DE3112793C2

DE3112793C2 - Automatische Zugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE3112793C2
Application number: DE3112793A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Inoue; Kazuhiko Tokio/Tokyo Nagase; Yoshihiko Ohmiya Saitama Sato
Original assignee: Japanese National Railways, Tokio/Tokyo
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1987-01-15
Also published as: FR2479505A1; DE3112793A1; US4459668A; FR2479505B1

Abstract

Automatische Zugsteuervorrichtung mit einem Detektor, der feststellt, daß eine neue empfangene Signalanweisung für die Zuggeschwindigkeit die Anweisung gibt, daß der Zug mit einer niedrigeren Geschwindigkeit fahren soll, als es einem früheren Signal entspricht, während der Zug mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich entsprechend der Anweisung durch das frühere Signal fährt, so daß selbsttätig festgestellt wird, daß der Zug mit einer Geschwindigkeit fährt, die die Geschwindigkeit überschreitet, die der neuen empfangenen Anweisung entspricht. Ein Differenzgeschwindigkeitsdetektor, der mit dem Signaldetektor verbunden ist, nimmt die Überschreitung der Zuggeschwindigkeit über der Geschwindigkeit wahr, die der neu empfangenen Anweisung entspricht. Ein Speicher gibt eine Bremsanweisung aus einer Vielzahl von gespeicherten optimalen Bremsschemata auf die Zuggeschwindigkeitsüberschreitung ansprechend einer Einrichtung aus, die das Anziehen der Bremse entsprechend dem Ausgangssignal des Speichers steuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Zugsteuervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der Zeitschrift "Japanese Railways Engineering" (1963) Band 4, No. 1, Seiten 30-33 bekannt.
Die Geschwindigkeit eines Zuges, der mit einer automatischen Zugsteuervorrichtung ausgerüstet ist, wird über Anweisungen gesteuert, die dem Zug längs eines Streckenabschnittes gegeben werden. Wenn der Zug an einem Streckenabschnitt ein Signal empfängt, das ihm die Anweisung gibt, in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich zu fahren, wird der Zug in diesem Streckenabschnitt so gesteuert, daß er mit einer Geschwindigkeit im entsprechenden Bereich fährt. Wenn die Geschwindigkeit, die durch die Anweisung 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 Streckenabschnittes herabgesetzt wird.
Wenn sich ein Zug in den nächsten Streckenabschnitt mit einer Geschwindigkeit bewegt, die über dem oberen Grenzwert liegt, der auf diesem Streckenabschnitt erlaubt ist, und eine Anweisung für eine niedrigere Geschwindigkeit für den nächsten Streckenabschnitt gegeben wird, dann wird ein Befehl gegeben, eine Bremsverzögerung auszuüben, die groß genug ist, den Zug auf eine Geschwindigkeit abzubremsen, die unter der der Anweisung entsprechenden Geschwindigkeit liegt. Diese Bremsverzögerung hat gewöhnlich eine bestimmte Stärke. Im Falle einer automatischen Zugsteuervorrichtung für die Hochgeschwindigkeitsstrecke zwischen Tokyo, Osaka und Hiroshima und einigen anderen Strecken in Japan ist die Bremsverzögerung in vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichen variabel. Selbst bei einer derartigen Ausbildung hat die Bremsverzögerung, deren Ausübung durch die automatische Zugsteuervorrichtung bewirkt wird, in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich einen bestimmten Wert. Die Größe dieser bestimmten Bremsverzögerung wird unter der Annahme gewählt, daß der Zug zur Grenze des Streckenabschnittes mit der oberen Grenzgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsbereiches im vorhergehenden Streckenabschnitt fährt. Selbst wenn daher die Zuggeschwindigkeit die durch die Anweisung gegebene Geschwindigkeit geringfügig überschreitet, kann eine große Bremsverzögerung wirken und kann in den meisten derartigen Fällen der Zug stärker abgebremst werden, als es notwendig ist. Darüber hinaus muß die Geschwindigkeit des Zuges, der sich der Grenze eines Streckenabschnittes nähert, nicht in der Nähe des oberen Grenzwertes liegen, so daß die für die obere Grenzgeschwindigkeit geeignete Bremsverzögerung für niedrigere Geschwindigkeiten nicht angemessen ist. Das führt häufig zu einer starken Beeinträchtigung des Fahrkomforts, einer starken Abnahme der Fahrtgeschwindigkeit und einer möglichen Beschädigung der Räder, da bei einem solchen Bremsvorgang die Räder blockieren können.
Das gleiche gilt für eine automatische Zugsteuervorrichtung, die aus der Zeitschrift "BBC-Nachrichten" (1964), Seiten 251-255 bekannt ist. Bei dieser bekannten Steuerung wird immer von einer Bremskurve Gebrauch gemacht, die zum Stillstand führt, wobei diese Kurve jedoch einfach verschoben wird, wenn das Fahrzeug nur auf eine niedrigere Geschwindigkeit abgebremst werden soll, indem mit dem Bremsvorgang später begonnen wird. Auch bei dieser bekannten Steuerung ist die anliegende Bremsverzögerung größer als unbedingt erforderlich, da die erforderliche Bremsverzögerung einer Bremskurve folgen würde, die wesentlich flacher als die tatsächliche Bremskurve verläuft.
Aus der Zeitschrift "Eisenbahn-Ingenieur 28" (1977) Band 9, Seiten 335-345 ist weiterhin eine Reihe von Bremskurven zu entnehmen, die zum Abbremsen eines Zuges bis zum Stillstand führen. Es kann dabei davon ausgegangen werden, daß auch der Bremsvorgang von einer hohen auf einer niedrigen Geschwindigkeit diesen Bremskurven folgt, so daß auch bei dieser bekannten Zugsteuervorrichtung der tatsächliche Bremskurvenabschnitt wesentlich steiler verläuft als es notwendig wäre, um die gewünschte Geschwindigkeit innerhalb derselben Streckenlänge zu erreichen.
Aus der DE-OS 22 02 963 sowie der CH-PS 6 10 893 ist es weiterhin bekannt, eine einzige Bremskurve arithmetisch in Abhängigkeit von den sich ändernden Verhältnissen zu korrigieren.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, die bekannte automatische Zugsteuervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so weiterzubilden, daß beim Übergang von einem Streckenabschnitt auf einen anderen mit niedrigerer vorgeschriebener Geschwindigkeit die Abbremsung des Zuges nur so stark erfolgt, daß der Zug die niedrige Geschwindigkeit an der vorgeschriebenen Stelle erreicht.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Zugsteuervorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 7.
Im folgenden werden anhand der Zeichnung Beispiele bekannter Zugsteuervorrichtungen sowie bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in einem Diagramm ein Beispiel der Steuerung der Zuggeschwindigkeit auf einem Streckenabschnitt mittels einer bekannten automatischen Zugsteuervorrichtung,
Fig. 2 in einem Diagramm den Verlauf der Geschwindigkeitsabnahme bei einer Geschwindigkeitsüberschreitung durch eine von einer bekannten automatischen Zugsteuervorrichtung gesteuerte Bremse,
Fig. 3 in einem Diagramm den Bremsverlauf nach Maßgabe einer Bremsanweisung, die auf eine Geschwindigkeitsüberschreitung ansprechend von einer bekannten automatischen Zugsteuervorrichtung ausgegeben wird,
Fig. 4 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der automatischen Zugsteuervorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 5 in einem Blockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel der Zugsteuervorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 6 in einem Diagramm ein Beispiel eines neuen Zuggeschwindigkeitssignals, das von zwei Empfängern empfangen wird,
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 Zugsteuervorrichtung nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist im einzelnen eine Zuggeschwindigkeitssteuerung über eine bekannte 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 Streckenabschnitt 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 V&sub2; der Geschwindigkeit liegt, die der Anweisung entspricht, die durch das Signal an diesem Streckenabschnitt gegeben wird, und daß eine neue Anweisung, mit einer Geschwindigkeit V&sub1; zu fahren, am Punkt b zum Zeitpunkt des Eintritts des Zuges in den neuen Streckenabschnitt B (Intervall b-c) ausgegeben wird. Das Signal für den Zug wird somit am Punkt b erneuert. Am Anfang des Streckenabschnitts B fährt der Zug mit einer Geschwindigkeit, die um Δ V über der Geschwindigkeit V&sub1; 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 Streckenabschnitts B unter V&sub1; liegt, woraufhin die automatische Zugsteuervorrichtung die Bremse löst. In dieser Weise erfolgt im allgemeinen die Geschwindigkeitssteuerung über eine automatische Zugsteuervorrichtung. Dabei liegt jedoch über eine automatische Zugsteuervorrichtung am Punkt b eine derartige Bremsverzögerung an, daß der Zug, der diesen Punkt mit einer Geschwindigkeit V&sub2;, d. h. mit der oberen Grenzgeschwindigkeit, die im gerade verlassenen Streckenabschnitt erlaubt ist und somit mit einer maximalen Geschwindigkeitsüberschreitung passiert, am Ende c des neuen Streckenabschnitts B auf die Geschwindigkeit V&sub1; abgebremst sein wird, die für den neuen Abschnitt 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 bekannt, daß die Beziehung zwischen der Geschwindigkeitsüberschreitung Δ V und der Verzögerung ß des Zuges, die erforderlich ist, um die Geschwindigkeitsüberschreitung in den Grenzen eines Streckenabschnitts 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 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 Bremsverzögerung einander proportional sind.
Wenn somit ein Zug, der eine Streckenabschnittsgrenze passiert, ein neues Signal empfängt, das ihm die Anweisung gibt, mit einer niedrigen Geschwindigkeit zu fahren, und als Folge davon die Zuggeschwindigkeit um Δ V über der Geschwindigkeit liegt, die der neu empfangenen Anweisung entspricht, kann die Beziehung zwischen der Geschwindigkeitsüberschreitung Δ V 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 Δ V in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, bei der Δ V auftritt. D. h. mit anderen Worten, daß eine Kurve für einen Bremsvorgang gültig ist, bei der Δ 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.
Unter Verwendung einer Gruppe derartiger Kurven kann die benötigte Bremsverzögerung optimiert werden. Wenn nämlich der Verlauf der Verzögerung, die notwendig ist, um den Zug nur auf die neue Geschwindigkeit abzubremsen, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, bei der Δ V auftritt, verschieden ist, kann eine Gruppe von Bremskurven zur Überwindung von Δ V bei verschiedenen Geschwindigkeiten aufgetragen werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so daß dann, wenn der Leerlauf im gebremsten Zustand nicht ignoriert werden kann, die Kurven in geeigneter Weise korrigiert werden können. Wenn ein Abbremsen erforderlich ist, kann die Betätigung der Bremse der passenden Kurve entsprechend erfolgen, so daß die Bremsverzögerung gerade ausreicht, um Δ V zu beseitigen, und der Zug erst dann auf die Geschwindigkeit abgebremst ist, die der neuen Anweisung entspricht, wenn das Ende c des Streckenabschnittes B erreicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer Zugsteuervorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Ein bekannter Empfänger 1 ist an einem nicht dargestellten Zug angebracht. Der Empfänger 1 empfängt einen Signalstrom, der im Streckenabschnitt fließt, über den der Zug fährt, wobei eine Geschwindigkeitsanweisung, die dem Signalstrom entspricht, in Abhängigkeit von der relativen 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 Geschwindigkeitsschemagenerator 2, der ein Geschwindigkeitsschema erzeugt, das dem empfangenen Signal entspricht. Dieses Geschwindigkeitsschema liegt an einem Komparator 3. Der Komparator 3 empfängt auch eine Geschwindigkeitsinformation von einem Geschwindigkeitssensor 12, der die Zuggeschwindigkeit aus der Drehzahl der Radachse wahrnimmt. Der Komparator 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 einer Bremsanweisungseinrichtung 11 gegeben.
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 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 Signaldetektor 5 mit einem internen Speicher 6 und einem Komparator 7. Im Signaldetektor 5 wird das empfangene verschlüsselte Anweisungssignal im Speicher 6 gespeichert. Wenn ein neues Signal empfangen wird, beispielsweise wenn der Zug in einen neuen Streckenabschnitt 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 Signaldetektor 5 diese Anweisung wahr und gibt der Detektor 5 dementsprechend einen Befehl zum Bremsen an ein herkömmliches UND-Glied 8. Die Geschwindigkeitsinformation, die vom Geschwindigkeitssensor 12 an dieser Stelle stammt, liegt dann an einem Geschwindigkeitsdifferenzdetektor 9 über das Verknüpfungsglied 8, wobei der Geschwindigkeitsdifferenzdetektor 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 Bremsverzögerung herabsetzenden Einrichtung 10, die einen Bremsschemagenerator umfaßt. Der Generator 13 speichert eine Vielzahl von Bremskurven, die durch Versuche zum Beseitigen der Geschwindigkeitsüberschreitung zu dem Zeitpunkt, an dem der Zug das Ende des Streckenabschnitts erreicht, und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ermittelt wurden, bei der die Geschwindigkeitsüberschreitung auftritt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der Bremsschemagenerator 13 Bremsschemas empfängt die Geschwindigkeitsschemainformation vom Geschwindigkeitsschemagenerator 2 und die Information über die Geschwindigkeitsüberschreitung Δ V vom Geschwindigkeitsdifferenzdetektor 9, wobei der Bremsschemagenerator 13 die Daten für eine Kurve entsprechend Fig. 3 liefert, die der Geschwindigkeit des Zuges angemessen ist und dazu verwandt werden kann, die Bremsverzögerungsanweisung die für den empfangenen Wert Δ V notwendig ist, d. h. eine Bremsverzögerungsanweisung zu bestimmen, die den Zug vor dem Ende des Streckenabschnitts auf eine Geschwindigkeit abbremsen kann, die dem neu empfangenen Signal entspricht.
An einem Wandler 14 liegen die Daten der Bremskurve vom Bremsschemagenerator 13, wobei der Wandler 14 einen Bremsbefehl vom Komparator 3 erhält und die Daten der Bremskurve in eine geeignete Bremskraftanweisung umwandelt, die die Geschwindigkeit in dem gewünschten Ausmaß herabsetzt, bevor der Zug das Ende des Streckenabschnitts erreicht. Die in dieser Weise erhaltene geeignete Bremsverzögerungsanweisung wird von der die Bremsverzögerung 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 Streckenabschnitts erreicht, wird der Befehl vom Komparator 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 Bremsverzögerung 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 Streckenabschnitts empfangen. Wenn jedoch ein Notfall in einem Streckenabschnitt vor dem Zug auftritt, kann ein neues Signal in der Mitte eines Streckenabschnitts empfangen werden. Wenn beispielsweise eine Schiene in einem Streckenabschnitt vor einem fahrenden Zug als gebrochen angezeigt wird, nachdem der Zug den Anfang eines gegebenen Streckenabschnitts passiert hat, dann wird der Streckenabschnitt mit der gebrochenen Schiene aufgrund des Schienenfehlers als besetzt angezeigt. Das hat zur Folge, daß dieser Streckenabschnitt dem automatischen Zugsteuersystem angibt, daß er durch einen vorhergehenden Zug besetzt ist, obwohl tatsächlich dort kein Zug existiert. Der fahrende Zug in dem gegebenen Streckenabschnitt wird daher in der Mitte des gegebenen Streckenabschnitts ein neues Signal empfangen, das eine niedrige Geschwindigkeit 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 Streckenabschnitts erreicht.
Diese Situation kann selbst bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung auftreten. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird diese Situation noch ernster, da die von der automatischen Zugsteuervorrichtung erzeugte Bremsverzögerung eine Bremsverzögerung sein wird, die auf die Geschwindigkeitsüberschreitung über der Geschwindigkeit des nächsten Streckenabschnitts anspricht. Dieses Problem kann dann gelöst werden, wenn die Anordnung so gewählt wird, daß in dieser Situation eine Bremsverzögerung nach Maßgabe der Geschwindigkeitsüberschreitung nur dann anliegt, wenn das Signal an der Streckenabschnittsgrenze erneuert wird, und daß eine solche Bremswirkung in den anderen Fällen, beispielsweise in einem Notfall, nicht erfolgt.
Zu diesem Zweck kann bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zusätzlich eine spezielle Anordnung 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 Detektoreinrichtung 25 verbunden sind. Die Detektoreinrichtung 25 weist Speicherschaltungen 19 und 20, eine Zeitintervallmeßschaltung 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 Speicherschaltungen 19 und 20 während ein UND-Glied 24 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 Streckenabschnitt A in den Streckenabschnitt B bewegt. Wenn das Signal S _A im Streckenabschnitt A und das Signal S _B im Streckenabschnitt B verschieden sind, ändert sich der Signalstrom, der von den Stromaufnehmern 15 und 16 empfangen wird, an der Grenze zwischen den Abschnitten 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 _A empfangen, können das Ausgangssignal R _{A 1} vom Signalempfänger 17 und das Ausgangssignal R _{A 2} vom Signalempfänger 18 beide als Signale mit dem logischen Wert 1 angesehen werden, und wenn kein Signalempfänger das Signal S _B empfängt, können die Ausgangssignale R _{B 1} vom Empfänger 17 und R _{B 2} vom Empfänger 18 beide als Signale mit dem logischen Wert 0 angesehen werden. Wenn beide Aufnehmer 15 und 16 nur das Signal S _B empfangen, haben die Ausgangssignale R _{A 1} und R _{A 2} von den Signalempfängern beide den logischen Wert 0, während die Ausgangssignale R _{B 1} und R _{B 2} 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 Streckenabschnitten A und B überschreiten. Wenn nämlich der Stromaufnehmer 15 die Grenze zum Zeitpunkt t&sub1; passiert, wird das Ausgangssignal R _{A 1} vom Signalempfänger 17 vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 kommen, während das Ausgangssignal R _{B 1} vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 kommen wird. Wenn der Stromaufnehmer 16 die Grenze zum Zeitpunkt t&sub2; passiert, wird das Ausgangssignal R _{A 2} vom Signalempfänger 18 vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 kommen, während das Ausgangssignal R _{B 2} vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 kommen wird.
Wenn die Geschwindigkeit, mit der der Zug die Streckenabschnittsgrenze passiert, gleich v ist, und der Abstand der Stromaufnehmer 15 und 16 in Bewegungsrichtung des Zuges gleich l ist, kann die Zeitverzögerung zwischen der Signaländerung an den Aufnehmern 15 und 16, d. h. das Zeitintervall Δ t, unter der Annahme einer gleichen Funktion der beiden Stromaufnehmer- und Signalempfängergruppen in der folgenden Weise ausgedrückt werden:
&udf57;°KD&udf56;°Kt°k¤=¤°Kt°kÊ¤_¤°Kt°kÉ¤=¤@W:°Kl°k:°Kv°k&udf54;°z
In der Detektoreinrichtung 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 vom Geschwindigkeitssensor 12 aufgenommen, der direkt mit dem Rad W gekoppelt ist, wobei diese Information an einem 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 Geschwindigkeitssensor 12 zu überwinden, wobei das Rechenergebnis am Komparator 22 liegt. Der Komparator 22 vergleicht das Eingangssignal vom Zeitrechenglied 28 mit dem Eingangssignal Δ t von der Zeitmeßschaltung 21, wobei dann, wenn dieses Zeitintervall zur Zeitverzögerung Δ t 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 Signalabschnittsgrenze ausgegeben wurde. Anderenfalls liefert der Komparator kein Ausgangssignal, was anzeigt, daß das neue Signal ein Signal ist, das nicht an der Streckenabschnittsgrenze 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 Signaldetektor 5 und das UND-Glied 8 geschaltet ist. Das führt wiederum dazu, daß das UND-Glied 29 das Ausgangssignal vom Signaldetektor 5 an den Geschwindigkeitsdifferenzdetektor 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 Geschwindigkeitsdifferenzdetektor 9 nicht arbeitet. Unter diesen Umständen erfolgt die Geschwindigkeitssteuerung gemäß der bekannten automatischen Zugsteuervorrichtung, die in Fig. 4 durch gestrichelte Linien eingeschlossen ist.
Es ist auch eine Alternative zu der in Fig. 7 dargestellten Anordnung möglich. Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, kann das UND-Glied 24 der Detektoreinrichtung 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 Signaldetektors, 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 Signaldetektor 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.

Claims

1. Automatische Zugsteuervorrichtung mit einem Empfänger (1) für Geschwindigkeitsanweisungssignale, einem Geschwindigkeitsschemagenerator (2), der mit dem Ausgang des Empfängers (1) verbunden ist und ein Geschwindigkeitsschema erzeugt, das dem Anweisungssignal entspricht, einem Zuggeschwindigkeitssensor (12), einem Komparator (3), der mit den Ausgängen des Geschwindigkeitsschemagenerators (2) und des Geschwindigkeitssensors (12) verbunden ist und feststellt, ob die Ist-Geschwindigkeit des Zuges die Sollgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsschemagenerators überschreitet, einer Bremsanweisungseinrichtung (11), die die Bremseinrichtung des Zuges betätigt, und einer Einrichtung (10), die einen Bremsverlauf auswählt, der den Zug so abbremst, daß dieser die vorgeschriebene Sollgeschwindigkeit an der vorgeschriebenen Stelle erreicht, gekennzeichnet durch,

a) einen Signaldetektor (5), an dem das Geschwindigkeitsanweisungssignal liegt und der feststellt, daß eine neu angewiesene Geschwindigkeit die bisherige Soll-Geschwindigkeit überschreitet,

b) einen Geschwindigkeitsdifferenzdetektor (9), an dem das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssensors (12) und des Geschwindigkeitsschemagenerators (2) liegt und der den Betrag ermittelt, um den die Ist-Geschwindigkeit die neue Sollgeschwindigkeit überschreitet,

c) eine Schalteinrichtung (8), die auf das Ausgangssignal des Signaldetektors (5) ansprechend das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssensors (12) an den Geschwindigkeitsdetektor (9) legt,

d) eine mit den Ausgängen des Geschwindigkeitsdifferenzdetektors (9), des Komparators (3) und des Geschwindigkeitsschemagenerators (2) verbundene, die Bremsverzögerung herabsetzende Einrichtung (10), in der eine Vielzahl von Bremskurven gespeichert ist, von denen jede einer Zuggeschwindigkeit entspricht und implizit die für den Bremsvorgang zur Verfügung stehende Streckenlänge enthält, und die auf ein Ausgangssignal des Komparators (3), das besagt, daß die Ist-Geschwindigkeit die Soll-Geschwindigkeit überschreitet, ansprechend diejenige Bremskurve auswählt, die der Höhe der Geschwindigkeitsüberschreitung entspricht, und

e) eine Bremsanweisungseinrichtung (11), an der das von der die Bremsverzögerung herabsetzenden Einrichtung (10) erzeugte Ausgangssignal liegt, das der ermittelten geeigneten Bremsverzögerung für die Geschwindigkeitsüberschreitung entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (8) ein UND-Glied ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor (5) eine Speichereinrichtung (6) zum Speichern eines vorher empfangenen Geschwindigkeitsanweisungssignals und einen Komparator (7) 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, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bremsverzögerung herabsetzende Einrichtung (10) einen Bremsschemagenerator (13), der Bremskurven speichert und an dem die Ausgangssignale vom Geschwindigkeitsdifferenzdetektor (9) und vom Geschwindigkeitsschemagenerator (2) liegen, und einen Wandler (14) aufweist, an dem das Ausgangssignal vom Bremsschemagenerator (13) liegt und der ein dementsprechendes Bremssignal erzeugt, wobei am Wandler (14) das Ausgangssignal des Komparators (3) liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung (25) für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungen, die feststellt, ob ein neu empfangenes Signal an der Grenze zwischen Streckenabschnitten mit bestimmten Sollgeschwindigkeiten empfangen wird, und nur dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn derartige Verhältnisse wahrgenommen werden, wobei die Detektoreinrichtung (25) für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssignale mit einer Einrichtung (29) verbunden ist, die bewirkt, daß die die Bremsverzögerung herabsetzende Einrichtung (10) ein Ausgangssignal der Bremsanweisungseinrichtung (11) nur dann liefert, wenn die Detektoreinrichtung (25) für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssignale ein Ausgangssignal erzeugt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (25) für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssignale mit einem UND-Glied verbunden ist, das einen zweiten Eingang, der mit dem Ausgang des Signaldetektors (5) verbunden ist, und einen Ausgang aufweist, der mit der Schalteinrichtung (8) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (25) für die Abfolge der Geschwindigkeitsanweisungssignale mit einem NICHT-Glied (30) verbunden ist und ein weiteres UND-Glied (31) vorgesehen ist, an dem das Ausgangssignal des NICHT-Gliedes (30) liegt, wobei das weitere UND-Glied (31) einen Eingang, an dem das Ausgangssignal des Signaldetektors (5) liegt und einen Ausgang aufweist, der mit einer weiteren Bremseinrichtung (32) für den Zug verbunden ist.