用于自动控制有轨车辆的装置
专利汇可以提供用于自动控制有轨车辆的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 描述有轨车辆，尤其是磁悬浮车辆的自动控制装置。该装置包含驱动和 制动 系统 (4)，辅助制动器(9)，固定安装的行驶计算机(5)和沿 导轨 安装的数据载体(10)，其用来以 位置 ，速度和行驶方向 信号 的方式提供状态信号。依照本发明，该装置还包含单元(12，29)，其被设置用于使车辆在停车区(A)范围内在或从预先 选定 的目标停车点(15)安全停止或启动，并且被这样配置，使得当在停车区(A)范围内达到不允许行驶状态时(图1)，立即使车辆与驱动和制动系统(4)解耦。，下面是用于自动控制有轨车辆的装置专利的具体信息内容。
1.一种用于自动控制有轨车辆-尤其是磁悬浮车辆-的装置， 具有沿轨道设置的停车区(A)、车辆的驱动和制动系统(4)、车辆 上的辅助制动器(9)、用于所述驱动和制动系统(4)的行驶计算机 (5)，其中所述行驶计算机(5)被固定地设置在车辆外，还具有沿着 导轨设置的数据载体(10)，用于提供有关车辆位置、速度和/或行驶 方向的状态信号，还具有设置在车辆中、用于如果所述数据载体(10) 的扫描结果显示车辆的不允许行驶状态则切断所述驱动和制动系统 (4)并接通所述辅助制动器(9)的单元，其特征在于，用于可靠地 将车辆停止在停车区(A)内预先选定的目标停车点(15)处和/或从 停车区(A)内预先选定的目标停车点(15)处可靠地启动车辆的单 元(12，29)被设置并且被这样构造，使得在所述停车区(A)范围 内达到不允许行驶状态时，使车辆与所述驱动和制动系统(4)立即解 耦。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当车辆在停车区(A) 内达到或超过最大允许速度时，使车辆与驱动和制动系统(4)立即解 耦并接通所述辅助制动器(9)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，当车辆在停车 区(A)内启动过程中在错误方向上行驶时，使车辆与驱动和制动系 统(4)立即解耦并接通所述辅助制动器(9)。
4.如前述权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于， 至少在停车区(A)区域中的数据载体(10)包含关于车辆最大允许 速度的数据和信息，并且所述单元(12，19)与分配给所述数据载体 (10)的数据采集单元(11)以这样的方式共同作用，即在达到或超 过由所述数据载体(10)所指示的最大允许速度时，它们发出导致解 耦的控制信号。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制信号也用 于接通辅助制动器(9)。
6.如前述权利要求1到5中任一项所述的装置，其特征在于， 所述单元(12，29)被这样构造，使得当在解耦后低于最大允许速度 时，取消解耦并切断辅助制动器(9)。
7.如前述权利要求1到6中任一项所述的装置，其特征在于， 所述数据载体(10)包含沿导轨设置的、用于识别实际行驶方向的数 据和信息，以便保证车辆在停车区范围内的安全启动，所述单元(12， 29)存储指示预先选定的行驶方向的数据，并且所述单元(12，29) 被这样构造，使得当实际行驶方向偏离所述预先选定的行驶方向时， 立即使车辆与驱动和制动系统解耦并立即接通辅助制动器。
8.如前述权利要求1到7中任一项所述的装置，其特征在于， 所述车辆是磁悬浮车辆，其中所述磁悬浮车辆包含驱动和制动系统 (4)、长定子线性电机，其中所述长定子线性电机具有至少一个沿导 轨设置的长定子(3)和至少一个安装在车辆上的电磁体(8)，所述 电磁体在行驶过程中被接通，并由此使车辆保持悬浮状态，同时提供 用于所述长定子线性电机的激励场，通过切断所述电磁体(8)使车辆 与驱动和制动系统(4)解耦。
技术领域
背景技术
例如，在磁悬浮车辆中，长定子电机用于驱动，其中长定子电机 包含沿着导轨方向延伸并配备有槽的长定子。交流绕组被设置在槽中， 并被馈送以振幅和频率可变的三相电流，以生成沿着长定子方向传播 的行波。激励场由设置在车辆中的承载磁体产生，其中承载磁体除了 导致悬浮的承载功能之外，还为长定子电机提供激励场。其中，行波 的频率决定车辆速度，因此长定子电机适于车辆驱动和制动。
为了在这样的驱动和制动系统失灵时也能使车辆停止，为其安装 夹紧制动器(DE 3004705A1)、涡流制动器等形式的辅助制动器。
为了有利于操作中心对车辆的控制，还已知，沿着导轨安装至少 一个测量条等形式的数据载体，所述数据载体包含绝对位置数据。在 这种情况下，数据采集检测单元被安装在车辆中，它持续扫描数据载 体以得到车辆位置和速度的实际值，并将实际值以状态信号的形式， 例如在无线模式中，传送到操作中心。
通常通过借助于驱动和制动系统根据例如存储在车辆控制计算 机中的给定制动曲线控制车辆的速度而实现将车辆停在停车区的预先 选定的停车点处。而且，在车辆中有利地设置这样的装置，其可以是 控制计算机的部件，且其将通过扫描数据载体而获得的车辆速度的实 际值与为导轨的每个位置(地点)预先给定、并且优选地同样存储在 控制计算机中的与位置相关的极限值和/或最大允许速度比较。如果确 定已达到或超过最大允许速度，则认为这表示驱动和制动系统出现故 障。因此，控制计算机产生表示这个故障的控制信号。一方面，控制 信号在无线模式中通过无线电传送到操作中心，以切断驱动和制动系 统，也就是说在磁悬浮车辆情形中切断流过相应长定子绕组的电流。 另一方面，将控制信号馈送给辅助制动器，以便接通辅助制动器，并 且尽管驱动和制动系统出现故障也对车辆制动，使车辆停在停车区内 预先选择的目标停车点上。
这种装置以及对于这些装置的、尤其在出现不同干扰时所使用的 其它可能的制动操作(Bremsmanoever)是公知的。(例如DE 3807 919C2，DE 3917058C1，ZEVrail Glasers Annaleen，Special Edition Transrapid，2003年10月，尤其是70-94页)。
这种控制装置迄今不可避免的缺点是，控制信号以无线模式向操 作中心的传送导致了不可忽略的控制信号本身的处理时间和随即切断 驱动和制动系统的处理时间。在启动制动操纵时由此引起的时间延迟 可能导致超过停车区中预先选择的目标停车点。尤其是如果在延迟时 间期间由于存在故障的驱动和制动系统而错误地加速而不是减速车 辆，这种情况就会发生。由于这种不可避免的操作干扰，要求在每个 停车区的目标停车点后面设置所谓的连接(延伸)导轨，以防止车辆 在超过预先选择的目标停车点时离开导轨，以及防止车辆停止在不可 进入的导轨段中。其中要考虑，在行驶时速为每小时200千米时，一 秒的延迟时间对应于大约55米的行程。
在车辆从停车区启动时可能发生另一操作干扰，这是因为，由于 驱动和制动系统的故障或操作管理技术而沿着错误的行驶方向开始启 动阶段。在这种情况下，在以无线模式实现的信号传输和信号处理时 的延迟时间导致，在由操作管理技术所给出的停止启动阶段的命令起 作用之前，已经大大地超过错误方向上的目标停车点。
在存在车辆的其他行驶状态时，可能产生停车区范围内的相应缺 点。
发明内容
权利要求1的区别特征用于解决这个问题。
本发明具有这样的优点，即在出现不允许的状态时，不需要首先 等待知道这些状态在远离车辆的操作中心中被确定并采取相应对策。 相反，依照本发明，在确定错误行驶状态时，车辆立刻与驱动去耦合， 这是通过-例如在磁悬浮车辆的情形中-切断承载磁体，并由此切 断车辆中所生成的用于长定子线性电机的激励场。因此，用于传输和 评估相应开关信号的路线非常短，使得车辆可以可靠地停在预先选择 的目标停车点，而不超过该点相当长的距离。
在从属权利要求中给出了本发明的其它有利特征。
附图说明
以下结合附图、通过磁悬浮车辆的实施例更详细地介绍本发明， 其中：
图1示出根据本发明的装置的示意框图，
图2和图3示意地示出在使用已知装置和按照本发明的装置时磁 悬浮车辆的可能制动行为。
具体实施例
在图1中，方框1表示位置固定的部件，而方框2表示设置在磁 悬浮车辆中的可移动部件。方框1尤其包含具有槽和插入槽中的交流 绕组的沿导轨延伸的长定子3、驱动和制动系统4和例如放置在操作 中心中的行驶计算机5。此外，方框1还包含无线信号接收器6，它至 少连接到驱动和制动系统4，无线信号由设置在车辆中的发射器7发 送，并包含例如关于车辆当前行驶状态的数据。
在车辆或方框2中，尤其设置至少一个承载磁体8，借助于该至 少一块承载磁体8，在行驶过程中，在车辆和长定子3之间形成例如 10mm的间隙。从而，一方面，车辆保持悬浮状态，另一方面，建立 用于包括长定子3的同步长定子线性电机的激励场，它由长定子3组 成，其中同步长定子线性电机驱动车辆。此外，车辆包含至少一个辅 助制动器9，该辅助制动器9可以是例如夹紧制动器、涡流制动器等。
数据载体10用于准确地采集无人驾驶车辆所在的位置，其中数 据载体例如以200m的间距沿着轨道设置，并且以二进制编码的形式 包含关于安装它们的位置(地点)的数据。为这些数据载体10分配至 少一个位于车辆上的数据采集(检测)单元11，它扫描被编码的位置 数据，并将其传送到位于车辆中的控制计算机12，其中控制计算机12 与发射器7相连。
数据采集单元11或控制计算机12将由信息载体10所提供的数 据转换成实际值信号，这个实际值信号优选地表示车辆的当前位置和 当前速度。这些实际值信号持续地被从控制计算机12传送到发射器7。 从那里，它们以无线模式被传送到接收器6，并且从接收器6转送到 例如驱动和制动系统4。后者可以位于众多沿导轨设置的分站的一个 中，其中与长定子3的绕组相连的功率变换器等被放置在这些分站中， 或者后者也可能是设置在操作中心中的高级操作管理系统的部件，其 中借助于该操作管理系统来控制各个分站。
上述装置的运行模式大致如下：
在车辆沿导轨行驶的过程中，借助于驱动和制动系统4和未示出 的安装在分站中功率变换器等为长定子绕组馈送振幅和频率可变的三 相电流，以便以与由功率变换器所生成的行波的传播速率同步的速度 驱动车辆。同时，行驶计算机5通知驱动与制动系统4车辆在某一特 定位置应该以什么速度运动。借助于位于驱动和制动系统4中的控制 回路监控遵循该速度。一方面，从接收器6向控制电路发送车辆位置 和车辆速度的实际值，另一方面，控制电路接收存储在行驶计算机5 中的额定值。控制回路以这样的方式调节提供给长定子3的绕组的电 流和/或电压，即实际值与额定值的任何偏差都保持在容许限度之内。
从开始处所提及的文献中已知上述类型的装置，在此为了避免重 复，这些文献以参考的方式作为本公开的一部分。
如果希望车辆停在停车区中，例如火车站中，则驱动和制动系统 例如根据分别存储在行驶计算机5或控制计算机12中的制动曲线14 (图2)被这样控制和调节，使得车辆的行驶速度沿着该制动曲线14 逐渐减小。其中，图2沿横坐标示出导轨上提供的停车区A的终止段 的位置数据，而沿纵坐标示出该停车区A范围内的预先选定的额定行 驶速度。因此，车辆应该通常停在预先选定的目标停车点15处。
由于从车辆传送到驱动和制动系统4或行驶计算机5的位置和速 度信号首先被控制管理系统检验和评估，且然后可能必须被变换为驱 动和制动系统4的控制回路的致动信号，所以大多数情况下在识别和 消除错误和干扰之前产生显著时间段的延迟时间。图2中，制动曲线 14的点16示例性地表示一种可能的干扰及其影响。这里假设，干扰 导致车辆沿着线17加速而不是减速。通常在车辆的控制计算机12中 借助于同样存储在其中的数据而发现这个干扰，其中这些数据为沿轨 道的每个点规定最大允许速度，如图2中线18所示。
只要沿着线17增加的行驶速度在位置19处与线18相交，即达 到和/或超过最大允许速度，则控制计算机12发出对应于命令“切断驱 动和制动系统”的控制信号，这个信号被馈送给发射器7，被转送到驱 动和制动系统4和/或行驶计算机5，并在那里被转换成用于驱动和制 动系统4的切断信号。然而，延迟地实现到切断命令的转换。它在图 2中在位置20处才有效，使得从位置20开始才开始沿着线21进行车 辆的实际减速，其中线21对应于制动曲线14，与之平行地延伸，并 且在停车点22结束。一个后果是，车辆不在预先选定的停车点15处 停止，而是在停车点22处停止。因此，停车区A不能如期望的那样 在预先选定的目标停车点15处结束。相反，尤其在终点站等的情况下， 为了安全起见而不得不延长距离B，停在停车点22。对于磁悬浮车辆， 为距离B所预留的导轨段例如为30m到100m，这取决于例如车辆驶 入停车区A的行驶速度，并且取决于车辆在延迟时间期间沿图2中线 23的可能的加速度。
如果在超过最大速度时所生成的制动信号被从控制计算机12直 接传输给辅助制动器9以便启动它，如图1中所示和公知的那样，上 述制动时的延迟也可能发生，尽管在有限的程度上。
为了避免上述缺点，根据本发明，规定，例如通过线24将表示 达到最大允许速度的信号也直接输送到承载磁体8或用于控制和调节 承载磁体8的控制单元25。控制单元25通常包含间隙传感器26和与 之相连的控制器27，控制器27将由间隙传感器26所提供的承载间隙 的实际值与指定的额定值进行比较，并将所获得的差值提供给执行器 28，执行器控制和调节通过承载磁体8的电流，使得间隙的大小在行 驶过程中基本保持不变。其中，这样选择相应设置，使得由控制计算 机12经由线24馈送的信号导致承载磁体8的立即去活化，结果是它 被去激。一方面，长定子线性电机的激励场因此被切断，所以车辆不 再被驱动。另一方面，失去承载磁体8的承载能力，因此，车辆通过 其在导轨滑行带上的刹车而着陆，并因此又减慢速度。
因此，通过上述措施，实现了车辆与驱动和制动系统的立即解耦。 只要在车辆中发现达到或超过最大允许速度，就发生这样的解耦。因 此，由于延迟-延迟由于所述传输和评估无线模式下的信号而迄今是 不可避免的-而导致超过图2中目标停车点15基本上是不可能的， 无论驱动和制动系统4本身在某一特定时间段内是否保持接通。
依照本发明的一个特定优选实施例，至少在停车区(例如根据图 2，在区域A内)范围内车辆的与位置相关的最大允许速度也可以被 应用在数据载体10上。这些数据被从数据采集单元11传送到位于车 辆里的监控单元29。单元29例如根据同样由数据采集单元11所提供 的位置信号计算当前车辆速度，并将其与所读出的最大允许速度进行 比较。如果达到或超过了后者，则监控单元29通过与控制单元25连 接的输出端30发出使承载磁体去激的信号，同时通过线31发出辅助 制动器9的接通信号。因此，又保证了，在达到最大允许速度时，没 有时间延迟地立即对车辆制动。这在图3中被示意地示出，在图3中 用与图2中相同的附图标记表示相同的部件。因此，当车辆在位置19 处达到最大允许速度时，立即发生车辆与驱动和制动系统去耦，并且 车辆因此借助于辅助制动器9和沿着对应于最大允许速度的曲线18 的滑行刹车而被制动。因此，如在首先描述的例子中那样，实现了车 辆安全、可靠地停在预先选定的目标停车点15处。因此，在使用本发 明时，无需将停车区A中的导轨延长距离B(图2)。实践上，超过 制动曲线18是不可能的，尤其是如果涉及停车区A范围内最大允许 速度的数据和信息在短间隔内被连续传送。
如果车辆速度由于上述措施而暂时低于最大允许速度，如例如图 3中位置32所示，则可以重新释放辅助制动器9，重新接通通过承载 磁体8的电流，并重新启动驱动和制动系统4，以便使车辆以正常的 方式停车。
包含监控单元29的本发明实施例的一个特别优点在于，它可以 与其它部件无关地、尤其是与控制计算机12和行驶计算机5无关地工 作、被简单地实现并且是安全可靠的。
依照本发明，所述装置优选地被如下补充：也使预先选定的方向 上的启动安全可靠。只要存在这样的可能性，即由于信号传送和信号 评估时的延迟，车辆例如不受限制地通过图2中的轨道段B，尽管它 实际上已经从目标停车点15开始在轨道段A的方向上启动，则为了 安全起见，停车区同样必须被设置有轨道段B。依照本发明，通过也 为数据载体10或附加数据载体设置使得借助于监控装置29或控制计 算机12能够明确识别车辆实际行驶方向的数据和信息，而避免上述情 形。因此，借助于存储在监控单元29或控制计算机12中的与相应预 定行驶方向有关的数据和信息，可以在车辆自身里，在启动阶段-即 在尽可能短的时间内-识别和实现，实际行驶方向是否与额定行驶方 向一致。如上述情况中那样，在被识别为错误的行驶状态中，通过切 断承载磁体8，使车辆与驱动和制动系统立即去耦，同时立即接通辅 助制动器9。因此，车辆最多在错误方向上移动非常小的距离，尤其 是如果数据载体在很短的时间间隔内包含数据和信息，借助于这些数 据和信息可以识别和获取当前车辆行驶方向。由此，显著地缩短了迄 今为止相当长的轨道段B(图2)。
本发明不局限于上述具体实施例，这些实施例可以用多种方法进 行改进。特别是数据载体10、数据采集单元11和监控单元29的设计， 其也可以被构造为控制计算机12的部件。其中，对由数据载体10所 扫描的数据和信息的评估是已经在数据采集单元11中进行，还是在控 制计算机12或监控单元29中才进行，这基本上且原则上是不重要的。 而且，显然，所述类型的磁悬浮车辆通常包括多个承载磁体8、辅助 制动系统9、数据采集单元11等等，这些部件冗余地工作，并因此优 选地以与上文中根据图1描述的装置完全相同的方式操作。而且，也 可以将依照本发明的装置应用在其它车辆系统中，尤其是无人驾驶的 车辆系统中。这里也可以考虑例如通过撤销或切断集电器等来使车辆 与驱动和制动系统去耦，而不是切断承载磁体。最后，应该理解，也 可以以与所述和所示组合不同的组合来应用不同特征。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种聚碳酸酯组合物及其制备方法 | 2020-05-11 | 1024 |
| 用于自然语言精准检索的结构化查询语句生成系统及方法 | 2020-05-16 | 672 |
| 一种文本解析方法及装置 | 2020-05-18 | 1010 |
| 沼液理化指标近红外光谱同步快速检测方法 | 2020-05-25 | 818 |
| 沼液理化指标近红外光谱同步快速检测方法 | 2020-05-15 | 37 |
| 一种用于公共安全领域大数据知识图谱的自动化构建方法 | 2020-05-23 | 651 |
| 基于动态图谱链接分析的领域搜索排序方法 | 2020-05-08 | 972 |
| 基于电网调度知识图谱的语音合成方法、系统及电子设备 | 2020-05-20 | 858 |
| 一种基于环保目标约束的电能替代策略实施的运行方法 | 2020-05-12 | 710 |
| 基于天地一体化信息的PM2.5浓度监测方法 | 2020-05-13 | 902 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
