DE2223413A1

DE2223413A1 - Steuereinrichtung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2223413A1
Application number: DE19722223413
Authority: DE
Inventors: Birkin Michael Sambrook
Original assignee: British Railways Board
Current assignee: British Railways Board
Priority date: 1971-05-14
Filing date: 1972-05-13
Publication date: 1972-11-23
Also published as: GB1335256A; PL75523B1; AU464665B2; IT955484B; ZA723126B; CH557257A; AU4212872A; DE2223413B2; AT325104B; FR2139471A5; CA945661A

Description

DIPL.-INQ. H. STEHMANN es Nürnberg 2 E8SENWEINSTRA88E 4-«

DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER tei._: kanzle.0911/203/27 pr.vat: 774so*

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BANKKONTEN:

DEUTSCHE BANK AG. NÜRNBERG NR.341144

POSTSCHECKKONTO: NÜRNBERG 67081

Nürnberg, 12.5.72 17/55

British Railways Board; 222,. Marylebone Road, London N.W.I/

England

Steuereinrichtung für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Steuer-Vorrichtung für Fahrzeuge, die sich längs einer vorgegebenen Fahrbahn bewegen,insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Eisenbahnfahr zeuge.

Die bisherigen Verfahren für Steuerung von Zügen setzen eine genaue Kenntnis des Zugführers hinsichtlich Geschwindigkeitsbeschränkungen und Steigungen der Route voraus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der diese Kenntnis nicht mehr benötigt wird, sondern eine Einrichtung verwendet wird, die Oeschwindigkeits- und Entfernungsinformationen dem Fahrer jeweils darbietet. Bei diese» System sind die geographischen Details der Fahrt auf dem Zug gespeichert und die jeweilige benötig te Information wird aus dem Speicher mit Hilfe von Synchro -

j k> nisiersignalen, die von der Fahrbahn längs der Route abgege·*

^! φ ben werden, abgerufen.

_m Erfindungsgemäß 1st eine Fahrzeugsteuervorriohtung für ein > sich längs einer Fahrbahn bewegendes Fahrzeug dadurch ge -ο» kennzeichnet, daß die Fahrbahn in eine Vielzahl aufelnan -jjj derfolgender Abschnitte geteilt lit« dafl von dem Fahrzeug Programm-Mittel getragen werden, die die geographischen In-

formationen bezüglich der Fahrbahn enthalten und die derart ausgebildet sind, daß sie diese Informationen an Steuermittel zur Steuerung des Fahrzeuges in Abhängigkeit von diesen geographischen Informationen übertragen, daß Erkennurigsmittel an festen Stellen jedes der Fahrbahnabschnitte angeordnet sind, die ein Signal aussenden,welches die Ortskennzeichen dieses Abschnittes an das Fahrzeug übermittelt und daß Mittel am Fahrzeug vorgesehen sind, um sicherzu stellen, daß nur die geographischen Informationen, die dem jeweils befahrenen Abschnitt entsprechen, zu den Steuer mitteln geleitet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das schema tisch in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigt :

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Fahr zeug-Steuerungssystems, und

Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches die Reihenfolge der Arbeitsschritte des Systems zeigt.

Die geographischen Daten, die einer bestimmten Fahrtroute entsprechen, längs der sich das Fahrzeug bewegt, sind in digitaler Form magnetisch auf einem Band gespeichert. In einfachster Form können diese Daten in Blöcken nacheinander auf dem Band gespeichert sein. Dabei ist ein Block von Informationen vorgesehen, der jedes Signal auf der Strecke beschreibt] nach Passieren des Signals wird der Speicher um einen Block von Informationen weiterbewegt, um mit dem Fortschreiten des Fahrzeuges auf seiner Route Schritt zu halten. Um die Synchronitat der Informationen zu prüfen, wird bei jedem Signal von einem Antwortsender auf der Fahrbahn ein Signal empfangen, welches die jeweilige Identität des nächsten Signal-Block-Abschnittes beschreibt. Nur dann, wenn diese Ortsidentität dieselbe ist wie die Identität der gerade im Speicher befindlichen Information, wird diese Information für die Steuervorrichtung verwert bar. Dabei sind Vorkehrungen getroffen, um den Speicher

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von Hand durch den Fahrer vorwärts oder rückwärts verstellen zu können, falls dies nötig ist.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein Programmspeicher Sl vorgesehen ist, der ein Papierband- oder Magnetband-Speicher sein kann, mit einem einfachen Aufwickelmechanismus, der in der Lage ist, das Band vorwärts oder rückwärts zu wickeln. Eine. Möglichkeit für Schnell-Vor- oder -Rücklauf kann ebenfalls vorgesehen sein. Ein Kassettenband wird gegenüber einer Bandspule vorgezogen.

Mit S2 ist ein Zwischen-Puffer-Speicher bezeichnet. Daten von Sl werden, ein Block auf einmal,zu S2 übertragen, um eine Prüfung durchzuführen, bevor diese Daten durch eine fahrzeuggetragene Prozeßsteuereinrichtung 10 verarbeitet werden. Eine Vergleichsstufe 11, die mit dem Pufferspeicher S2 verbunden ist, dient zum Vergleich der in S2 gespeicherten Daten mit Daten, die von einer Abfrageein richtung 12 erhalten werden, die nachstehend näher be schrieben wird.

Mit Sj5 und S4 sind ein Pufferspeicher und ein Hauptspeicher der fahrzeugeigenen Prozeßsteuereinrichtung 10 be zeichnet. Die Einrichtung 10 dient zur Verarbeitung der Daten, die von der Programmspeichereinheit Sl geliefert werden.

Eine Reihe von Antwortsendern 15 sind längs der Fahrbahn, die das Fahrzeug befährt, angeordnet. Die Antwortsender IJ können passive Einrichtungen sein, die entweder im Schotterbett untergebracht sind oder auf einer Schwelle oder an einer Seite einer Schiene befestigt sind. Diese Einrichtungen 13 erhalten ein Signal von einem Sender l4a, der auf dem Zug montiert ist. Die empfangenen Signale,werden im Antwortsender/Transponder gleichgerichtet, geglät tet und benutzt, um eine Nachricht-Sende-Schaltung im Transponder I^ zu aktivieren. Die digitalkodierte Nach rieht, die auf diese Weise erzeugt wird, besitzt einen eindeutigen Kode, der dem Orts-Identitäts-Signal entspricht.

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Die Ausstrahlung des Antwortsenders I^ wird über eine Antenne 15 empfangen und an einen Empfänger 14b auf dem Zug geleitet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß keine äußere Verdrahtung oder Stromquellen auf der Fahrbahn nötig sind und die Herstellungs- und Installierungskosten daher niedrig bleiben.

Gemäß einer Abwandlung kann ein Transponder verwendet werden, der als selektiver Reflektor für Mikrowellenstrah lungen dient. Der Leistungs-Reflexionsgrad hängt von der Frequenz der Mikrowellenstrahlung ab. Auf diese Weise kann das Antwortsignal benützt werden, um eine Nachricht zu übertragen, wenn die Frequenz der Sendequelle des Zuges veränderbar ist, wobei die Nachricht abhängt von der Art, in der der Reflexionsgrad des Transponders abgestimmt ist.

Wenn die Abfrageeinheit 12 das Identitätssignal des Transponders IJ erhalten hat, wird dieses Signal im Speicher S5 gespeichert. In der Vergleichsschaltung 11 wird ein Vergleich mit der Identität des Telegrammes, welches durch die Steuereinheit für die Berechnung des Geschwindigkeitspro files benutzt wurde, durchgeführt.

Die erfindungsgemäße .Einrichtung arbeitet in folgender Reihenfolge, deren einzelne Schritte in Fig. 2 dargestellt sind :

Die Betriebsspannung wird eingeschaltet und ein Programm wird eingesetzt. Diese- Tätigkeit bewirkt, daß die Spei eher S2, SjJ* S4 und S5 gelöscht werden. Das erste Daten- ' telegramm des Programmspeichers Sl wird in den Zwischenpufferspeicher S2 eingelesen. Diese Daten bleiben in S2, bis ein weiterer Löschvorgang durchgeführt wird.

Wenn der Zug über eine Signaleinrichtung, beispielsweise einen permanenten Magneten, der nahe der Fahrbahn ange ordnet ist, fährt, wird das resultierende Signal von einem vorgeschalteten Warnempfänger 1-6 benützt, um die Suche nach einem Transponder 13 zu beginnen, der in der Nähe des Signales angeordnet ist, welches dam Magneten

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zugeordnet ist. Diese Suche wird durchgeführt während einer Zeit, während der der Zug eine feste Entfernung, beispielsweise 250 m (Abstandsinformation wird vom Zugtachometer abgenommen) , durchfährt. Wenn innerhalb dieser Entfernung kein Transponder Ij5 gefunden wird, wird dem Fahrer ein Warnsignal gegeben. Der Fahrer muß dieses Signal bestätigen. Eine Bestätigung löscht die Warnung und löscht die Speicher S2, SJ, S4 und S5 und führt das nächste Telegramm von Sl in den Pufferspeicher S2, so daß das System bereit ist für die Suche nach einem Transponder Ij5, sobald der nächste Magnet erreicht ist»

Falls innerhalb des Suchbereiches ein Transponder IJ gefunden wird, wird das Identitätssignal dieses Transponders in den Speicher 5 eingelesen und in der Stufe 11 mit dem in S2 gespeicherten Transponder-Identitätssignal verglichen. Falls die beiden Signale nicht übereinstimmen, wird dem Fahrer ein Warnsignal gegeben. Eine Sperrschaltung ist vorbe reitet, so daß die Speicher S2 bis S5 nicht gelöscht werden, wenn der Fahrer die Warnung bestätigt. Eine Anzeige der in S2 gespeicherten Daten wird dem Fahrer in einer Anzeigeeinheit 17 (Fig. 1) gezeigt. Auf diese Weise kann er seine gespeicherte Programmstelle mit der tatsächlichen Position des Zuges vergleichen, die beispielsweise durch Beobachtung der Signalnummern bestimmt werden kann. Wenn das Programm außer Synchronisation ist, kann es vorwärts und rückwärts versetzt werden, um es wieder in die richtige Lage zu brin gen. Ein "Identitäts-Bestätigungs-Schalter" löscht die Identitätsanzeige und löscht die Sperrfunktion, die zuvor erzeugt wurde.

Wenn die Transponder-Identität korrekt mit der gespeicherten Identität in 32 übereinstimmt, wird das Telegramm in S2 in die Tahrzeuggetragene Steuervorrichtung 10 eingelesen und wenn seine Parität geprüft ist, tritt es in den Pufferspeicher S3 der Steuervorrichtung ein. Wenn kein korrektes Telegramm gefunden wird, wird die Warnung des Fahrer wie -derholt. Er kann diese Warnung bestätigen und auf diese Weise die Einrichtung für eine Suche beim nächsten Signal-

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magneten vorbereiten.

Das im Prozeßrechner-Pufferspeicher SJ befindliche Telegramm wird in den Hauptspeicher S4 mittels eines "Ende des Abschnittes"-Impulses verbracht. Dieser Impuls wird ausgelöst durch die"Transponder-lokalisiert"-Punktion und während einer angemessenen Zahl von Millisekunden für die Identitäts- und Paritätsprüfung,verzögert.

Die Lage des Telegrammes in S4 wird mit der Transponder-Identität in S5 durch eine Vergleichsschaltung 18 ver glichen. Stimmen sie nicht überein, dann wird die Warnvorrichtung für den Fahrer betätigt. Die Bestätigung dieser Warnung durch den Fahrer bringt die Einrichtung wie der in einen Zustand für die Suche beim nächsten Signal magneten.

Wenn die Telegramme in s4 und S5 dieselben sind, wird das in dem im Speicher 4 gespeicherten Telegramm enthaltene, berechnete Geschwindigkeitsprofil dem Fahrer auf der Anzeigeydargeboten.

Vier Stufen der Steuerung sind möglich: Die erste be steht darin, daß die Prozeßsteuereinrichtung 10 dem Fahrer auf dem Anzeigegerät 19 eine Nachricht über die Ge schwindigkeit, mit der der Zug fahren sollte, darbietet. Der zweite Schritt besteht in einer Überwachungssteuerung, bei der die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges in der Prozeßsteuereinrichtung 10 mit der für diesen speziellen Abschnitt der Fahrbahn maximal zulässigen Geschwindig -keit verglichen wird, wie sie sich aus dem Programm im Speicher Sl ergibt. Wenn diese maximal zulässige Geschwindigkeit überschritten wird, wird dem Fahrer ein Warnsignal gegeben.

Die dritte Stufe besteht in einer Ausdehnung der zweiten Stufe in einen übergeordneten Steuerbereich, bei dem, falls der Fahrer der Übergeschwindigkeitswarnung nicht durch Verringerung der Zuggeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten Zeitintervalles Folge leistet, eine automat! -

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sehe Betätigung der Bremsen mittels einer Einrichtung, die durch den Prozeßrechner 10 betätigt wird, erfolgt.

Die vierte Stufe der Steuerung besteht in einer selbsttä tigen Zugführungs-Steuerstufe, in der die Geschwindigkeit des Zuges direkt durch die Prozeßrechneranordnung gesteuert wird, um sie mit der maximalen Geschwindigkeit, die vom gespeicherten Programm angegeben ist, in Übereinstimmung zu bringen.

Die Durchführung des gespeicherten Programmes wird fort gesetzt durch Absuchen des Telegrammes in S2 nach einer "Ende"-Nachricht. Wird diese nicht gefunden, tritt der nächste Daten-Block oder das nächste Telegramm vom Speicher Sl in den Pufferspeicher S2 und das System ist wiederumjfür eine Suchaktion beim nächsten Signalmagneten bereit.

Gemäß einer Abwandlung gegenüber der Anordnung,bei der in Sl die Datenblocks in der Reihenfolge, in der sie benützt werden sollen, gespeichert sind, ist es möglich, ein Sy stern zu verwenden, bei dem diese Blocks der geographischen Daten, jede mit ihrer Orts-Identität, beliebig im Speicher angeordnet sind, der fortlaufend zyklisch läuft. Nach Empfang eines Orts-Identitäts-Signales von einem fahrbahnsei tigen Transponder 13 wird der Speicher Sl weiterbewegt, bis ein Datenblock aufgefunden wird, der dieselbe Orts Identität aufweist. Die zugehörige geographische Information wird dann dem Prozeßrechner in der vorgeschriebenen Art zugeführt.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß Routenänderungen bzw. -wechsel leicht durchgeführt werden können, obwohl diese Anordnung eine kompliziertere Speichereinrichtung benötigt. Darüberhinaus ist es sogar möglich, Informationen über eine Anzahl verschiedener Routen in einem Bereich einzuspeichern, so daß der Zug auf irgend einer dieser Routen benützt werden kann, ohne den Inhalt des Speichers Sl Verändern zu müssen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele,beschränkt; sie umfaßt auch alle

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fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

1.)/Fahrzeugsteuervorrichtung für ein sich längs einer V_j£anrbahn bewegendes Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahn in eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Abschnitten unterteilt ist, daß das Fahrzeug Programmittel trägt, die geographische Informationen bezüglich der Fahrbahn enthalten und so ausgebildet sind, daß sie diese In formationen an Steuermittel für die Steuerung des Fahrzeuges in Abhängigkeit von diesen geographischen Informatio nen übertragen können, daß an festen Stellen jedes der Fahrbahnabschnitte Mittel zur Identifizierung des Abschnittes vorgesehen sind, um ein Signal, das die Identität die ses Abschnittes enthält, dem Fahrzeug zu senden, und daß Mittel auf dem Fahrzeug vorgesehen sind, die sicherstellen, daß nur die geographischen Informationen,die dem jeweiligen Abschnitt entsprechen, den Steuermitteln für das Fahrzeug zugeführt werden„

•2o) Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Orts-Identifizierungsmittel einen Transponder umfassen, der derart ausgebildet ist, daß er nach Erhalt eines Signales eines Abfragesenders am Fahrzeug betätigt wird und Informationen, die seine geographische Lage identifizieren, einem Empfänger auf dem Fahrzeug zusendet.

j5.) Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Vergleichsschaltung vorgesehen ist zum Vergleich des Signales von diesen Orts-Identifizie rungsmitteln mit einer Orts-Identität der geographischen Daten, die von den Programmitteln erhalten werden, wobei die Vergleichsschaltung den Übergang der Daten von den Programmitteln zu den Steuermitteln nur gestattet, wenn die zwei Orts-Identitätssignale gleich sind.

4.) Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis "5, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmittel ein Magnet- oder Papierband enthalten, welches die geographischen Informationen in Form diskreter Datenblocks trägt, von denen jeder einen Teil mit einschließt, der die Orts-Identität

des Blocks darstellt. _o

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5.) Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock von diesem Band abgelesen und in einen Pufferspeicher transportiert wird, und anschlies send zu einem mit den Steuermitteln verbundenen Speicher nur dann übertragen wird, wenn seine Orts-Identität mit der jeweiligen Orts-Identität, die durch die Orts-Identifizierungsmittel gewonnen werden, übereinstimmt.

6.) Steuersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel Anzeigemittel für die entsprechende Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug fahren soll, für den Fahrer enthalten.

7.) Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel Mittel für automatische Herabsetzung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweisen, falls der Fahrer versäumt, die geeigneten Schritte zur Reduzierung der Geschwindigkeit einzuleiten, wenn das Fahrzeug schneller fährt als die jeweils zugelassene Geschwindigkeit beträgt.

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