EP0271592A1 - Method and device for the regulation of tilting - Google Patents

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EP0271592A1
EP0271592A1 EP86117409A EP86117409A EP0271592A1 EP 0271592 A1 EP0271592 A1 EP 0271592A1 EP 86117409 A EP86117409 A EP 86117409A EP 86117409 A EP86117409 A EP 86117409A EP 0271592 A1 EP0271592 A1 EP 0271592A1
Authority
EP
European Patent Office
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route
vehicle
location
memory
route data
Prior art date
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Application number
EP86117409A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0271592B1 (en
Inventor
Klaus Dipl.-Ing. Hänsel
Franz Schupp
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Honeywell Regelsysteme GmbH
Original Assignee
Honeywell Regelsysteme GmbH
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Publication date
Application filed by Honeywell Regelsysteme GmbH filed Critical Honeywell Regelsysteme GmbH
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Priority to DE8686117409T priority patent/DE3663500D1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies

Definitions

  • the present invention relates to a method for tilt control according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for performing this method.
  • the control signals can then be generated in a timely manner by a corresponding delay.
  • the difficulty with This method consists in determining exactly where the train is at the route so that the computer can output the correct data for this position. It is possible to determine the speed of the train in different ways and also the location of the train by integration; With such an incremental measuring method, however, the errors add up over the length of the distance, so that it is necessary to correct them at certain distances by means of beacons.
  • the object of the present invention is to design this method in such a way that the stored route section traveled by the vehicle can be determined exactly at any time without the need for auxiliary means on the route, such as e.g. Beacons are required.
  • the route window is not only predetermined by its position and length, but also by values determined and calculated by measurement technology, such as curve radius and curve height for certain segments within the window. This allows the route data correlated to the route window to be found easily and securely in the memory. By addressing the route data in advance in the memory, it is possible to take into account a corresponding speed of the vehicle and a delay-free route to the route section just passed be adjusted inclination control.
  • the 1 shows a car body 12 which is inclined relative to a bogie 10 by the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ depends on the curve radius R of the distance traveled and the lateral acceleration b on the bogie 10.
  • the curve increase ⁇ i.e. the angle at which the track plane is inclined against the horizontal plane is fixed when the line is built.
  • a train consisting of a locomotive 16 and three carriages 18, 18 ⁇ and 18 ⁇ is shown in the upper part of the drawing.
  • a Route window 20 is predetermined, which is divided into segments or steps of one meter, for example.
  • the locomotive 16 is provided with a measuring device on the front and rear bogies.
  • the measuring device comprises a gyroscope for measuring the angular velocity ⁇ g in the yaw plane, an acceleration sensor for detecting the lateral acceleration b on the bogie and a sensor for detecting the speed v and the direction of movement (forward / backward).
  • a computer to be described on the locomotive 16 determines the curve radius R of the track and the track elevation ⁇ from these values.
  • a corresponding memory map 22 is shown below the route window 20.
  • the track radius R and the track elevation ⁇ are coded by a corresponding bit pattern under each address provided per step size and identifying the vehicle location.
  • FIG. 3 essentially shows the block diagram of a central computer 25 which is installed on the locomotive. This computer is primarily used to determine the variable route window and the specification of target values for the control of the car body inclination in the trailing cars.
  • the signals supplied by sensors are a central processor CPU-28 supplied, the program stored in a read-only memory ROM-30 the data for the track window is continuously calculated and stored in a random access memory RAM-38.
  • the length of the train or the number of carriages can be specified via an operating and display device 32, a selection switch 34 and an operating logic 36 to the central processor CPU-28 so that it calculates a correspondingly wide route window.
  • Another RAM-40 random access memory serves as the main memory.
  • a large capacity storage 42 e.g. A CD read-only memory with 540 M bytes contains an image of the entire route to be traveled by the train, the track radius R and the curve elevation ⁇ being stored under a corresponding address for each meter of the route.
  • the data for the track radius R and the curve elevation ⁇ are specified, for example, by the measured distance.
  • a coprocessor 44 continually compares the contents of the memory 38 with the contents of the mass storage 42 to find a correlating section in the mass storage 42.
  • a correlating data window in the mass storage 42 is shifted forward in dependence on the speed of the train in the mass storage 42, this corresponding leading window being read out from the mass storage 42.
  • This work is carried out by a further coprocessor 46.
  • the leading window is then processed by the central processor 28 in order to subsequently output setpoints for the inclination ⁇ i and for the actuating speed ⁇ i via a serial input / output connection 48 to the trailing wagons.
  • a further serial input / output connection 50 conducts signals reported back from the carriages via the operating logic 36 and a further selection switch 52 to the operating and display unit 32. All components of the central computer 25 are connected to one another via a bus 54 connected. The trailing wagons are controlled with the digital setpoints via a 2-wire bus 56. This bus 56 also takes over the feedback of certain signals. A separate line 58 is provided for the feedback "carriage in zero position". A voltage supply 60 serves to operate the components within the central computer 25.
  • a block diagram of a control device 62 provided in each car is shown.
  • the control device 62 is double in terms of its digital processing components, i.e. realized redundantly.
  • the choice between a first controller 64 and a second controller 66 is made via a logic 68 which, in addition to the controller switchover, also serves for bus monitoring and bus switchover. This logic 68 also monitors a voltage supply 70 and switches it off in the event of a fault.
  • the controllers 64 and 66 are implemented digitally as processors, and in the usual way they include a central processor CPU-72, a working memory RAM-74, a program memory ROM-76, an analog / digital converter and multiplexer 78 as well as serial inputs / Output connectors 80 include.
  • the second controller 66 has the same components, these components being provided with the same reference number but with a comma.
  • This actuating device must then be provided with a corresponding digital / analog converter and the actual actuators of an electrical or hydraulic type.
  • the positioning speed ⁇ is also regulated.
  • the speed control loop is subordinate to the position control loop.
  • the positioning speed of the car body is taken into account as a special control variable in order to achieve a delay-free positioning process adapted to the transition arches.
  • each car is provided with a display and control console 88, for example, by means of which the control can be switched off and certain values can be displayed.
  • Figure 5 shows the arrangement of the essential elements within the train set. It can be seen that the locomotive 16 is provided with measuring devices 24 on the front and rear bogies and has the central computer 25. The carriages 18, 18 ⁇ ... are equipped with the redundant control device 62 and, per bogie, with the sensors 84 and the actuators 86. Train and car are connected to each other via the serial data bus 56 and the additional line 58 is used to report the zero position.
  • switch-on and switch-off procedures are defined, which are of great importance for the safety of vehicle users, for operational safety and for the flexibility of the chosen working principle.
  • the switch-on procedure begins with the query of the car according to the number with subsequent wagon addressing, specification of the respective wagon length and definition of the train length and definition of the route window.
  • the inclination control can be put into operation.
  • the train driver receives feedback about the proper functioning of the wagons and the train composition, and he will acknowledge the correctness of the information in a trouble-free state. Only now is the release for unrestricted commissioning of the inclination control.
  • the switch-off procedure begins with an error query, e.g. whether a controller has switched to the second processor in order to be able to initiate replacement work, whereby the error display is retained even after the system is switched off. Then there is a query for correct zero positioning of the individual car bodies and acknowledgment when the zero infeed has been completed. The individual wagons are now switched off and, after being properly switched off, the central computer on the locomotive can also be switched off.
  • the measuring device which supplies the data to be processed by the computer, to be arranged on the bogie of the locomotive.
  • this measuring device can be located anywhere within the train set; it is then only necessary to know the train length in front of and behind the measuring device so that the computer takes this into account accordingly when determining the route window.

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Abstract

1. Method for the regulation of tilting of vehicle bodies with respect to their undercarriages, in particular of car bodies of railway vehicles in a train with respect to their bogies, whereat track profile data are stored in a memory, the momentary location of the track is evaluated and the regulation of tilting is done according to the stored track profile data for this location, characterized by the following features : a) during the journey of the vehicle a window of track profile data related to the length of the vehicle is evaluated by measuring and computing ; b) a profile data section correlated to the evaluated track profile data window is accessed in the memory ; and c) as a function of the vehicle velocity a track profile data section shifted ahead with respect to the correlated track profile data section is taken into account for the regulation of tilting.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver­fahren zur Neigungsregelung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for tilt control according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for performing this method.

In dem Aufsatz "Der Ausgleich unzureichender Gleis­überhöhung zur Verbesserung des Fahrkomforts und zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Reisezüge" von Pierre Moron, erschienen in ZEV-Glas. Ann. 97 (1973), Nr. 2/3, sind einige Lösungen beschrieben, wie durch Neigungsregelung der Wagen von Reisezügen eine größere mögliche Kurvengeschwindigkeit ohne Beeinträchtigung des Komforts für die Reisenden erzeugt werden kann. In diesem Zusammenhang wird das Anbringen eines Beschleunigungssensors am Wagenkasten bzw. am Dreh­gestell vorgeschlagen, um ein Signal für die Neigungs­regelung des Wagens zu gewinnen. Aufgrund der endlichen Stellzeit des Stellgliedes wird bei dieser Lösung je­doch die gewünschte Neigung nur mit Verzögerung er­zielt. Daher wird für hohe Zuggeschwindigkeiten vorge­schlagen, das Stellsignal für einen Wagen von einem vorauslaufenden Wagen bzw. von der Lokomotive herzu­leiten. Durch entsprechende Verzögerung kann man sodann die Stellsignale zeitrichtig erzeugen. Schließlich wird in dem erwähnten Aufsatz bereits angeregt, Daten über die Streckenverhältnisse zu speichern und ausgehend von den gespeicherten Daten und der Geschwindigkeit des Zuges über einen Rechner ein störungsfreies, die Neigung bewirkendes, Signal zu erzeugen. Die Schwierigkeit bei diesem Verfahren besteht darin, genau zu bestimmen, an welcher Stelle der Strecke der Zug sich befindet, damit der Rechner die für diese Position richtigen Daten aus­geben kann. Es ist zwar möglich, in verschiedener Weise die Geschwindigkeit des Zuges und durch Integration auch den Ort des Zuges zu bestimmen; bei einem solchen inkrementalen Meßverfahren summieren sich jedoch die Fehler über die Länge der Strecke auf, so daß es er­forderlich ist, in bestimmten Streckenabständen mittels Baken eine Korrektur herbeizuführen.In the essay "The compensation of insufficient track elevation to improve driving comfort and to increase the speed of passenger trains" by Pierre Moron, published in ZEV-Glas. Ann. 97 (1973), No. 2/3, some solutions are described how a greater possible cornering speed can be generated by regulating the inclination of the coaches of passenger trains without impairing the comfort for the passengers. In this context, the attachment of an acceleration sensor on the car body or on the bogie is proposed in order to obtain a signal for the inclination control of the car. Due to the finite actuating time of the actuator, the desired inclination is only achieved with a delay in this solution. For high train speeds, it is therefore proposed to derive the control signal for a car from a preceding car or from the locomotive. The control signals can then be generated in a timely manner by a corresponding delay. Finally, it is already suggested in the above-mentioned article to store data about the route conditions and, based on the stored data and the speed of the train, to use a computer to generate a fault-free signal which causes the inclination. The difficulty with This method consists in determining exactly where the train is at the route so that the computer can output the correct data for this position. It is possible to determine the speed of the train in different ways and also the location of the train by integration; With such an incremental measuring method, however, the errors add up over the length of the distance, so that it is necessary to correct them at certain distances by means of beacons.

Ausgehend von diesem bekannten Verfahren ist es, die Auf­gabe der vorliegenden Erfindung, dieses Verfahren so aus­zugestalten, daß der von dem Fahrzeug durchfahrene abge­speicherte Streckenabschnitt jederzeit exakt ermittelt werden kann, ohne daß hierzu Hilfsmittel an der Strecke, wie z.B. Baken, erforderlich sind.On the basis of this known method, the object of the present invention is to design this method in such a way that the stored route section traveled by the vehicle can be determined exactly at any time without the need for auxiliary means on the route, such as e.g. Beacons are required.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnen­den Verfahrensschritten des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ver­fahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved in accordance with the characterizing method steps of claim 1. Further advantageous refinements of the method according to the invention and an apparatus for carrying out this method can be found in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht nur eine Position, sondern ein ganzes Streckenfenster für die Ermittlung der korrelierenden Streckendaten im Speicher herangezogen. Das Streckenfenster ist nicht nur durch seine Position und Länge, sondern auch durch meß­technisch ermittelte und berechnete Werte, wie beispiels­weise Kurvenradius und Kurvenhöhe für bestimmte Segmente innerhalb des Fensters vorgegeben. Dies gestattet ein einfaches und sicheres Aufsuchen der zu dem Strecken­fenster korrelierten Streckendaten in dem Speicher. Durch eine vorauseilende Adressierung der Streckendaten in dem Speicher kann einer entsprechenden Geschwindigkeit des Fahrzeuges Rechnung getragen werden und eine verzögerungs­freie dem gerade durchfahrenen Streckenabschnitt ange­ paßte Neigungsregelung vorgenommen werden.In the method according to the invention, not only a position but an entire route window is used to determine the correlating route data in the memory. The route window is not only predetermined by its position and length, but also by values determined and calculated by measurement technology, such as curve radius and curve height for certain segments within the window. This allows the route data correlated to the route window to be found easily and securely in the memory. By addressing the route data in advance in the memory, it is possible to take into account a corresponding speed of the vehicle and a delay-free route to the route section just passed be adjusted inclination control.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei das erfindungs­gemäße Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durch­führung des Verfahrens im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

  • Fig. 1 das Prinzip der Neigungsregelung eines Wagenkastens in bezug auf ein Drehge­stell;
  • Fig. 2 die Darstellung eines Zuges mit zuge­ordnetem Streckenfenster;
  • Fig. 3 Teile einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Blockdiagramm;
  • Fig. 4 weitere Teile einer Vorrichtung zur Durch­führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Blockdiagramm; und
  • Fig. 5 die Anordnung bestimmter Sensoren und Geber sowie deren Verbindung in einem Zugverband.
The method according to the invention and an apparatus for carrying out the method are described in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the figures of the accompanying drawing. Show it:
  • Figure 1 shows the principle of the inclination control of a car body with respect to a bogie.
  • 2 shows the representation of a train with an associated route window;
  • 3 shows parts of an apparatus for carrying out the method according to the invention in a block diagram;
  • 4 shows further parts of an apparatus for carrying out the method according to the invention in a block diagram; and
  • Fig. 5 shows the arrangement of certain sensors and sensors and their connection in a train set.

Fig. 1 zeigt einen gegenüber einem Drehgestell 10 um den Winkel γ geneigten Wagenkasten 12. Der Winkel γ hängt von dem Kurvenradius R der durchfahrenen Strecke und der Querbeschleunigung b am Drehgestell 10 ab. Die Kurver­überhöhung α , d.h. der Winkel, unter dem die Gleisebene gegen die Horizontalebene geneigt ist, ist fest beim Bau der Strecke vorgegeben. Mit einem hydraulischen Stell­zylinder 14 oder einem elektromotorischen Antrieb kann bei einer entsprechenden Lagerung des Wagenkastens 12 auf dem Drehgestell 10 die Neigung γ des Wagenkastens 12 in bezug auf das Drehgestell 10 eingestellt werden.1 shows a car body 12 which is inclined relative to a bogie 10 by the angle γ. The angle γ depends on the curve radius R of the distance traveled and the lateral acceleration b on the bogie 10. The curve increase α, i.e. the angle at which the track plane is inclined against the horizontal plane is fixed when the line is built. With a hydraulic actuating cylinder 14 or an electric motor drive, the inclination γ of the car body 12 with respect to the bogie 10 can be adjusted with a corresponding mounting of the car body 12 on the bogie 10.

Gemäß Fig. 2 ist im oberen Teil der Zeichnung ein Zug be­stehend aus einer Lokomotive 16 und drei Wagen 18, 18ʹ und 18ʺ dargestellt. Durch die Länge des Zuges wird ein Streckenfenster 20 vorgegeben, das beispielsweise in Segmente oder Schritte von einem Meter unterteilt ist. Die Lokomotive 16 ist am vorderen und hinteren Drehge­stell mit einer Meßeinrichtung versehen. Die Meßein­richtung umfaßt ein Kreiselgerät für die Messung der Winkelgeschwindigkeit ω g in der Gierebene, einen Beschleunigungssensor für die Erfassung der Querbe­schleunigung b am Drehgestell sowie einen Sensor für die Erfassung der Geschwindigkeit v und die Bewegungs­richtung (vorwärts/rückwärts). Ein noch zu beschreiben­der Rechner auf der Lokomotive 16 ermittelt aus diesen Werten den Kurvenradius R des Gleises sowie die Gleis­überhöhung α . Diese Werte werden pro Meter Strecken­abschnitt ermittelt und mit einer entsprechenden Adresse versehen. Eine entsprechende Speicherabbildung 22 ist unterhalb des Streckenfensters 20 dargestellt. Wie man erkennt, ist unter jeder pro Schrittweite vorgesehenen und den Fahrzeugort kennzeichnenden Adresse der Gleisradius R und die Gleisüberhöhung α durch ein entsprechendes Bitmuster codiert.2, a train consisting of a locomotive 16 and three carriages 18, 18ʹ and 18ʺ is shown in the upper part of the drawing. By the length of the train is a Route window 20 is predetermined, which is divided into segments or steps of one meter, for example. The locomotive 16 is provided with a measuring device on the front and rear bogies. The measuring device comprises a gyroscope for measuring the angular velocity ω g in the yaw plane, an acceleration sensor for detecting the lateral acceleration b on the bogie and a sensor for detecting the speed v and the direction of movement (forward / backward). A computer to be described on the locomotive 16 determines the curve radius R of the track and the track elevation α from these values. These values are determined per meter of section and given an appropriate address. A corresponding memory map 22 is shown below the route window 20. As can be seen, the track radius R and the track elevation α are coded by a corresponding bit pattern under each address provided per step size and identifying the vehicle location.

Fig. 3 zeigt im wesentlichen das Blockschaltbild eines zentralen Rechners 25, der auf der Lokomotive installiert ist. Dieser Rechner dient in erster Linie der Ermittlung des variablen Streckenfensters und der Vorgabe von Soll­werten für die Regelung der Wagenkastenneigung in den nachlaufenden Wagen.3 essentially shows the block diagram of a central computer 25 which is installed on the locomotive. This computer is primarily used to determine the variable route window and the specification of target values for the control of the car body inclination in the trailing cars.

So werden die von nicht dargestellten Sensoren, wie bei­spielsweise Kreiselgerät, Beschleunigungsmesser und Geschwindig­keitsmesser einer Meßeinrichtung 24 gelieferten Signale für die Gierwinkelgeschwindigkeit ωg, für die Querbe­schleunigung b und die Geschwindigkeit v nach Analog/­Digital-Wandlung in einem Wandler 26 einem zentralen Prozessor CPU-28 zugeführt, der unter Zuhilfenahme von in einem Festwertspeicher ROM-30 gespeicherten Programm die Daten für das Streckenfenster fortlaufend errechnet und in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM-38 ab­gelegt. Die Länge des Zuges bzw. die Anzahl der Wagen kann über ein Bedien- und Anzeigegerät 32, einen Auswahl­schalter 34 und eine Betriebslogik 36 dem zentralen Pro­zessor CPU-28 vorgegeben werden, damit dieser ein ent­sprechend breites Streckenfenster errechnet. Ein weiterer Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM-40 dient als Arbeits­speicher.Thus, the signals supplied by sensors (not shown), such as a gyroscope, accelerometer and speedometer of a measuring device 24, for the yaw angular velocity ω g , for the lateral acceleration b and the velocity v after analog / digital conversion in a converter 26 are a central processor CPU-28 supplied, the program stored in a read-only memory ROM-30 the data for the track window is continuously calculated and stored in a random access memory RAM-38. The length of the train or the number of carriages can be specified via an operating and display device 32, a selection switch 34 and an operating logic 36 to the central processor CPU-28 so that it calculates a correspondingly wide route window. Another RAM-40 random access memory serves as the main memory.

Ein Großraumspeicher 42, z.B. ein CD-Festwertspeicher mit 540 M-Byte, enthält ein Abbild der gesamten von dem Zug zu durchfahrenden Strecke, wobei für jeden Streckenmeter der Gleisradius R und die Kurvenüberhöhung α unter einer entsprechenden Adresse abgespeichert ist. Die Daten für den Gleisradius R und die Kurvenüberhöhung α sind beispielsweise durch die vermessene Strecke vorgegeben.A large capacity storage 42, e.g. A CD read-only memory with 540 M bytes contains an image of the entire route to be traveled by the train, the track radius R and the curve elevation α being stored under a corresponding address for each meter of the route. The data for the track radius R and the curve elevation α are specified, for example, by the measured distance.

Ein Coprozessor 44 vergleicht fortlaufend den Inhalt des Speichers 38 mit dem Inhalt des Massenspeichers 42, um einen korrelierenden Abschnitt in dem Massenspeicher 42 aufzufinden. Ein korrelierendes Datenfenster in dem Massen­speicher 42 wird in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Zuges in dem Massenspeicher 42 nach vorne verschoben, wobei dieses entsprechend voreilende Fenster aus dem Massenspeicher 42 ausgelesen wird. Diese Arbeit über­nimmt ein weiterer Coprozessor 46. Das voreilende Fenster wird sodann durch den zentralen Prozessor 28 verarbeitet, um anschließend Sollwerte für die Neigung γ i und für die Stellgeschwindigkeit ω i über einen seriellen Ein/­Ausgangs-Anschluß 48 an die nachlaufenden Wagen auszugeben.A coprocessor 44 continually compares the contents of the memory 38 with the contents of the mass storage 42 to find a correlating section in the mass storage 42. A correlating data window in the mass storage 42 is shifted forward in dependence on the speed of the train in the mass storage 42, this corresponding leading window being read out from the mass storage 42. This work is carried out by a further coprocessor 46. The leading window is then processed by the central processor 28 in order to subsequently output setpoints for the inclination γ i and for the actuating speed ω i via a serial input / output connection 48 to the trailing wagons.

Ein weiterer serieller Ein/Ausgangs-Anschluß 50 leitet von den Wagen rückgemeldete Signale über die Betriebs­logik 36 und einen weiteren Auswahlschalter 52 zu der Bedien- und Anzeigeeinheit 32. Alle Komponenten des zentralen Rechners 25 sind über einen Bus 54 miteinander verbunden. Die Ansteuerung der nachlaufenden Wagen mit den digitalen Sollwerten erfolgt über einen 2-adrigen Bus 56. Ebenso übernimmt dieser Bus 56 die Rückmeldung bestimmter Signale. Für die Rückmeldung "Wagen in Nullstellung" ist eine getrennte Leitung 58 vorgesehen. Eine Spannungsversorgung 60 dient dem Betrieb der Komponenten innerhalb des zentralen Rechners 25.A further serial input / output connection 50 conducts signals reported back from the carriages via the operating logic 36 and a further selection switch 52 to the operating and display unit 32. All components of the central computer 25 are connected to one another via a bus 54 connected. The trailing wagons are controlled with the digital setpoints via a 2-wire bus 56. This bus 56 also takes over the feedback of certain signals. A separate line 58 is provided for the feedback "carriage in zero position". A voltage supply 60 serves to operate the components within the central computer 25.

Gemäß Fig. 4 ist ein Blockschema einer in jedem Wagen vorgesehenen Regeleinrichtung 62 dargestellt. Die Regel­einrichtung 62 ist hinsichtlich ihrer digitalen Ver­arbeitungskomponenten 2-fach, d.h. redundant verwirklicht. Die Auswahl zwischen einem ersten Regler 64 und einem zweiten Regler 66 erfolgt über eine Logik 68, die neben der Reglerumschaltung auch der Busüberwachung und Bus­umschaltung dient. Diese Logik 68 überwacht ferner eine Spannungsversorgung 70 und schaltet diese bei einer Stö­rung ab. Die Regler 64 bzw. 66 sind digital als Prozessoren realisiert, wobei sie in der üblichen Weise einen zentralen Prozessor CPU-72, einen Arbeitsspeicher RAM-74, einen Programmspeicher ROM-76, einen Analog/Digital-­Wandler und Multiplexer 78 sowie serielle Ein/Ausgangs-­Anschlüsse 80 umfassen. Der zweite Regler 66 weist die gleichen Komponenten auf, wobei diese Komponenten mit der gleichen Bezugsziffer, aber mit einem Beistrich, versehen sind.4, a block diagram of a control device 62 provided in each car is shown. The control device 62 is double in terms of its digital processing components, i.e. realized redundantly. The choice between a first controller 64 and a second controller 66 is made via a logic 68 which, in addition to the controller switchover, also serves for bus monitoring and bus switchover. This logic 68 also monitors a voltage supply 70 and switches it off in the event of a fault. The controllers 64 and 66 are implemented digitally as processors, and in the usual way they include a central processor CPU-72, a working memory RAM-74, a program memory ROM-76, an analog / digital converter and multiplexer 78 as well as serial inputs / Output connectors 80 include. The second controller 66 has the same components, these components being provided with the same reference number but with a comma.

Analog gemessene Istwerte werden von einem Geber 84 er­faßt und dem Regler über den Analog/Digital-Wandler 78 zugeführt. Die Zuführung des jeweiligen Sollwertes er­folgt über den seriellen Bus 56, die Logik 68 und den Ein/Ausgangs-Anschluß 80 zu dem zentralen Prozessor 72, welcher unter Zuhilfenahme des in dem Programmspeicher ROM-76 gespeicherten Programmes eine Regelabweichung Δγ bzw. Δω errechnet. Diese Regelabweichung wird wiederum über den Ein/Ausgangs-Anschluß 80 und die Logik 68 zur Ansteuerung einer Stelleinrichtung 86 benutzt.Actual values measured in an analog manner are recorded by an encoder 84 and fed to the controller via the analog / digital converter 78. The respective setpoint is supplied via the serial bus 56, the logic 68 and the input / output connection 80 to the central processor 72, which calculates a control deviation Δγ or Δω with the aid of the program stored in the program memory ROM-76. This control deviation is in turn used via the input / output connection 80 and the logic 68 to control an actuating device 86.

Diese Stelleinrichtung muß sodann mit einem entsprechen­den Digital/Analog-Wandler und den eigentlichen Stell­gliedern elektrischer oder hydraulischer Art versehen sein.This actuating device must then be provided with a corresponding digital / analog converter and the actual actuators of an electrical or hydraulic type.

Neben dem Neigungswinkel γ wird noch die Stellgeschwin­digkeit ω geregelt. Hierbei ist der Geschwindigkeits­regelkreis dem Lageregelkreis unterlagert. Die Stellge­schwindigkeit des Wagenkastens wird als spezielle Kontrollgröße berücksichtigt, um einen den Übergangs­bögen angepaßten verzögerungsfreien Stellvorgang zu er­reichen.In addition to the angle of inclination γ, the positioning speed ω is also regulated. The speed control loop is subordinate to the position control loop. The positioning speed of the car body is taken into account as a special control variable in order to achieve a delay-free positioning process adapted to the transition arches.

Schließlich ist jeder Wagen mit einer Anzeige- und Bedienkonsole 88 versehen, über die beispielsweise die Regelung ausgeschaltet werden kann und bestimmte Werte angezeigt werden können.Finally, each car is provided with a display and control console 88, for example, by means of which the control can be switched off and certain values can be displayed.

Figur 5 zeigt die Anordnung der wesentlichen Elemente innerhalb des Zugverbandes. Man erkennt, daß die Lokomotive 16 mit Meßeinrichtungen 24 am vorderen und hinteren Drehgestell versehen ist und den zentralen Rechner 25 aufweist. Die Wagen 18, 18ʹ ... sind mit der redundanten Regeleinrichtung 62 und pro Drehge­stell mit den Sensoren 84 und den Stellantrieben 86 aus­gerüstet. Zug und Wagen sind über den seriellen Daten­bus 56 miteinander verbunden und die zusätzliche Lei­tung 58 dient der Rückmeldung der Nullstellung.Figure 5 shows the arrangement of the essential elements within the train set. It can be seen that the locomotive 16 is provided with measuring devices 24 on the front and rear bogies and has the central computer 25. The carriages 18, 18ʹ ... are equipped with the redundant control device 62 and, per bogie, with the sensors 84 and the actuators 86. Train and car are connected to each other via the serial data bus 56 and the additional line 58 is used to report the zero position.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind bestimmte Einschalt- und Ausschaltprozeduren festgelegt, die für die Sicherheit der Fahrzeugbenutzer, für die Betriebs­sicherheit und für die Flexibilität des gewählten Arbeitsprinzips von großer Bedeutung sind.In the device according to the invention, certain switch-on and switch-off procedures are defined, which are of great importance for the safety of vehicle users, for operational safety and for the flexibility of the chosen working principle.

Die Einschaltprozedur beginnt mit der Abfrage der Wagen nach der Anzahl mit darauffolgender Wagenadressierung, Spezifizierung der jeweiligen Wagenlänge und Festlegung der Zuglänge sowie Festlegung des Streckenfensters. Nach Übergabe bestimmter Arbeitsprogrammteile vom zen­tralen Rechner an die einzelnen Regler kann die Nei­gungsregelung in Betrieb genommen werden. Der Lok­führer erhält eine Rückmeldung über die ordnungs­gemäße Funktion der Wagen und die Zugzusammensetzung, und er wird im störungsfreien Zustand die Richtigkeit der Angaben quittieren. Erst jetzt erfolgt die Frei­gabe zur uneingeschränkten Inbetriebnahme der Neigungs­regelung.The switch-on procedure begins with the query of the car according to the number with subsequent wagon addressing, specification of the respective wagon length and definition of the train length and definition of the route window. After transferring certain work program parts from the central computer to the individual controllers, the inclination control can be put into operation. The train driver receives feedback about the proper functioning of the wagons and the train composition, and he will acknowledge the correctness of the information in a trouble-free state. Only now is the release for unrestricted commissioning of the inclination control.

Die Ausschaltprozedur beginnt mit einer Fehlerabfrage, z.B. ob ein Regler auf den Zweitprozessor umgeschaltet hat, um Austauscharbeiten einleiten zu können, wobei die Fehleranzeige auch nach dem Ausschalten der Anlage erhalten bleibt. Dann erfolgt eine Abfrage auf korrekte Null-Positionierung der einzelnen Wagenkästen und Quittierung bei abgeschlossenem Null-Einlauf. Es folgt nun das Abschalten der einzelnen Wagen und nach ordnungs­gemäßem Wegschalten kann auch der Zentralrechner auf der Lokomotive abgeschaltet werden.The switch-off procedure begins with an error query, e.g. whether a controller has switched to the second processor in order to be able to initiate replacement work, whereby the error display is retained even after the system is switched off. Then there is a query for correct zero positioning of the individual car bodies and acknowledgment when the zero infeed has been completed. The individual wagons are now switched off and, after being properly switched off, the central computer on the locomotive can also be switched off.

Für die Ermittlung des Streckenfensters ist es nicht zwingend erforderlich, daß die Meßeinrichtung, die die von dem Rechner zu verarbeitenden Daten liefert, an dem Drehgestell der Lokomotive angeordnet ist. Prinzipiell kann sich diese Meßeinrichtung irgendwo innerhalb des Zugverbandes befinden; es muß dann nur die Zuglänge vor und hinter dem Meßeinrichtung bekannt sein, damit der Rechner dies bei der Ermittlung des Streckenfensters entsprechend berücksichtigt.To determine the route window, it is not absolutely necessary for the measuring device, which supplies the data to be processed by the computer, to be arranged on the bogie of the locomotive. In principle, this measuring device can be located anywhere within the train set; it is then only necessary to know the train length in front of and behind the measuring device so that the computer takes this into account accordingly when determining the route window.

Claims (11)

1. Verfahren zur Neigungsregelung von Fahrzeugaufbauten in bezug auf ihre Fahrgestelle, insbesondere der Wagen­kästen in bezug auf die Drehgestelle von in einem Zug­verband angeordneten Gleisfahrzeugen, wobei Strecken­daten in einem Speicher abgespeichert werden, der jeweilige Ort der Strecke ermittelt und die Neigungs­regelung entsprechend der für diesen Ort abgespeicherten Streckendaten erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) während der Fahrt des Fahrzeuges wird ein auf die Länge des Fahrzeuges bezogenes Streckendatenfenster meßtechnisch und rechnerisch ermittelt; b) zu dem ermittelten Streckendatenfenster wird ein korrelierender Streckendatenabschnitt in dem Speicher aufgesucht; und c) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges wird ein dem korrelierenden Streckendatenabschnitt vorauseilender Streckendatenabschnitt für die Neigungs­regelung des Fahrzeuges herangezogen. 1.Procedure for the inclination control of vehicle bodies with regard to their chassis, in particular the car bodies with respect to the bogies of track vehicles arranged in a train set, track data being stored in a memory, the respective location of the route being determined and the inclination control corresponding to that for this location saved route data is characterized by the following features: a) while the vehicle is traveling, a route data window related to the length of the vehicle is determined by measurement and calculation; b) for the determined route data window, a correlating route data section is sought in the memory; and c) depending on the speed of the vehicle, a route data section leading the correlating route data section is used for the inclination control of the vehicle. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß neben dem Ort der Strecke auch der Kurvenradius und die Kurvenüberhöhung der Strecke an diesem Ort ermittelt wird, um das jeweilige Strecken­datenfenster festzulegen.2. The method according to claim 1, characterized in that in addition to the location of the route, the curve radius and the curve elevation of the route is determined at this location in order to determine the respective route data window. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Ort, der Kurvenradius (R) und die Kurvenüberhöhung (α) aus der gemessenen Geschwindigkeit (v), der Querbeschleunigung (b) und der Gierwinkelge­winkelgeschwindigkeit (ωg) errechnet werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the location, the curve radius (R) and the curve elevation (α) from the measured speed (v), the lateral acceleration (b) and the yaw angular velocity (ω g ) are calculated. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß die in dem Speicher abgespeicherten Werte aus der vermessenen Strecke gewonnen werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the values stored in the memory from the measured Route can be won. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in einem auf Schienen beweglichen und Lokomotive sowie Wagen umfassenden Zug bzw. Trieb­wagen, gekennzeichnet durch eine die Geschwindigkeit (v), die Querbeschleunigung (b) und die Gierwinkelgeschwindigkeit (ωg) ermittelnde Meß­einrichtung (24) am Drehgestell der Lokomotive (16) bzw. des Triebkopfes.5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, in a movable on rails and locomotive and wagons comprehensive train or railcar, characterized by a speed (v), the lateral acceleration (b) and the yaw rate (ω g ) determining measuring device (24) on the bogie of the locomotive (16) or the power car. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (24) sowohl an dem vorderen als auch an dem hinteren Dreh­gestell der Lokomotive (16) angeordnet ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the measuring device (24) is arranged both on the front and on the rear bogie of the locomotive (16). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß auf der Lok (16) bzw. im Triebkopf ein zentraler Rechner (25) installiert ist, dem die Signale der Meßeinrichtung (24) zugeführt werden, um aus den zugeführt Werten den Kurvenradius (R) und die Gleisüberhöhung (α) an dem jeweiligen Meßort zu errechnen.7. The device according to claim 5, characterized in that on the locomotive (16) or in the power car, a central computer (25) is installed, to which the signals of the measuring device (24) are supplied in order to obtain the curve radius (R ) and to calculate the track elevation (α) at the respective measuring location. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß der zentrale Rechner (25) für die Errechnung der Sollwerte ( γi, ωi) von nachgeordneten Neigungsregelkreisen (62) in einem Massenspeicher (CD-ROM-42) abgespeicherte Werte des Streckenprofiles benutzt und daß eine Einrichtung (46) zur geschwindigkeitsabhängigen Verschiebung des aus dem Massenspeicher ausgelesenen Streckendatenfensters ange­ordnet ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the central computer (25) for calculating the setpoints (γ i , ω i ) of downstream inclination control loops (62) in a mass memory (CD-ROM-42) uses stored values of the route profile and that a device (46) is arranged for speed-dependent displacement of the route data window read from the mass memory. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (44) zum Vergleich des meß­technisch ermittelten und berechneten Streckenfensters mit dem in dem Massenspeicher (42) abgespeicherten Streckenprofil.9. The device according to claim 8, characterized by a device (44) for comparing the metrologically determined and calculated route window with that stored in the mass memory (42) Route profile. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß jeder Wagen (18, 18ʹ, ...) mit einer redundanten aus zwei Reglern (64, 66) be­stehenden Regeleinrichtung (62) versehen ist, und daß jede Regeleinrichtung über einen seriellen Bus (56) und eine Rückmeldeleitung (58) an den zentralen Rechner (25) angeschlossen ist.10. The device according to claim 7, characterized in that each carriage (18, 18ʹ, ...) is provided with a redundant control device (62) consisting of two controllers (64, 66), and that each control device via a serial bus ( 56) and a feedback line (58) is connected to the central computer (25). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (62) einen Neigungsregler mit unterlagertem Geschwindigkeits­regler umfaßt.11. The device according to claim 10, characterized in that the control device (62) comprises a tilt controller with a subordinate speed controller.
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