CN1340011A - 将控制信号传输到车辆上的方法和接收控制信号的接收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种将控制信号(Is)传输到车辆(5)的方法,该车辆由从驱动电流馈电点(20)馈入牵引电流导线(15)中的驱动电流(Ia)来驱动,并通过驱动电流集电弓(10)电连接在牵引电流导线(15)的这样一个位置上,使得驱动电流集电弓(10)与驱动电流馈电点(20)一起构成一个线路区间(25),在这种方法中,控制信号(Is)被馈入牵引电流导线(15)中并且通过一个感应地耦合于牵引电流导线(15)上的电流传感器(45,50)被车辆接收。为了使控制信号的传输尽可能不受包含在驱动电流里的干扰频率分量的影响,按照本发明,仅仅使用一个位于线路区间(25)外面的电流传感器(50)来接收控制信号(Is)。
Description
本发明涉及一种将控制信号传输到车辆上的方法，该车辆由从驱动电流馈电点馈入牵引电流导线中的驱动电流来驱动，并通过驱动电流集电弓电连接在牵引电流导线的这样一个位置上，使驱动电流集电弓与驱动电流馈电点一起构成一个线路区间，在这种方法中，将控制信号馈入牵引电流导线中而该控制信号通过一个感应地耦合于牵引电流导线上的电流传感器被车辆接收。
这种方法由德国公开文献1 405 691所公知。在这种公知的方法中，载有对于铁路机车车辆的命令或数据的控制信号从一个位置固定的集中信号楼馈入作为牵引电流导线的滑接线；控制信号的回流通过行车钢轨以及吸收电路来保证，吸收电路连接在行车钢轨和滑接线上。在吸收电路中涉及串联谐振电路，该电路对于控制信号是弱电阻的而对于同样通过滑接线传输的驱动电流是强电阻的。驱动电流用于驱动铁路机车车辆并从驱动电流馈电点馈进滑接线。铁路机车车辆具有驱动电流集电弓，驱动电流通过集电弓导入铁路机车车辆。由驱动电流馈电点与驱动电流集电弓的位置构成一线路区间。为了接收控制信号，铁路机车车辆带有两个感应地耦合在滑接线上的线圈式电流传感器；两个电流传感器中的一个设置在车辆的一端，而另一个设置在车辆的另一端。此外如同在公开文献中可以获悉的那样，为了接收控制信号，考虑使用两个电流传感器。
本发明的目的在于，进一步改进上述方法，使控制信号到车辆的传输尽可能地不受包含在驱动电流中的干扰频率分量的影响。
按照本发明这个目的这样实现，即，仅仅使用一个位于线路区间外面的电流传感器来接收控制信号。
本发明方法的主要优点在于，仅仅使用一个位于线路区间外面的电流传感器来接收控制信号；即只有一个位于线路区间外面的电流传感器来保证不受干扰地接收控制信号。这个事实可以做出如下解释：当将驱动电流从驱动电流馈电点传输到驱动电流集电弓的时候，通过驱动电流集电弓有时会产生火花或者形成电弧，因此在牵引电流导线里面产生高频干扰电流；这个干扰电流从驱动电流馈电点流向车辆的驱动电流集电弓，并紧接着通过回流导线(例如是轨行机车所行驶的钢轨)，回流到驱动电流馈电点，使这个高频干扰电流加载在由驱动电流馈电点与驱动电流集电弓所限定的线路区间上。如果只使用一个位于这个线路区间外面的电流传感器来接收控制信号，则这个传感器只测量未受干扰的控制信号，即既不测量驱动电流也不测量包含在驱动电流里的高频干扰电流。
为了可靠地保证将控制信号感应地传输到车辆上，必须有足够大的控制信号电流能够流经牵引电流导线；这一点按照本发明方法的进一步改进可以这样实现，通过一个对于控制信号弱电阻的吸滤器将控制信号从牵引电流导线传输到控制信号回线，吸滤器这样设置在车辆上，即，使得电流传感器在空间上位于牵引电流导线的控制信号输入端与吸滤器之间。位于车辆上的对于控制信号弱电阻的吸滤器由德国专利文献538 650所公知。
按照本发明方法的另一改进设计，为了保证可靠地感应传输控制信号，控制信号通过一个对于控制信号弱电阻的吸滤器从牵引电流导线传输到控制信号回线，当采用铁路机车车辆时，吸滤器这样地固定设置在例如轨道上，使电流传感器在空间上位于牵引电流导线的控制信号输入端与吸滤器之间。
如果一个二进制编码信号作为控制信号被传输，则控制信号可以特别可靠地传输到车辆上，因为二进制编码信号可以使用附加的校验位，通过校验位可以检验在车辆上被接收的控制信号的传输误差。
如果FSK(Frequency Shft Keying)移频键控信号、OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing)正交频分多路复用信号或分布频谱信号作为二进制编码信号被传输，则可以特别简单并由此具有优点地传输控制信号。
按照本发明方法的另一个具有优点的实施例记载在权利要求6中。与本发明装置有关的这种实施例的优点如权利要求7所述。
本发明还涉及一种用于接收控制信号的具有两个电流传感器的装置，控制信号用于具有驱动电流集电弓的车辆，电流传感器设置在驱动电流集电弓的两侧。这样的装置同样可以从上面所提及的公开文献中获悉。
按照本发明权利要求7所建议的、源自上述公开文献中已公知的装置而得到进一步改进的一种接收装置，使控制信号的传输不受包含在驱动电流中的干扰频率分量的影响。这个本发明的接收装置由此而与众不同，该装置具有一个开关，该开关从上述两个传感器中选取出具有更小接收功率的那个电流传感器，用于接收控制信号。
本发明装置的主要优点在于，利用开关能够保证，在车辆运行时控制信号总是只通过一个电流传感器被接收，该传感器位于由驱动电流馈电点与驱动电流集电弓所确定的线路区间外面；这是因为开关总是激活具有更小总接收功率的那个电流传感器，利用它来接收控制信号。如同在与按照本发明方法有关的内容中已经描述过的那样，控制信号电流和具有高频干扰分量的驱动电流都流经位于线路区间中的牵引电流导线段，使得位于线路区间里的电流传感器必须具有比位于这个线路区间外面的那个传感器明显更大的总接收功率，因为在线路区间外面的牵引电流导线里面仅流过控制信号电流。通过本发明接收装置里的开关选取这样一个电流传感器，通过该传感器可以可靠地接收信号，这是因为所选取的电流传感器不被车辆的驱动电流加载从而也不被包含在车辆驱动电流中的干扰电流加载。
为了进一步说明本发明，在附图中示出了用于实现本发明方法的一实施例以及按照本发明的接收装置的一个实施例。
附图示出了一辆铁路机车车辆5，它通过一个驱动电流集电弓10连接在作为牵引电流导线的滑接线15上。在滑接线15上驱动电压Ua加在驱动电流馈电点20上，驱动电流Ia通过驱动电压流经滑接线15、驱动电流集电弓10以及铁路机车车辆5的驱动电机21。驱动电流Ia的回流通过铁路机车车辆行驶在其上的钢轨22来实现。驱动电流馈电点20与驱动电流集电弓10或者说与驱动电流集电弓的位置确定了一个线路区间25。
从控制信号输入端30上控制信号以控制信号电流Is的形式馈入滑接线15。控制信号电流Is到达铁路机车车辆5并到达吸滤器35，吸滤器由具有电容C和电感L的一个串联谐振电路构成并与控制信号输入端30一起确定另一个线路区间40。控制信号或者说控制信号电流Is的回流通过钢轨22来实现。在这另一线路区间40中控制信号或者说控制信号电流Is通过滑接线15传输。铁路机车车辆5具有两个例如由线圈构成的天线形式的电流传感器45和50，它们以例如大约0.5m的距离感应地耦合在滑接线15上。两个电流传感器中的一个电流传感器45位于线路区间25中，而两个传感器中的另一个传感器50则位于这个线路区间25的外面。通过两个电流传感器45和50获取电流测量值，该测量值给出在各电流传感器位置上流经滑接线15的电流。电流传感器45的电流测量值M1给出滑接线15中的电流Ia+Is而电流测量值M2则给出滑接线15中的电流测量值Is；这是基于，无论是驱动电机21本身，还是通过相应构成的、与驱动电机21相匹配的驱动电流滤波电路，对于控制电流Is来说都是这样的强电阻，使得控制电流Is通过驱动电机21的流出小到可以忽略。两个电流测量值M1和M2分别到达开关55的一个输入端，该开关在输出端后接一个控制信号处理装置60。该开关55和控制信号处理装置60以及两个电流传感器45，50构成铁路机车车辆5的接收装置65，用于接收控制信号或者控制电流Is。
在开关55中比较两个电流测量值M1和M2的接收功率。在此确定，电流传感器45的接收功率P1明显大于电流传感器50的接收功率P2；这是因为驱动电流Ia明显大于控制电流Is适用下列关系式之故：
P1～(Ia+Is)2＞＞P2～Is2
因此当电流传感器50的电流测量值M2没有包含驱动电流Ia值并由此没有包含在驱动电流Ia中的高频干扰电流值的时候，开关55选取电流传感器50接收控制电流Is，并将测量电流值M2传输到控制信号处理装置60，在处理装置60中处理控制信号或者说处理控制电流Is。
在按照附图的布置中，吸滤器35位于滑接线15与线路区间的钢轨22之间。同样可以将吸滤器35设置在铁路机车车辆上来代替这种布置。在这种情况下，它与滑接线15的电接触例如通过一个附加的集电弓来保证。该附加集电弓这样设置在车辆上，即，使适合于接收控制信号或控制电流Is的电流传感器50在空间上位于控制信号输入端30与吸滤器之间。
在与附图有关的所述实施例中配备电流传感器45和50，通过它们为开关55测量电流测量值M1和M2；在相应结构的开关55中同样可以使用其它类型的电流传感器来代替电流传感器45和50，即可以使用这样一些传感器，通过它们能够为开关55形成与流动在滑接线15的相应位置上的电流成比例的电流测量值或电压测量值。
总而言之在此描述了一种将控制信号传输到电驱动车辆上的方法，在这种方法中不受包含在这个车辆驱动电流中的干扰频率分量影响地将控制信号传输到车辆上。
例如二进制编码信号可以作为控制信号或控制电流Is被传输，作为二进制编码信号优选FSK(Frequency Shift Keying)移频键控信号、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交频分多路复用信号或分布频谱信号。
按照本发明的方法以具有优点的方式可以应用于铁路机车车辆、无轨电车、缆车、空中吊车或其它通过牵引电流导线驱动的电动车辆。牵引电流导线可以是滑接线(例如铁路机车车辆的架空导线)或者也可以是汇流排或类似物。
Claims (7)
1.一种将控制信号(Is)传输到车辆(5)上的方法，该车辆由从驱动电流馈电点(20)馈入牵引电流导线(15)中的驱动电流(Ia)来驱动，并通过一个驱动电流集电弓(10)电连接在牵引电流导线(15)的这样一个位置上，使驱动电流集电弓(10)与驱动电流馈电点(20)一起构成一个线路区间(25)，在这种方法中，
-控制信号(Is)被馈入牵引电流导线(15)中并且
-该控制信号(Is)通过一个感应地耦合于牵引电流导线(15)上的电流传感器(45，50)被车辆接收，其特征在于，
-仅仅使用一个位于线路区间(25)外面的电流传感器(50)来接收控制信号(Is)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
-所述控制信号通过一个对于控制信号(Is)弱电阻的吸滤器从牵引电流导线传输到控制信号回线，该吸滤器这样设置在车辆上，使得
-电流传感器在空间上位于牵引电流导线的控制信号输入端与吸滤器之间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
-所述控制信号(Is)通过一个对于控制信号(Is)弱电阻的吸滤器(35)从牵引电流导线(15)传输到控制信号(Is)回线(22)，该吸滤器这样固定地设置，使得
-电流传感器(50)在空间上位于牵引电流导线(15)的控制信号输入端(30)与吸滤器(35)之间。
4.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，
-二进制编码信号作为控制信号(Is)被传输。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，
-FSK移频键控信号、OFDM正交频分多路复用信号或分布频谱信号作为二进制编码信号(Is)被传输。
6.如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，
-为了接收控制信号，采用带有两个电流传感器(45，50)的一个接收装置(65)，这两个传感器设置在驱动电流集电弓(10)的两侧，
-其中，该接收装置(65)具有一个开关(55)，该开关从这两个电流传感器(45，50)中选取那个具有更小接收功率的电流传感器(50)，用于接收控制信号(Is)。
7.一种接收装置(65)，它适合于实施权利要求6所述方法并用于一辆具有一个驱动电流集电弓(10)且带有两个电流传感器(45，50)的车辆(5)，这两个电流传感器(45，50)设置在驱动电流集电弓(10)的两侧，其中
-该接收装置(65)具有一个开关(55)，该开关从这两个电流传感器(45，50)中选取那个具有更小接收功率的电流传感器(50)，用于接收控制信号(Is)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040602 Termination date: 20110222 |