DE3200811A1

DE3200811A1 - Einrichtung zur bestimmung des standortes eines spurgefuehrten fahrzeugs

Info

Publication number: DE3200811A1
Application number: DE19823200811
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(grad.) 3340 Wolfenbüttel Hohmann; Martin Ing.(grad.) 3331 Warberg Jung
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-01-13
Filing date: 1982-01-13
Publication date: 1983-07-21

Description

Einrichtung zur Bestimmung des Standortes eines spur-
geführten Fahrzeugs Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bestimmung des Standortes eines spurgeführten Fahrzeugs längs einer von ihm befahrenen Bahn, die in vorgegebenen Abständen mit vom Fahrzeug lesbaren Markierungen versehen ist und bei der die Anzahl der seit dem Passieren einer ausgewählten Markierung gelesenen Markierungen fahrrichtungsabhängig in einen Zähler für die digitale Standortkennzeichnung ein- bzw. ausgezählt wird.
Zum Bestimmen von Wegstrecken ist es bekannt (DE-PS 890 420), diese mit in regelmäßigem Abstand aufeinanderfolgenden Teilungen zu versehen, die an einer relativ zur Wegstrecke bewegbaren Ablesestelle Impulse erzeugen.
Diese Impulse sind ein Maß für die gegenseitige Verschiebung von Wegstrecke und Ablesestelle. Um eine gute.
Auflösung der Wegstrecke zu erzielen, müssen die einzelnen Intervalle zwischen den Teilungen kleiner als die gewünschte bzw. zulässige Längentoleranz sein, d.h.
bei einer verlangten Auflösung von z.B. 1 cm muß der Abstand der Markierungen voneinander kleiner als 1 cm sein. Für eine hochgenaue Positionsbestimmung von spurgeführten Fahrzeugen wie es z.B. für die automatische Positionierung bestimmter Güterwagen an Verlade- und Entladestationen nötig sein kann, ist dieses bekannte Meßverfahren nicht ohne weiteres einzusetzen weil die damit erzielbare Streckenauflösung nicht immer der durch die Praxis verlangten Streckenauflösung entspricht. Bei der Steuerung von Krananlagen und bei der Feinpositionierung der Ausdrückwagen in Kokereianlagen z.B. wird eine Streckenauflösung in der Größenordnung von + 5 mm gefordert. Eine derartige Feinpositionierung würde eine Teilung der Strecke in der Größenordnung von ebenfalls etwa 5 mm erfordern. Ubertragungseinrichtungen, die auf im Abstand von etwa 5 mm voneinander angeordnete streckenseitige Markierungen ansprechen, sind nur bei einer hochgenauen Spurführung von Fahrzeugen denkbar; für die Verwendung in Anlagen, bei denen nur eine weniger genaue Spurführung möglich ist wie beispielsweise bei der Steuerung von Güterwagen ist ein Lesen von im Abstand von etwa 5 mm nebeneinander angeordneten Markierungen kaum möglich.
Den Nachteil einer nur unzureichenden Wegauflösung vermeiden Wegmeßeinrichtungen, die sich ihre Markierungen selbst setzen. Eine solche bekannte Wegmeßeinrichtung (US-PS 2 669 669) kann z.B. aus einem etwa zahnradförmigen Gebilde bestehen, das von einer Fahrzeugachse angetrieben wird und dessen Zähne beim Vorbeibewegen an ortsfesten Leseeinrichtungen gezählt werden. Diese Leseeinrichtungen sind neben dem zahnradförmigen Gebilde auf einer Kreisbahn symmetrisch verteilt angeordnet.
Dadurch daß die Anzahl der Zähne nahezu unbeschränkt ist und dadurch daß mehrere Leseeinrichtungen vorgesehen sein können, lassen sich je Wegeinheit beliebig viele Zählimpulse ableiten; damit ist eine hohe Wegauflösung erreichbar. Eine so aufgebaute Wegmeßeinrichtung hat aber den großen Nachteil, daß sie beim Schleudern und Gleiten des das zahnradförmige Gebilde treibenden Fahrzeugrades falsche Meßergebnisse liefert; bei dem einen Vorgang wird eine zu hohe Impulsrate, bei dem anderen eine zu niedrige Impulsrate bestimmt und damit eine zu große bzw. zu kleine Wegstrecke angezeigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruthe3 t!a 1 auszugeben, die eine hochgenaue Weg- und damit Positionsbestimmung zuläßt, deren Auflösung feiner ist als die Auflösung, die sich aus dem Produkt der Anzahl der Leseeinrichtungen und der Anzahl der Markierungen an der Strecke ergibt und die darüber hinaus unabhängig ist von irgendwelchem Schlupf zwischen Fahrzeugrad und Fahrschiene.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß auf dem Fahrzeug mindestens zwei ständig wirksame Leseeinrichtungen für die streckenseitigen Markierungen vorgesehen sind, daß diese Leseeinrichtungen in Fahrrichtung des Fahrzeugs hintereinander in einem Abstand k a = n k + x angeordnet sind, worin n eine beliebige ganze Zahl, k der Abstand der Markierungen voneinander und x die Anzahl der Leseeinrichtungen ist, daß die Markierungen eine Wirklänge aufweisen, die gleich dem halben Abstand der Markierungen voneinander ist und deren an das Fahrzeug übermitteltes Signal sowohl mit seiner Vorder- als auch seiner Rückflanke einen Zählimpuls auslöst und daß eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, welche das jeweils ermittelte Zählergebnis z nach Maßgabe der Beziehung w = z . k in einen Weg-2 x streckenwert w umsetzt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in Figur 1 schematisch eine Strecke mit einer Vielzahl von Markierungen sowie ein diese Strecke befahrendes Fahrzeug, Figur 2 zeigt die Ausgangssignale der Leseeinrichtungen des Fahrzeugs beim Passieren der Strecke und Figur 3 zeigt drei verschiedene Ausführungsformen für die Ausbildung) der streckenseitigen Markierungen.
In Figur 1 ist schematisch eine Strecke S dargestellt, die von einem Fahrzeug F befahren wird. Entlang der Strecke sind auf einer gesonderten Bahn B in immer gleichen Abständen k Zarkierungen M angebracht, die von dem Fahrzeug F beim Vorüberlaufen als solche erkannt werden können. Hierzu ist das Fahrzeug mit beispielsweise drei Leseeinrichtungen El, E2, E3 versehen, die z.B. unterhalb des Fahrzeugs angeordnet und auf die Markierungen ausgerichtet sind. Die Leseeinrichtungen sind in einem bestimmten Abstand a hintereinander angebracht und dieser Abstand berechnet sich nach der Gek setzmäßigkeit a = n k + x . Hierin sind n eine beliebige ganze Zahl, k der Abstand der Markierungen voneinander und x die Anzahl der Leseeinrichtungen. Die in der Zeichnung unter dem Boden des Fahrzeugs verteilt angeordneten Leseeinrichtungen können bei der technischen Realisierung der Erfindung im Abstand von nur wenigen mm hintereinander angebracht und beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein.
Eine solche dichte Anordnung der Leseeinrichtungen hat den Vorteil, daß die fahrzeugseitige Einrichtung zur Positionsbestimmung beim Einfahren in einen Meßbereich quasi sofort betriebsbereit ist. Dies hat seinen Grund darin, daß alle Leseeinrichtungen auf das Passieren der ersten Markierung reagiert haben und damit an ihrem Ausgang verwertbare Signale führen bevor sie in den Bereich der zweiten oder einer folgenden Markierung gelangen. Jede Leseeinrichtung reagiert für die Dauer der Beeinflussung auf das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Markierung in ihrem Einflußbereich mit einem entsprechenden Ausgangssignal. Diese Ausgangssignale sind in Figur 2 dargestellt; sie tragen eine der zugehörigen Leseeinrichtung El bis E3 entsprechende Bezeichnung el bis e3.
Die Markierungen wei n yine Wirklänge 1 auf, die gleich dem halben Abstarld k der Marki -tunen voneinander ist.
Dadurch, daß die Markierungen eine gewisse Wirklänge aufweisen, kann auf c:'m Fahrzeug deutlich zwischen der Vorder- und der FückSlanke bzw. dem Vorhandensein und dem Nichtvorhandensein des übermittelten Signals unterschieden werden und dadurch, daß die Wirklänge der Markierungen gleich dem halben Abstand der Markierungen voneinander ist, werden durch jede Markierung zwei Impulse ausgelöst, die um 1 = k gegeneinander 2 versetzt sind und damit eine Wegauflösung möglich machen, die doppelt so groß ist wie die durch den Abstand der Markierungen gegebene Streckenauflösung.
Auf dem Fahrzeug oder in einer nicht dargestellten Steuerstelle ist eine ebenfalls nicht dargestellte Auswerteeinrichtung angeordnet, welche die von den einzelnen Leseeinrichtungen gelieferten Ausgangssignale als Zählimpulse einem Zähler zuführt und welche das ab Registrierung einer ausgewählten Markierung jeweils ermittelte Zählergebnis z nach Maßgabe der Beziehung z k w = 2 . x in einen Wegstreckenwert w umsetzt. Aus der Anordnung der Markierungen im Abstand k und der Anordnung der Leseeinrichtungen im Abstand a ergibt sich für die fahrzeugseitige Auswerteeinrichtung eine Auflösung der Strecke mit einer Toleranz, die einem Sechstel des Abstandes k der Markierungen voneinander entspricht.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist daher in der Lage, eine sehr genaue Standortbestimmung des Fahrzeugs auf einer Strecke herbeizuführen ohne daß es erforderlich ist, an der Strecke eine dem geforderten Auflösevermögen entsprechende Anzahl von Markierungen anzubringen.
Für die Beeinflussung des Fahrzeugs ist entlang der Bahn eine mit Ausnehmungen im Abstand der Markierungen versehene Schiene B angeordnet. Wie diese Schiene vorteilhaft auszubilden ist, ist in Figur 3 darg-?stellt.
In F.lgllr 3a ist dis Schiene B1 als Z2hnschie.- ausge- bildet, wobei die Leseeinrichtungen beispielsweise auf jeden Zahn mit einem entsprechenden Ausgangssignal und auf jede Zahnlücke mit dem Verschwinden dieses Ausgangssignales reagieren. n Figur 3b ist die Schiene B2 als Lochschiene ausgebildet, wobei die Leseeinrichtungen wiederum unterschiedlich auf das Vorhandensein der Löcher und der Stege in ihrem Einflußbereich reagieren.
Figur 3c zeigt eine Ausführungsform, bei der die Schiene B3 mit im Abstand angebrachten Reflektoren R versehen sind. In allen Fällen sind die fahrzeugseitigen Leseeinrichtungen die aktiven Elemente, die eine elektromagnetische Strahlung abgeben und diese Strahlung wird durch die passiven Markierungen beeinflußt. Es ist aber auch möglich, an der Strecke aktive Markierungen vorzusehen, beispielsweise mit elektrischen Markierungen versehene Sendekabel oder lichtemittierende Einrichtungen.
Die Anordnung der Markierungen entlang der Strecke ist vorteilhaft auf diejenigen Streckenabschnitte begrenzt, an denen eine hochgenaue Positionserfassung überhaupt erforderlich ist, also beispielsweise im Bereich der Entladeeinrichtungen von Güterwagen oder Behältern.
Als ausgewählte Markierung zur Kennzeichnung eines Meßstreckenbeginns kann beispielsweise eine am Anfang der Meßstrecke angeordnete punktförmig wirkende Übertragungseinrichtung vorgesehen sein. Lassen sich mit dieser Übertragungseinrichtung neben dem ausgewählten Signal weitere Daten übermitteln, so kann dem Fahrzeug beim Einfahren'in die Meßstrecke zusätzlich ein absolutes Ortskennzeichen übermittelt werden, das auf dem Fahrzeug beim Vorrücken in der Meßstrecke fortgeschrieben wird. Es ist aber auch möglich, auf gesonderte Übertragungseinrichtungen zu verzichten und stattdessen die ausgewählte Markierung für das Fahr- zeug durch das aufeinanderfolgende Ansprechen aller seiner Leseeinrichtungen zu definieren. Durch Auswerten der Ausgangssignale der Leseeinrichtungen in ihrer Phasenlage zueinander läßt sich auf dem Fahrzeug die jeweilige Fahrrichtung erkennen, so daß auch bei Fahrrichtungsumkehr innerhalb der Meßstrecke eine exakte Positionsbestimmung möglich ist.
Die Auswertung der von den Leseeinrichtungen abgegebenen Signale muß nicht zwangsweise auf dem Fahrzeug vorgenommen werden; sie kann auch an einer fernen Bewertungsstelle, beispielsweise einer Fernsteuerstation, stattfinden.
3 Figuren 8 Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche Einrichtung zur Bestimmung des Standortes eines rgefUhrten Fahrzeugs längs einer von ihm befahrenen Bahn, die in vorgegebenen Abständen mit vom Fahrzeug lesbaren Markierungen versehen ist und bei der die Anzahl der seit dem Passieren einer ausgewählten Markierung gelesenen Markierungen fahrrichtungsabhängig in einen Zähler für die digitale Standortkennzeichnung ein- bzw. ausgezählt wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß auf dem Fahrzeug (F) mindestens zwei ständig wirksame Leseeinrichtungen (E1 bis E3) für die streckenseitigen Markierungen (M) vorgesehen sind, daß diese Leseeinrichtungen in Fahrrichtung des Fahrzeugs hintereinander in einem Abstand a = n.k + kx angeordnet sind, worin n eine beliebige ganze Zahl, k der Abstand der Markierungen voneinander und x die Anzahl der Leseeinrichtungen ist, daß die Markierungen (M) eine Wirklänge (1) aufweisen, die gleich dem halben Abstand (k) der Markierungen voneinander ist und deren an das Fahrzeug Ubermittelt Signal sowohl mit seiner Vorder- als auch seiner Rückflanke einen Zählimpuls auslöst, und daß eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, welche das ab Registrierung einer ausgewählten Markierung jeweils ermittelte Zählergebnis z nach Maßgabe der Beziehung w = r xk in einen Wegstreckenwert w umsetzt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die streckenseitigen Markierungen nur dort angeordnet sind, wo eine hochgenaue Standortbestimmung des Fahrzeugs erforderlich ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ausgewahlte Markierung durch eine punktförmig wirkende obertragungseinrichtung definiert ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ausgewählt Markierung für ein Fahrzeug durch das aufeinanderfolgende Ansprechen aller Leseeinrichtungen des Fahrzeugs definiert ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß entlang der Bahn eine mit Ausnehmungen im Abstand (k) der Markierungen (M) versehene Schiene (B) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Schiene (B1) als Zahnschiene ausgebildet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Schiene (B2) als Lochschiene ausgebildet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Schiene (B3) mit im Abstand angebrachten Reflektoren (R) versehen ist.