DE3112793A1

DE3112793A1 - Automatische zugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE3112793A1
Application number: DE19813112793
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Inoue; Kazuhiko Tokyo Nagase; Yoshihiko Ohmiya Saitama Sato
Original assignee: Japan National Railways
Current assignee: Japan National Railways
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-02-11
Also published as: FR2479505A1; FR2479505B1; US4459668A; DE3112793C2

Description

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Zugsteuervorrichtung und betrifft insbesondere eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung für einen mit einer automatischen Zugsteuervorrichtung ausgerüsteten Zug, bei der der Zug während seiner Fahrt mit einer Geschwindigkeit in einem Geschwindigkeitsbereich, der durch ein empfangenes Signal gegeben ist, ein zweites Signal empfängt, das den Zug anweist, mit einer niedrigeren Geschwindigkeit zu fahren, so daß festgestellt wird, daß der Zug mit einer Geschwindigkeit fährt, die die Geschwindigkeit gemäß der neu empfangenen Anweisung überschreitet.

Die Geschwindigkeit eines Zuges, der mit einer automatischen Zugsteuervorrichtung ausgerüstet ist, wird über Anweisungen gesteuert, die dem Zug von einem Signalteil gegeben wird, der fortlaufend auf dem Boden in Richtung der Bewegung des Zuges verlegt ist. Wenn der Zug an einem Signalteil ein Signal empfängt, das ihm die Anweisung gibt, in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich zu fahren, wird der Zug in diesem Signalteil so gesteuert, daß er mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich entsprechend dem Signal fährt. Wenn die Geschwindigkeit, die durch die Anweisungen vorgegeben wird, überschritten wird, nimmt die automatische Zugsteuervorrichtung die Geschwindigkeitsüberschreitung wahr und wird der Zug automatisch abgebremst, so daß die Zuggeschwindigkeit auf den richtigen Wert wenigstens vor Ankunft des Zuges am Ende des Signalteils herabgesetzt wird.

Wenn sich ein Zug in den nächsten Signalteil mit einer Geschwindigkeit bewegt, die über dem oberen Grenzwert liegt, der

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in einem Signalteil erlaubt ist, und eine Anweisung für eine niedrigere Geschwindigkeit für den nächsten Signalteil gegeben wird, dann wird eine Anweisung ausgegeben, eine Bremskraft anzulegen, die groß genug ist, um den Zug auf eine Geschwindigkeit abzubremsen, die unter der der Anweisung entsprechenden Geschwindigkeit liegt. Diese Bremskraft hat gewöhnlich eine bestimmte Stärke. Im Fall einer automatischen Zugsteuervorrichtung für die Hochgeschwindigkeitsstrecke zwischen Tokio, Osaka und Hiroshima und einige andere Strecken in Japan ist die Bremskraft in vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichen variabel. Selbst bei einer derartigen Ausbildung hat die Bremskraft, deren Ausübung durch die automatische Zugsteuervorrichtung bewirkt wird, in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich einen bestimmten Wert. Die Größe dieser bestimmten Bremskraft wird unter der Annahme gewählt, daß der Zug zur Signalteilgrenze mit der oberen Grenzgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsbereiches im vorhergehenden Signalteil fährt. Selbst wenn daher die Zuggeschwindigkeit die durch die Anweisung gegebene Geschwindigkeit nur geringfügig überschreitet, kann eine große Bremskraft einwirken und kann in den meisten derartigen Fällen der Zug stärker abgebremst werden als es notwendig ist. Darüberhinaus muß die Geschwindigkeit des Zuges, der sich der Signalteilgrenze nähert, nicht in der Nähe des oberen Grenzwertes liegen, so daß die für die obere Grenzgeschwindigkeit geeignete Bremskraft für niedrigere Geschwindigkeiten nicht angemessen ist. Das führt häufig zu einer starken Beeinträchtigung des Fahrkomforts,einer starken Abnahme der Fahrtgeschwindigkeit und einer möglichen Beschädi- gung der Räder, die bei einem solchen Bremsen die Räder blockieren können.

Durch die Erfindung soll daher eine Anordnung geschaffen v/erden, bei der dann, wenn ein Zug die Signalteilgrenze erreicht, während er sich nicht nur mit der oberen Grenzgeschwindigkeit des erlaubten Geschwindigkeitsbereiches, sondern auch mit

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irgendeiner niedrigeren Geschwindigkeit bewegt, der Zug nur •auf die Geschwindigkeitsüberschreitung des für den neuen Signalteil vorgegebenen Wertes ansprechend und in einer für die Annäherungsgeschwindigkeit geeigneten Weise abgebremst wird, um dadurch den Zug nicht stärker als notwendig zu bremsen, so daß der Fahrkomfort und der Zugbetrieb verbessert werden, und gleichzeitig ein unnötiges Blockieren oder Rutschen der Räder verhindert wird.

Durch die Erfindung soll insbesondere eine Anordnung geschaffen werden, die wahrnimmt, wenn ein neues Geschwindigkeitsanweisungssignal an der Signalteilgrenze, verglichen mit einem Geschwindigkeitsanweisungssignal, das irgendwo empfangen wurde, beispielsweise in einem Notfall empfangen wird, so daß der Zug nicht abrupt abgebremst wird, wenn eine nicht normale Situation in einem Teil vor dem Zug entsteht.

Dazu weist die erfindungsgemäße Zugsteuervorrichtung einen Detektor, der wahrnimmt, ob eine neu empfangene Signalanweisung für die Zuggeschwindigkeit anweist, daß der Zug mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit fahren soll, die einem früheren Signal entspricht, während der Zug mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich fährt, der der Anweisung entspricht, die durch ein früheres Signal empfangen wurde, so daß ermittelt wird, daß der Zug mit einer Geschwindigkeit fährt die die Geschwindigkeit gemäß der neu empfangenen Anweisung überschreitet, einen Differenzgeschwindigkeitsdetektor, der ermittelt, um wieviel die Zuggeschwindigkeit diejenige Geschwindigkeit überschreitet, die der neu empfangenen Anweisung entspricht, einen Speicher zum Speichern der Bremsanweisung, die auf die Höhe der Geschwindigkeitsüberschreitung ansprechend ausgegeben wird, und eine Einrichtung auf, die das Anziehen der Bremse nach Maßgabe des Ausgangssignals des Speichers steuert.

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Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevor-.zugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Diagramm ein Beispiel einer

Zuggeschwindigkeitssteuerung in einem Signalteil mittels einer automatischen Zugsteuervorrichtung,

Fig. 2 in einem Diagramm den Verlauf der

Geschwindigkeitsabnahme bei einer Geschwindigkeitsüberschreitung durch eine von einer automatischen Zugsteuervorrichtung gesteuerte Bremse,

Fig. 3' in einem Diagramm den Bremsverlauf

nach Maßgabe einer Bremsanweisung, die auf eine Geschwindigkeitsüberschreitung ansprechend von einer automatischen Zugsteuervorrichtung ausgegeben wird,

Fig. 4 in einem Blockschaltbild ein Aus

führungsbeispiel der erfindungsgemäßen automatischen Zugsteuervorrichtung,

Fig. 5 in einem Blockschaltbild ein zweites

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zugsteuervorrichtung,

Fig. 6 in einem Diagramm ein.Beispiel eines

neuen Zuggeschwindigkeitssignals,das von zwei Empfängern empfangen wird,

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Fig. 7 ein Schaltbild zur Erläuterung der

Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 8 in einem Blockschaltbild ein drittes

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zugsteuervorrichtung.

In Fig. 1 ist im einzelnen eine herkömmliche Zuggeschwindigkeitssteuerung über eine automatische Zugsteuervorrichtung dargestellt.

In Fig. 1 sind auf der Abszisse die Richtung der Zugbewegung und auf der Ordinate die Zuggeschwindigkeit aufgetragen, wobei die Kurve T die Geschwindigkeit des Zuges während der Fahrt darstellt.

Es sei angenommen, daß im Signalteil A des Gleises, d.h. im Intervall a-b, der Zug unter der Steuerung der automatischen Zugsteuervorrichtung so betrieben wird, daß er mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise Va fährt, die nicht über dem oberen Grenzwert der Geschwindigkeit Vp liegt, die der Anweisung entspricht, die durch das Signal an diesem Signalteil gegeben wird, und daß eine neue Anweisung, mit einer Geschwindigkeit V₁ zu fahren, am Punkt b zum Zeitpunkt des Eintritts des Zuges in den neuen Signalteil B (Intervall b-c) ausgegeben wird. Das Signal für den Zug wird somit am Punkt b erneuert. Am Anfang des Signalteils B fährt der Zug mit einer Geschwindigkeit, die um £ V über der Geschwindigkeit V^ liegt, die der Anweisung entspricht, so daß die automatische Zugsteuervorrichtung eine Bremsanweisung ausgibt, woraufhin der Zug abzubremsen beginnt, so daß seine Geschwindigkeit in der Mitte des Signalteils B unter V^ liegt, woraufhin die automatische Zugsteuervorrichtung die Bremse löst. In dieser Weise erfolgt

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im allgemeinen die Geschwindigkeitssteuerung über eine automatische Zugsteuervorrichtung. Dabei liegt jedoch über eine automatische Zugstuervorrichtung am Punkt b eine derartige Bremskraft an, daß der Zug, der diesen Punkt mit einer Geschwindigkeit Vo> d.h. mit der oberen Grenzgeschwindigkeit, die im gerade verlassenen Signalteil erlaubt ist und somit mit einer maximalen Geschwindigkeitsüberschreitung passiert, am Ende c des neuen Signalteils B auf die Geschwindigkeit V₁ abgebremst sein wird, die für den neuen Teil B vorgegeben ist. Wenn daher die tatsächliche Geschwindigkeitsüberschreitung Δ V kleiner als die maximal mögliche Geschwindigkeitsüberschreitung ist, wird der Zug stärker abgebremst, als es notwendig ist. Es ist daher wünschenswert, daß in diesem Fall die Bremskraft gerade an die Höhe des Viertes AV-i angepaßt ist, um eine Überbremsung des Zuges zu vermeiden.

Durch die Erfindung soll der oben beschriebene Nachteil einer bekannten automatischen Zugsteuervorrichtung dadurch beseitigt werden, daß dafür gesorgt wird, daß die Bremskraft der automatischen Zugsteuervorrichtung zu der Höhe der Geschwindigkeitsüberschreitung paßt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen beschrieben.

Es ist bekannt, daß die Beziehung zwischen der Geschwindigkeitsüberschreitung ΛV und der Verzögerung ß des Zuges, die erforderlich ist, um die Geschwindigkeitsüberschreitung in den Grenzen eines Signalteils mit bestimmter Länge zu beseitigen und dafür zu sorgen, daß der Zug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, in Form einer quadratischen Kurve ausgedrückt werden kann, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Zeit des Leerlaufs des gebremsten Zuges nicht berücksichtigt ist.

Für einen üblichen Zug läßt sich feststellen, daß bei Zulassung

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geringer Unterschiede in Abhängigkeit von der Bremseinrichtung des Zuges und in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsbereich in jedem speziellen Fall die Anweisung für die Stärke der Abbremsung und die dadurch entwickelte Bremskraft, d.h. die Verzögerung, einander proportional sind.

Wenn somit ein Zug, der eine Signalteilgrenze passiert, ein neues Signal empfängt, das ihm die Anweisung gibt, mit einer niedrigeren Geschwindigkeit zu fahren, und als Folge davon die Zuggeschwindigkeit um /^Y über der Geschwindigkeit liegt, die der neu empfangenen Anweisung entspricht, kann die Beziehung der Geschwindigkeitsüberschreitung AV und der notwendigen Höhe des Bremsbefehles, die notwendig ist, um den Zug so abzubremsen, daß die Geschwindigkeitsüberschreitung beseitigt wird, annähernd durch eine Kurve einer Gruppe quadratischer Kurven ausgedrückt werden, die in Fig. 3 dargestellt sind, wobei in Fig. 3 auf der Ordinate die Höhe der Bremsanweisung und auf der Abszisse die Geschwindigkeitsüberschreitung Δ V dargestellt sind. Die jeweiligen Kurven gelten für angemessene Bremsvorgänge zur Überwindung von /\V in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, bei der ^A V auftritt. D.h. mit anderen Worten, daß eine Kurve für einen Bremsvorgang gültig ist, bei der j^'V auftritt, wenn die obere Grenzgeschwindigkeit beispielsweise bei 210 km/h liegt, während die andere Kurve für einen Bremsvorgang gilt, bei der Δ-V auftritt, wenn die obere Grenzgeschwindigkeit nur 70 km/h beträgt.

ι Unter Verwendung einer Gruppe derartiger Kurven kann die be-

j nötigte Bremskraft optimiert werden. Wenn nämlich der Verlauf

j der Verzögerungjdie notwendig ist,, um den Zug nur auf die neue Geschwindigkeit abzubremsen, in Abhängigkeit von der Geschwin-

:■ digkeit, bei der ^. V auftritt, verschieden ist, kann eine Grup-

; pe von Bremskurven zur Überwindung von & V bei verschiedenen

: Geschwindigkeiten aufgetragen werden, wie es in Fig. 3 darge-

stellt ist, so daß dann, wenn der Leerlauf im gebremsten Zu-

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stand nicht; ignoriert werden kann, die Kurven in geeigneter Weise korrigiert v/erden können. Wenn ein Abbremsen erforderlich ist, kann die Betätigung der Bremse der passenden Kurve entsprechend erfolgen, so daß die anliegende Bremskraft gerade ausreicht, um ^ V zu beseitigen, und der Zug erst dann auf die Geschwindigkeit abgebremst ist, die der neuen Anweisung entspricht, wenn das Ende c des Signalteils B erreicht wird.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel zur Durchführung des obigen Verfahrens ist in Fig. 4 dargestellt. Ein bekannter Empfänger 1 ist an einem nicht dargestellten Zug angebracht. Der Empfänger 1 empfängt einen Signalstrom, der im Signalteil fließt, über den der Zug fährt, wobei eine Geschwindigkeitsanweisung, .die dem Signalstrom entspricht, in Abhängigkeit von der relati-' ven Position des Zuges zu einem vorausfahrenden Zug und dem Fahrweg,der für den Zug vorbereitet ist, dem Empfänger 1 geliefert wird.

Das Geschwindigkeitsanweisungssignal, das vom Empfänger 1 empfangen wird, liegt an einem bekannten Geschwindigkeitsschemagenerator 2, der ein Geschwindigkeitsschema erzeugt, das dem empfangenen Signal entspricht. Dieses Geschwindigkeitsschema liegt an einer bekannten Recheneinheit 3· Die Recheneinheit 3 empfängt auch eine Geschwindigkeitsinformation von einem bekannten Geschwindigkeitsgenerator 12, der die Zuggeschwindigkeit aus der Drehzahl der Radachse wahrnimmt. Die Recheneinheit 3 bestimmt aus dem Geschwindigkeitsschema und der Information über die tatsächliche Fahrtgeschwindigkeit, ob der Zug mit einer Geschwindigkeit über der Anweisung der automatischen Zugsteuerung fährt oder nicht. Wenn die Geschwindigkeit über derjenigen Geschwindigkeit liegt, die der Anweisung entspricht, wird die Geschwindigkeitsüberschreitung wahrgenommen und wird sofort ein Befehl zum Betätigen der Bremse der bekannten Bremsstärkenanweisungseinrichtung 11 gegeben.

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Die obige Anweisung ist allgemein zur Durchführung einer automatischen Geschwindigkeitssteuerung bekannt. Erfindungsgemäß ist diese bekannte Anordnung in der folgenden Weise weitergebildet:

Es ist ein herkömmlicher Codewandler 4 vorgesehen, an dem das automatische Zugsteuersignal vom Empfänger 1 liegt und der dieses Signal in eine vorher für das gegebene automatische Zugsteuersignal spezifizierte Codierung umwandelt. Diese vorgegebene Codierung drückt das automatische Zugsteuersignal in einer Form aus, die den Rechenvorgang erleichtert. Bei bekannten Vorrichtungen hat die Geschwindigkeitsanweisungsinformation dieser Art die Form einer bestimmten Frequenz für jede Geschwindigkeit, für die eine Anweisung gegeben werden kann, wobei aus der Frequenz des empfangenen Signals die jeweilige Geschwindigkeit entnommen wird. Wenn gemäß der Erfindung ein Signalstrom mit einer Frequenz, die eine Geschwindigkeitsanweisung von 70 km/h gibt, empfangen wird, wird das Signal mit dieser Frequenz durch den Codewandler in die Zahl 70 umgewandelt, um dadurch den Rechenvorgang zu erleichtern. Das verschlüsselte automatische Zugsteuersignal liegt an einem Signalerneuerungsdetektor 5 mit einem internen herkömmlichen Speicher 6 und einem herkömmlichen Komparator 7· Im Signalerneuerungsdetektor 5 wird das empfangene verschlüsselte Anweisungssignal im Speicher 6 gespeichert. Wenn ein neues Signal empfangen wird, beispielsweise wenn der Zug in einen neuen Signalteil eintritt, vergleicht der Komparator 7 das neue verschlüsselte Signal, beispielsweise den Wert 30, mit dem früheren verschlüsselten Signal, beispielsweise dem Wert 70, der im Speicher 6 gespeichert ist. Wenn das neue Signal dem Zug die Anweisung gibt, mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als vorher zu verfahren, nimmt der Signalerneuerungsdetektor 5 diese Anweisung wahr und gibt der Detektor 5 dementsprechend einen Befehl zum Bremsen an ein herkömmliches UND-Glied 8. Die Geschwindigkeitsinformation, die vom Geschv/indigkeitsgenerator

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12 an dieser Stelle stammt, liegt dann an einem herkömmlichen Differenzgeschwindigkeitsdetektor 9 über das Verknüpfungsglied 8, wobei der Differenzgeschwindigkeitsdetektor 9 eine Rechenschaltung üblicher Bauart umfaßt und feststellt, um wieviel die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges zum Zeitpunkt des Empfangs des neuen Signals die Geschwindigkeitsinformation vom Geschwindigkeitsschemagenerator 2 gemäß dem neuen empfangenen Signal überschreitet. Die Information über die Geschwindigkeitsüberschreitung Δ V, die in dieser Weise bestimmt wird, liegt an einer die Bremskraft herabsetzenden Einrichtung 10, die einen herkömmlichen, ein Bremsschema erzeugenden Mechanismus 13 umfaßt. Der Mechanismus 13 speichert eine Vielzahl von Bremsstärkenanweisungskurven, die durch Versuche zum Beseitigen der Geschwindigkeitsüberschreitung zu dem Zeitpunkt, an dem der Zug das Ende des Signalteils erreicht, und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ermittelt wurden, bei der die Geschwindigkeitsüberschreitung auftritt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der Mechanismus zum Erzeugen des Bremsschemas empfängt die Geschwindigkeitsschemainformation vom Geschwindigkeitsschemagenerator 2 und die Information über die Geschwindigkeitsüberschreitung Δ.Υ vom Differenzgeschwindigkeitsdetektor 9» wobei der das Bremsschema erzeugende Mechanismus 13 die Daten für eine Kurve entsprechend Fig. 3 liefert, die der Geschwindigkeit des Zuges angemessen ist und dazu verwandt werden kann, die Bremsstärkenanweisung, die für den empfangenen Wert &V notwendig ist, d.h. eine Bremsstärkenanweisung zu bestimmen, die den Zug vor dem Ende des Sig- ' nalteils auf eine Geschwindigkeit abbremsen kann, die dem neu empfangenen Signal entspricht.

An einem herkömmlichen Wandler 14 liegen die Daten der Bremsschemakurve über die Schemageneratoreinrichtung 13, wobei der Wandler 14 die Bremsanweisung von der Recheneinheit 3 in eine geeignete Bremskraftanweisung umwandelt, die die Geschwindigkeit in dem gev/ünschten Ausmaß herabsetzt, bevor der Zug das.

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Ende des Signalteils erreicht. Die in dieser Weise erhaltene •geeignete Bremskraftanweisung wird von der die Bremskraft herabsetzenden Einrichtung 10 auf die bekannte Bremsanweisungseinrichtung 11 übertragen. Anschließend werden in herkömmlicher bekannter Weise die Bremsanweisungen an den gesamten Zug ausgegeben, um die Bremsen für die automatische Zugsteuerung zu betätigen. Wenn die gewünschte Geschwindigkeitsherabsetzung erhalten wird, bevor der Zug das Ende des Signalteils erreicht, wird der Befehl von der Recheneinheit 3 aufgehoben und wird daher die Bremswirkung unterbrochen, so daß der Zug nicht mehr verzögert wird.

In der oben beschriebenen Weise wird nur dann, wenn ein neues Signal von der automatischen Zugsteuervorrichtung empfangen wird, die Bremskraft schrittweise herabgesetzt, um sie an die Geschwindigkeitsüberschreitung anzupassen, wobei das neue Signal eine niedrigere Geschwindigkeit vorsieht, so daß eine optimierte Abbremsung des Zuges erfolgt.

Bei einer herkömmlichen automatischen Zugsteuervorrichtung wird üblicherweise ein neues Signal, das eine niedrigere Geschwindigkeit verlangt, an der Grenze eines Signalteils empfangen. Wenn jedoch ein Notfall in einem Signalteil vor dem Zug auftritt, kann ein neues Signal in der Mitte eines Signalteils empfangen werden. Wenn beispielsweise eine Schiene in einem Signalteil vor einem fahrenden Zug als gebrochen angezeigt wird, nachdem der Zug den Anfang eines gegebenen Signalteils passiert hat, dann wird der Signalteil mit der gebrochenen Schiene aufgrund des Schienenfehlers als verschoben oder geschlossen angezeigt. Das hat zur Folge, daß dieser Signalteil dem automatischen Zugsteuersystem angibt, daß er durch einen vorhergehenden Zug besetzt ist, obwohl tatsächlich dort kein Zug existiert. Der fahrende Zug in dem gegebenen Signalteil wird daher in der Mitte des gegebenen Signalteils ein neues Signal empfangen, das eine niedrigere Geschwindigkeit

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fordert.

In dem oben beschriebenen Fall wird bei einer herkömmlichen automatischen Zugsteuervorrichtung eine normale Abbremsung in der oben beschriebenen Weise erfolgen, um den Zug zu verlangsamen, es sei denn, daß das neue Signal eine Notbremsung des Zuges fordert. Im Fall eines derartigen Notfalls kann es daher vorkommen, daß die Zuggeschwindigkeit nicht mehr auf die gewünschte Geschwindigkeit herabgesetzt werden kann, bevor der Zug das Ende des Signalteils erreicht.

Diese Situation kann selbst bei dem oben beschriebenen Beispiel der Arbeitsweise gemäß der Erfindung auftreten. Bei diesem Beispiel wird diese Situation noch ernster, da die von der automatischen Zugsteuervorrichtung erzeugte Bremskraft eine Bremskraft sein wird, die auf die Geschwindigkeitsüberschreitung über der Geschwindigkeit des nächsten Signalteils anspricht. Dieses Problem kann dann gelöst werden, wenn die Anordnung so gewählt wird, daß in dieser Situation eine Bremskraft nach Maßgabe der Geschwindigkeitsüberschreitung nur dann anliegt, wenn das Signal an der Signalteilgrenze erneuert wird, und daß eine solche Bremswirkung in den anderen Fällen, beispielsweise in einem Notfall, nicht erfolgt.

Zu diesem Zweck kann zusätzlich eine spezielle Anordnung bei der oben beschriebenen Vorrichtung vorgesehen sein, wie sie im folgenden anhand der Fig. 5 bis 7 erläutert wird.

Stromaufnehmer 15 und 16, die unter dem Wagenkasten des Zugwagens 26 vor dem vorderen Rad W installiert sind, sind in einem bestimmten Abstand in Richtung der Zugbewegung angeordnet. Der Stromaufnehmer 15 steht elektrisch mit dem Signalempfänger 17 in Verbindung, während der Stromaufnehmer 16 elektrisch mit dem Signalempfänger 18 verbunden sind, und die Signalempfänger mit der Signalidentifizierungseinrichtung 25 verbunden sind. Die Signalidentifizierungseinrichtung 25 weist

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Aufzeichnungsschaltungen 19 und 20, eine Zeitintervallmeß-•schaltung 21, an denen die Ausgangssignale der Signalempfänger liegen, und einen Komparator 22 auf, an dem das Ausgangssignal der Zeitintervallmeßschaltung liegt. Ein UND-Glied 23 empfängt die Ausgangssignale der Aufzeichnungsschaltungen 19 und 20 während ein UND-Glied 2A- die Ausgangssignale des UND-Gliedes 23 und des Komparators 22 empfängt.

Der Zug 26 mit dieser Anordnung und einer Laufrichtung in Richtung des Pfeiles in Fig. 5 ist so dargestellt, daß er sich gerade von einem Signalteil A in den Signalteil B bewegt. Wenn das Signal S. im Signalteil A und das Signal Sg im Signalteil B verschieden sind, ändert sich der Signalstrom, der von den Stromaufnehmern 15 und 16 empfangen wird, an der Grenze zwischen den Teilen A und B. Wie es oben beschrieben wurde, haben die Aufnehmer 15 und 16 einen bestimmten Abstand in Richtung der Zugbewegung voneinander, so daß der Stromaufnehmer 16 den Signalstrom ein bestimmtes Zeitintervall nach dem Aufnehmer 15 empfängt, das der Geschwindigkeit des Zuges 26 und dem Abstand zwischen den Aufnehmern 15 und 16 entspricht. Wenn beide Aufnehmer 15 und 16 nur das Signal S^ empfangen, können das Ausgangssignal R^ vom Signalempfänger 17 und das Ausgangssignal R.₂ vom Signalempfänger 18 beide als Signale mit dem logischen Wert 1 angesehen werden, und wenn kein Signalempfänger das Signal S_ß empfängt, können die Ausgangssignale R_B1 vom Empfänger 17 und R-gp vom Empfänger 18 beide als Signale mit dem logischen Wert O angesehen werden. Wenn beide Aufnehmer 15 und 16 nur das Signal S_ß empfangen, haben die Ausgangssignale R.. und R.p von den Signalempfängern beide den logischen Wert O, während die Ausgangssignale Rg^ und R^ beide den logischen Wert 1 haben.

In den Fig. 6 ist die Reihenfolge der Ausgangssignale für den Fall dargestellt, in dem die Aufnehmer die Grenze zwischen den Signalteilen A und B kreuzen. Wenn nämlich der Stromaufnehmer

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15 die Grenze zum Zeitpunkt t^ passiert, wird das Ausgangssignal R... vom Signalempfänger 17 vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 kommen, während das Ausgangssignal Rg. vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 kommen wird. Wenn der Stromaufnehmer 16 die Grenze zum Zeitpunkt t^ passiert, wird das Ausgangssignal R^₂ vom Signalempfänger 18 vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 kommen, während das Ausgangssignal R-gp vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 kommen wird.

Wenn die Geschwindigkeit, mit der der Zug die Signalteilgrenze passiert, gleich ν ist, und der Abstand der Stromaufnehmer 15 und 16 in Bewegungsrichtung des Zuges gleich 1 ist, kann die Zeitverzögerung zwischen der Signaländerung an den Aufnehmern 15 und 16, d.h. das Zeitintervall At, unter der Annahme einer identischen Arbeit der beiden Stromaufnehmergruppen und Signalempfänger in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

ά. · V

In der Signalidentifizierungseinrichtung 25 wird das Ausgangssignal vom Signalempfänger 17 in der Speicherschaltung 19 gespeichert. Das Ausgangssignal vom Signalempfänger 18 wird in der Speicherschaltung 20 gespeichert. In Abhängigkeit von der Änderung des Ausgangssignals vom Empfänger 18 liegt der Inhalt der Speicherschaltungen 19 und 20 am UND-Glied 23. Wenn die Inhalte der Schaltungen 19 und 20, d.h. die Ausgangssignale von den Empfängern 17 und 18 übereinstimmen, liegen diese Inhalte am UND-Glied 24. Gleichzeitig wird die Zeitverzögerung zwischen der Änderung des Ausgangssignals vom Empfänger 17 bis zur Änderung des Ausgangssignals vom Empfänger 18 durch die Zeitintervallmeßschaltung 21 gemessen.

In der Zwischenzeit wird die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem herkömmlichen Geschwindigkeitssignalgenerator 27 aufgenom-

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men, der direkt mit dem Rad ¥ gekoppelt ist, wobei diese In-.formation an einem herkömmlichen Zeitrechenglied 28 liegt, das eine Zeitmeßschaltung und eine Integrationsschaltung umfaßt. Im Zeitrechenglied 28 wird die Geschwindigkeitsinformation in eine Reihe von Impulsen umgewandelt, wobei das ImpulsIntervall durch die Zeitmeßschaltung und die Integrationsschaltung gemessen wird, und somit die Zeit berechnet wird, die der Zug braucht, um die Strecke zwischen den beiden Stromaufnehmern 15 und 16 bei der Geschwindigkeit gemäß dem Geschwindigkeitssignalgenerator 27 zu überwinden, wobei das Rechenergebnis am Komparator 22 liegt. Der Komparator 22 vergleicht das Eingangssignal vom Zeitrechenglied 28 mit dem Eingangssignal At von der Zeitmeßschaltung 21, wobei dann, wenn dieses Zeitinervall zur Zeitverzögerung At zwischen den Änderungen der Ausgangssignale der Signalempfänger 17 und 18 paßt, der Komparator 22 dem UND-Glied 24 ein Ausgangssignal liefert, das anzeigt, daß das neue Signal an der Signalteilgrenze ausgegeben wurde. Anderenfalls liefert der Komparator kein Ausgangssignal, was anzeigt, daß das neue Signal ein Signal ist, das nicht an der Signalteilgrenze ausgegeben wird.

Auf den Empfang des Ausgangssignals vom Komparator 22 legt das UND-Glied 24 dann, wenn es gleichfalls ein Ausgangssignal vom UND-Glied 23 empfängt, ein Ausgangssignal an ein UND-Glied 29,das in der in Fig.7 dargestellten Weise zwischen den Signalerneuerungsdetektor 5 und das UND-Glied 8 geschaltet ist. Das führt wiederum dazu, daß das UND-Glied 29 das Ausgangssignal vom Signalerneuerungsdetektor 5 an den Differenzgeschwindigkeitsdetektor 9 in Fig. 4 legt.

Wenn der Komparator 22 kein Ausgangssignal erzeugt, liefern das UND-Glied 24 in Fig. 5, das UND-Glied 29 in Fig. 7 und das logische Verknüpfungsglied 8 in Fig. 4 und 7 keine Ausgangssignale, so daß der Differenzgeschwindigkeitsdetektor 9 nicht arbeitet. Unter diesen Umständen erfolgt die Geschwindig-

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keitssteuerung gemäß der bekannten automatischen Zugsteuer-.vorrichtung, die in Fig. 4 durch gestrichelte Linien eingeschlossen ist.

Es ist auch eine Alternative zu der in Pig. 7 dargestellten Anordnung möglich. Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, kann das UND-Glied 24 der Signalidentifizierungsschaltung 25 über ein NICHT-Glied 30 mit dem Eingang eines UND-Gliedes 31 verbunden sein, dessen Ausgang mit einer Notbremsanweisungseinrichtung 32 verbunden ist. Gleichzeitig liegt das Ausgangssignal des Signalerneuerungsdetektors 5, der in Fig. 4 und 7 dargestellt ist, am Eingang des UND-Gliedes 31. Wenn vom UND-Glied 24 in Fig. 5 und 7 kein Ausgangssignal kommt, und das Ausgangssignal, vom Signalerneuerungsdetektor 5 am Eingang des UND-Gliedes 31 liegt, erzeugt das UND-Glied 31 ein Ausgangssignal, so daß die Notbremsanweisungseinrichtung 32 wirksam wird und eine Notbremsung des gesamten Zuges ausführt.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet Bremsschemata nach Maßgabe einer Geschwindigkeitsüberschreitung, die vorher gebildet wurden, wobei eine Bremshöhenanweisung nach Maßgabe dieser Schemata ausgegeben wird. Das ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit. Eine vorgeschriebene Bremskraft kann auch auf eine Geschwindigkeitsüberschreitung ansprechendunter Verwendung eines herkömmlichen Speichers erzeugt werden. Was die Aufnahme eines neuen Signals anbetrifft, so sind Alternativen zu dem anhand von Fig. 4 beschriebenen Verfahren möglich.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - b*r. ft.'Koenigsberger Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun. PATENTANWÄLTE ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE 3/Li 40455-F Japanese National Railways, Tokyo, Japan Automatische Zugsteuervorrichtung Patentansprüche

1.J Automatische Zugsteuervorrichtung mit einem Empfänger für Geschwindigkeitsanweisungssignale, einem Geschwindigkeitsschemagenerator, der ein Geschwindigkeitsschema entsprechend dem Anweisungssignal erzeugt und mit dem Ausgang des Empfängers verbunden ist, mit einem Zuggeschwindigkeitssensor, mit einer Recheneinheit, die mit dem Ausgang des Geschwindigkeitsschemagenerators und des Geschwindigkeitssensors verbunden ist und bestimmt, ob die Geschwindigkeit des Zuges die Geschwindigkeit überschreitet, die dem erzeugten Geschwindigkeitsschema entspricht, und mit einer Bremsanweisungseinrichtung zum Betätigen der Bremseinrichtung des Zuges,

gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Optimieren der anliegenden Bremskraft nach Maßgabe des Betrages, um den die Zuggeschwindigkeit

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die Geschwindigkeit überschreitet, die dem neuen empfangenen Geschwindigkeitsanweisungssignal entspricht, wobei die Optimierungseinrichtung einen Signaldetektor,an dem die Geschwindigkeitsanweisungssignale vom Empfänger liegen und der feststellt, ob das neu empfangene Geschwindigkeitsanweisungssignal den Zug anweist, mit einer Geschwindigkeit zu fahren, die unter der Geschwindigkeit liegt, die dem vorher empfangenen Geschwindigkeitsanweisungssi gnal entspricht, und der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn derartige Verhältnisse festgestellt werden, einen Differenzgeschwindigkeitsdetektor mit einer Einrichtung, an der das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssensors und des Geschwindigkeitsschemagenerators liegt und der das Ausmaß bestimmt, um das die Geschwindigkeit des Zuges diejenige Geschwindigkeit überschreitet, die dem neu empfangenen Geschwindigkeitsanweisungssignal entspricht, eine Einrichtung, die auf das Signal vom Signaldetektor anspricht und das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssensors an den Differenzgeschwindigkeitsdetektor legt, wenn das Signal durch den Signaldetektor ausgegeben wird, und eine die Bremskraft herabsetzende Einrichtung aufweist, die mit einer Einrichtung versehen ist, die Bremskräftechemata speichert, die den verschiedenen Geschwindigkeiten des Zuges entsprechen und sich zum Bremsen des Zuges eignen, um die Zuggeschwindigkeitsüberschreitung innerhalb der Strecke eines Gleisteils zu kompensieren, über den ein Bremsvorgang erfolgen soll, wobei die die Bremskraft herabsetzende Einrichtung mit dem Ausgang des Differenzgeschwindigkeitsdetektors verbunden ist und eine Einrichtung aufweist, an der das Ausgangssignal des Geschwindigkeitsschemagenerators und der Recheneinheit liegt und die ein Ausgangssignal erzeugt, das an der Bremsanweisungseinrichtung liegt und der Bremskraft entspricht, die für die Geschwindigkeitsüberschreitung und die Geschwindigkeit des Zuges selbst

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optimal ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf ein Signal vom Signaldetektor ansprechende Einrichtung ein UND-Glied ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor eine Speichereinrichtung zum Speichern eines vorher empfangenen Geschwindigkeitsanweisungssignals und einen Komparator aufweist, der das gespeicherte Geschwindigkeitsanweisungssignal mit einem neu empfangenen Geschwindigkeitsanweisungssignal vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Geschwindigkeit, die dem zuletzt genannten Signal entspricht, kleiner als die Geschwindigkeit ist, die dem zuerst genannten Signal entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bremskraft heabsetzende Einrichtung einen Bremsschemagenerator, der Bremkraftschemata speichert und mit einer Einrichtung versehen ist, an der die Ausgangssignale vom Differenzgeschwindigkeitsdetektor und vom Geschwindigkeitsschemagenerator liegen,und einen Wandler aufweist, an dem das Ausgangssignal von dem Bremskraftschemagenerator liegt, um eine Bremsschemainformation vom Bremsschemagenerator zu empfangen und ein Bremskraftsignal zu erzeugen, wobei der Wandler mit einer Einrichtung versehen ist, an der ein Bremssignal von der Recheneinheit liegt, damit der Wandler das Bremskraftsignal ausgibt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungen, die feststellt, ob ein neu empfangenes Signal an der Grenze zwischen Gleisteilen empfangen wird,

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und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn derartige Verhältnisse wahrgenommen werden, wobei die Detektoreinrichtung für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssigna-Ie mit der Einrichtung verbunden ist, die bewirkt, daß die die Bremskraft herabsetzende Einrichtung ein Ausgangssignal der Bremsanweisungseinrichtung nur dann liefert, wenn die Detektoreinrichtung für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssignale ein Ausgangssignal erzeugt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssignale ein UND-Glied auf v/eist, an dem das Ausgangssignal liegt und das einen zweiten Eingang, der mit dem Ausgang des Signaldetektors verbunden ist,und einen Ausgang aufweist, der mit der auf ein Signal ansprechenden Einrichtung verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssignale ein NICHT-Glied und ein weiteres UND-Glied aufweist, an dem das Ausgangssignal des NICHT-Gliedes liegt, wobei das weitere UND-Glied einen Eingang, an dem das Ausgangssignal des Signaldetektors liegt, und einen Ausgang aufweist, der mit einer weiteren Bremseinrichtung für den Zug verbunden ist.

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