技术领域
[0001] 本
发明涉及
权利要求1中前序部分所述的装置。
背景技术
[0002] 在已知的该类装置中，尤其是磁悬浮车辆，从固定操作中心借助于冗余构造的操作管理技术实现对通常无人驾驶的车辆的控制。行驶计算机尤其属于其中，运行计算机根据预定的与
导轨外形(trackprofile)相关的数据控制车辆速度，并依照行驶时间表使车辆停在预先
选定的停车区(中央车站)中。除此之外，可提供车辆只在发生紧急情况时才停在其中的其他停车区。
[0003] 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。
[0004] 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(DE30 04 705 A1)、
涡流制动器等形式的辅助制动器。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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 38 07919C2，DE 3917058C1，ZEVrail Glasers Annaleen，Special EditionTransrapid，2003年10月，尤其是70-94页)。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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
[0011] 由于以上原因，本发明所要解决的技术问题是构造开始处所提到的类型的装置，使得能够大大地减小要提供的连接导轨的长度。
[0012] 权利要求1的区别特征用于解决这个问题。
[0013] 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。
[0014] 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
[0015] 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：
[0016] 图1示出根据本发明的装置的示意
框图，
[0017] 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
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 上述装置的运行模式大致如下：
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 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，车辆通过其滑轨(Kufen)而着陆在导轨
滑行带上，并因此又减慢速度。
[0030] 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。
[0031] 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和滑行滑轨(Gleitkufen)而沿着对应于最大允许速度的曲线18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。
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 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)。
[0035] 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。
