnitt av bansträckan.According to the invention, the basket inclination system is supplemented with a second articulation calculator 21. This second articulation calculator 21 can be integrated with the train computer C, which comprises a memory M. A position sensor 13 registers the position n of the train at predetermined points along the path traveled by the train. The predetermined points are starting points for mutually unique track sections of the track section.

Vid tågets färd längs en given bansträcka inleder detekte- ring av en startpunkt för ett nytt spåravsnitt en inlagring i minnet M av en ledvärdesprofil för det nya spåravsnittet i en databas, i vilken lagras ledvärdesprofiler för alla spåravsnitt längs bansträckan. Ledvärdesprofilen utgörs av samplade värden av dels en signal som är beroende av inom spåravsnittet förekommande kurvors krökning p, dels av en signal beroende av dessa kurvors rälsförhöjningsvinkel Q. 10 15 20 25 30 35 S20 994 12 En kurvas krökning mäts med ett första gyro 14 (Rate gyro gir). Vinkelhastigheten UTP/dt) mäts kring en vertikal axel.When the train travels along a given track section, detecting a starting point for a new track section initiates a storage in the memory M of a track value profile for the new track section in a database, in which track value profiles for all track sections along the track section are stored. The joint value profile consists of sampled values of a signal which is dependent on the curvature p of the curves occurring within the track section, and partly of a signal depending on the cantilever angle Q of these curves. Rate gyro gir). The angular velocity UTP / dt) is measured around a vertical axis.

Efter signalbehandling i en andra signalbehandlare 16 förs information om vinkelhastigheten d¶Vdt för rörelsen runt den vertikala axeln till en beräkningsenhet 18 i datorn C. På motsvarande sätt mäts kurvans rälsförhöjningsvinkel(pmed ett andra gyro 15 (Rate gyro roll) som detekterar vridning genom mätning av vinkelhastigheten (d@/dt) runt en längsaxel (längsaxeln för den boggi där gyrot är beläget). Även denna vinkelhastighet för rörelsen runt längsaxeln föres till beräkningsenheten 18, till vilken beräkningsenhet 18 även signalerna som anger tåghastigheten v och detekterad tågpositionen n matas. Med hjälp av aktuell tåghastighet v, ett spåravsnitts startpunkt n, en klockpulssignal i datorn C och vinkelhastigheterna d¶Vdt och dw/dt beräknas i beräk- ningsenheten 18 samplade värden i realtid för krökning och (1) och (2) som tåget för tillfället genomlöper. Varje rälsförhöjningsvinkel enligt funktion ovan för ett spåravsnitt, sådant samplat värde lagras i ett mätminne 19, vilket minne 19 kommer att innehålla senaste version av kurvgeometriska data, aktuell bansträcka, när tåget har avverkat hela bansträckan. dvs ledvärdesprofiler, för samtliga spåravsnitt längs I samband härmed kompenseras för den approximativt kända tidsfördröjningen. När en hel bansträckas ledvärdesprofiler, här kallat en bankontur, lagrats i mätminnet 19 kan dessa data dumpas till en databas 20 i minnet M, som lagrar åtminstone senast dumpade bankontur och företrädesvis en serie av senast lagrade bankonturer.After signal processing in a second signal processor 16, information about the angular velocity d¶Vdt for the movement about the vertical axis is passed to a calculation unit 18 in the computer C. Correspondingly, the cantilever angle of the curve (p with a second gyro 15) is detected. of the angular velocity (d @ / dt) about a longitudinal axis (the longitudinal axis of the bogie where the gyro is located.) This angular velocity of the movement about the longitudinal axis is also fed to the calculation unit 18, to which calculation unit 18 also the signals indicating the train speed v and the detected train position n are fed. Using the current train speed v, the starting point n of a track section, a clock pulse signal in the computer C and the angular velocities d¶Vdt and dw / dt are calculated in the calculation unit 18 sampled values in real time for curvature and (1) and (2) as the train at the moment Each cant angle according to the function above for a track section, such a sampled value is stored in a measuring memory 19, which memory 1 9 will contain the latest version of curve geometric data, current track section, when the train has completed the entire track section. ie joint value profiles, for all track sections along In connection with this, the approximately known time delay is compensated. When the path value profiles of an entire track, here called a bank contour, are stored in the measurement memory 19, this data can be dumped to a database 20 in the memory M, which stores at least the last dumped bank contours and preferably a series of last stored bank contours.

Varje spåravsnitts ledvärdesprofil utgörs av en sekvens av diskreta mätvärden. För beräkning i den andra ledvärdesbe- räknaren 21 av en sidoacceleration grundad på kurvans krök- ningsförlopp och rälsförhöjningens förlopp ur ledvärdespro- filer i databasen 20 samt medelst tågets hastighet v, vilken matas till den andra ledvärdesberäknaren 21, utnyttjas formel (3) ovan. 10 15 20 25 30 35 520 994§ö- í* f st,§§å§íÜ 13 I den andra ledvärdesberäknaren 21 kan även från minnet M (databasen 20) (konsekutiva) läsas ledvärdesprofiler ur närmast föregående bankonturer med kurvgeometriska data för det spåravsnitt som tåget för tillfället trafikerar. Härvid an- vändes antingen data ur senaste bankontur eller medelvärdet av data ur senaste konsekutiva bankonturer ur databasen 20 för att bilda ett ledvärde utan fördröjning (viD, vilket ledvärde sändes till en eller-krets 22, placerad i tågdatorn C före räknaren 4 för beräkning av fördröjning av korglut- ningen i tågets skilda fordon, varigenom i korglutnings- systemet kan väljas bestämning av korglutningen antingen med ett ledvärde utan fördröjning Qt=O)eller med fördröjning (Ti O), eftersom även den momentana, dvs den första, ledvärdes- signalen uppmätt på konventionellt sätt föres via eller- kretsen 22 till korglutningssystemets regulator 5.The track value profile of each track section consists of a sequence of discrete measured values. For calculation in the second articulation calculator 21 of a lateral acceleration based on the curvature curve and the cladding process from articulation profiles in the database 20 and by means of the train speed v, which is fed to the second articulation calculator 21, formula (3) above is used. 10 15 20 25 30 35 520 994§ö- í * f st, §§å§íÜ 13 In the second link value calculator 21 you can also read from the memory M (database 20) (consecutive) link value profiles from the immediately preceding bank contours with curve geometric data for the track sections that the train is currently operating on. In this case, either data from the last bank contour or the mean value of data from the last consecutive bank contour from the database 20 was used to form a link value without delay (viD, which link value is sent to an or circuit 22, placed in the train computer C before the counter 4 for calculating delay of the basket inclination in the different vehicles of the train, whereby in the basket inclination system determination of the basket inclination can be selected either with a joint value without delay Qt = 0) or with a delay (Ti O), since also the instantaneous, ie the first, joint value signal measured in a conventional manner is fed via the or-circuit 22 to the regulator 5 of the basket inclination system.

Den första ledvärdessignalen kan väljas av eller-kretsen 22, exempelvis om inga spårgeometridata för den aktuella ban- sträckan finns lagrade i tågets databas, eller om tågper- sonalen av något annat skäl valt att använda den första ledvärdesbildningen.The first link value signal can be selected by the or circuit 22, for example if no track geometry data for the current track section is stored in the train's database, or if the train staff has chosen to use the first link value formation for some other reason.

Som tidigare har nämnts erhåller positionssensorn 13 infor- mation om tågets position antingen via utefter bansträckan utplacerade positionsgivare, som avläses av utrustning på tåget, eller via minst en i tåget befintlig mottagare för t ex satellitnavigering enligt det s k GPS-systemet.As previously mentioned, the position sensor 13 receives information about the position of the train either via position sensors placed along the track section, which are read by equipment on the train, or via at least one receiver in the train for eg satellite navigation according to the so-called GPS system.

En kurvas startpunkt kan även inlagras med känd position enligt GPS-systemet i tågdatorn, varvid tågdatorn konti- nuerligt söker, via GPS-mottagaren, nästa spåravsnitts startposition. När den förväntade positionen uppnås inleder tågdatorn lagring och avläsning av uppnått (identifierat) spåravsnitts ledvärdesprofil. I detta sammanhang kan nämnas att tillförlitligheten (noggrannheten) i ett sådant positioneringssystem ökar i takt med att fler satelliter användes vid positionsbestämningen och i än högre grad när navigeringssignalerna kompletteras med sändning från markbaserade FM-radiostationer. 520 994§* ¶ år in 14 Hârdvaran för beräkning av ledvärdesprofiler utgöres av konventionella elektroniska enheter.The starting point of a curve can also be stored with a known position according to the GPS system in the train computer, whereby the train computer continuously searches, via the GPS receiver, for the starting position of the next track section. When the expected position is reached, the train computer starts storing and reading the reached (identified) track section profile value profile. In this context, it can be mentioned that the reliability (accuracy) of such a positioning system increases as more satellites are used in the position determination and even more so when the navigation signals are supplemented with transmission from terrestrial FM radio stations. § 520 994 * ¶ year in 14 The hardware for calculating joint value profiles consists of conventional electronic units.

Claims

10 15 20 25 30 35 520 w i. ». ,,,. 15 PATENT REQUIREMENTS

Method for tilting at least one trolley (7) belonging to a vehicle in a rail-borne train at the passage of the train through a tramway, wherein the respective vehicle in the train comprises bogies and a trolley resting thereon, devices (6) for tilting the trolley (7) in relation to the bogies, devices (1, 8,9) for indicating a tramway and a control system (3,4,5) for controlling the inclination of the trolley depending on the geometry of the tramway, characterized in that the position of the train along a track section is determined point by point that the train is equipped with devices (13) for detecting said position, that the curve geometry of the track when the train travels over a track section from the determined position is recorded by means for determining curve geometry and stored in real time as a sequence of measured values describing said track section curve geometry in a electronic memory (M), the sequence of curve geometric measured values for the track section and that at least the last stored in the memory (M) is used for control a v the inclination of the car body (7) at the next passage of the train in the same direction of curves within the track section.

Method according to claim 1, characterized in that consecutive sequences of measured values recording curve geometric data from the train's consecutive journeys in the same direction over one and the same track section are stored in the memory (M), an average value of the track section curve geometric data from at least two last stored consecutive sequences of measured values are used to control the inclination of the trolley when passing curves within the track section.

Method according to claim 1, characterized in that a sequence of measured values of curve geometric data for a track section from the previous journey of the train in the same direction over this track section is used for controlling the inclination of the trolley when passing curves within the track section. 10 15 20 25 30 35 520 994 ;; fy; ¿; ¿, 16

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the position of the train along the track section is determined point by point in that the train is equipped with devices (13) which read positioned position indicators along the track section.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the position of the train is determined in that the train is equipped with devices (13) for position determination, the position of the train being read by using satellite navigation (GPS).

Device for carrying out the method according to claim 1 for tilting at least one car body (7), belonging to a vehicle in a rail-bound train, at the passage of the train through a track curve, wherein each vehicle in the train comprises bogies and a car body resting thereon, devices ( 6) for tilting the trolley (7) in relation to the bogies, devices (1,8,9) for indicating a track curve and a control system (3,4,5) for controlling the inclination of the trolley depending on the geometry of the track curve, which control system comprises a first link value calculator (3), characterized in that the train is equipped with devices (13) for point-by-point determination of the position of the train along a section of track, that the train is equipped with devices (l2, l4, l5, l6, l7, l8) for determination of the track geometry of a track section from a determined position by detecting a sequence of sampled measured values in real time of curve geometric data for the track section during the train's journey over said track section, an electronic memory (M), in which said sampled sequence of measured values of the track geometry of the track section and a second guide value calculator (21) which, using at least the latest sequence of the track geometric measured values stored in the memory (M), calculates a guide value of the carriage slope in a vehicle in the same direction of curves within the track section.

Device according to Claim 6, characterized in that the determination of the track geometry of a track section is carried out by means of devices (14, 16) for detecting a curvature of a track curve and by means of devices. (15, 17) for detecting the cant angle of the ratchet curve. characterized in that a (14).

Device according to claim 7, the curvature of the groove curve is detected with a gyro

Device according to Claim 7, characterized in that the rail elevation angle of a track curve is detected by a gyro (15).

Device according to Claim 6, characterized in that the position of the train is detected by a position sensor (13) on the train reading a position indicator placed along the track section.

Device according to claim 6, characterized in that the position of the train is detected point by point in that the train is provided with a position sensor (13), which consists of a receiver for satellite navigation, the position of the train being read, for example, at predetermined points or at certain predetermined intervals.