DE29705615U1 - Sensoranordnung - Google Patents

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H. WEICKMANN \

D.PL.-ING. F. A. WE*CK]V|ANN ',

DM-CHEM. B. HUBER

DR-[NG. H. LISKA

DIPL..PHYS. DR. J. PRECHTEL

DIPL-CHEM. DR. B. BÖHM DIPL.-CHEM.DR. W. WEISS DIPL PHYS DR J. TIESMEYER DIPL.-PHYS. DR. M. HERZOG

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Sens&ogr;ranordnung Sensoranordnung Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit wenigstens eines längs einer Bahn bewegbaren Körpers.

&iacgr;&ogr; Der Begriff "Körper" ist im Rahmen der Erfindung sehr allgemein zu verstehen, beispielsweise kann es sich dabei um ein Fahrzeug zum Einsatz in der Fördertechnik, der Transporttechnik oder der Personenbeförderung handeln. Nur beispielhaft seien hier Fließbänder, Fahrstühle, Rolltreppen

is oder bewegte Teile von Fahrgeschäften auf Rummelplätzen genannt.

Eine Sensoranordnung kann in vielen Fällen auch Teil eines Systems zur Steuerung der Bewegung des Körpers längs der Bahn sein.

Dem Erfordernis einer hohen Positionsgenauigkeit der Erfassung längs der Bahn könnte dadurch Rechnung getragen werden, daß eine große Anzahl von Sensoreinheiten vorgesehen wird, die in geringem gegenseitigen Abstand längs der Bahn angeordnet werden. Dies würde jedoch die Kosten zum Aufbau und Betrieb der Sensoranordnung in zumeist unzumutbarem Ausmaß erhöhen, weil relativ viele Sensoreinheiten benötigt werden und in der Folge auch relativ viele Sensorsignale zu verarbeiten sind.

Es ist ferner möglich, einen Sensor am bewegbaren Körper und einen entsprechenden "Maßstab" in Form äquidistanter Markierungen längs der Bahn anzubringen. Dies hat zum einen den Nachteil, daß keine Absoluterfassung der Position des Körpers längs der Bahn möglich ist. Außerdem müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um die (im allgemeinen elektrische) Versorgung des Sensors und um die Übertragung der

Sensorsignale aus dem Bereich des sich bewegenden Körpers zu einer stationären Auswerteeinheit zu ermöglichen.

Daher ist es meist zweckmäßig und bereits bekannt, daß eine solche Sensoranordnung eine Vielzahl längs der Bahn voneinander beabstandet angeordneter Sensoreinheiten sowie Signalübertragungsmittel zur Übertragung von mittels der Sensoreinheiten gewonnenen Informationssignalen über die Körperpositionen bzw. Korpergeschwindxgkeiten zu einer der

&iacgr;&ogr; Vielzahl von Sensoreinheiten zugeordneten Auswerteeinheit umfaßt.

Um die Positionsgenauigkeit bei gegebener Anzahl von Sensoren zu steigern, kann man analoge Sensoren verwenden, d. h.

is Sensoren, deren Sensorsignale in stetiger Weise von der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers abhängen. Hierbei ist jedoch die Sensorsignalverarbeitung aufwendig und zudem ergibt sich in der Praxis das Problem, daß ein analoges Signal durch Störeinflüsse in seiner Größe verändert wird und der Erfassungswert somit verfälscht wird.

Bei gegenseitig beabstandeter Anordnung von analogen Sensoren können die Sensorsignale auch aufgrund verschiedener Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Magnetfeld, Luftfeuchtigkeit etc., an den jeweiligen Sensororten voneinander abweichen. Eine derartige - oftmals unkontrollierbare - Variation der analogen Sensorsignale ergibt sich auch durch Fertigungstoleranzen bzw. Toleranzen beim Anbringen der Sensoren längs der Bahn, insbesondere wenn es sich um "groben Maschinenbau" handelt. Besonders problematisch ist es, wenn die Sensoren von Magnetfeldsensoren gebildet sind und der Luftspalt zwischen diesen Magnetfeldsensoren und zugeordneten Magneten längs der Bahn variiert. Hinzu kommen Probleme durch Verschleiß und Ermüdung mechanischer Komponenten sowie Degradation elektronischer Komponenten, wodurch die Erfassung beeinflußt wird.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Sensoranordung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die auch bei beschränkter Anzahl von Sensoreinheiten eine Positions- bzw. Geschwindigkeitserfassung mit hoher Genauigkeit ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Sensoreinheit jeweils eine Reihe in Längsrichtung der Bahn voneinander beabstandet angeordneter digitaler Sensoren

&iacgr;&ogr; sowie eine dieser Sensorreihe jeweils zugeordnete Positionsermittlungseinrichtung umfaßt, welche die digitalen Sensorsignale der Sensoren der ihr zugeordneten Sensorreihe gemeinsam auswertet, zu einem analogen Sensoreinheitssignal verarbeitet, und dieses an die Signalübertragungsmittel zur

is Weiterleitung an die Auswerteeinheit ausgibt.

Die Verwendung digitaler Sensoren vermeidet jegliche Beeinträchtigung der Erfassungswerte durch kleine Signalstörungen und die gemeinsame Auswertung der digitalen Sensorsignale der Sensoren einer Sensorreihe im Bereich einer Sensoreinheit verringert die Anforderungen an die nachfolgende Signalübertragung und Signalauswertung. Auch die bei hohen Geschwindigkeiten bzw. bei mehreren Körpern auf der Bahn anfallenden hohen Datenraten der Sensoren bleiben damit beherrschbar. Das analoge Sensoreinheitssignal kann mittels einer einzigen Leitung an die Signalübertragungsmittel ausgegeben werden und eignet sich außerdem gut zum unmittelbaren Ansteuern nachfolgender analoger Komponenten wie beispielsweise Umrichtern in elektrischen Antriebssystemen.

Bevorzugt ist der gegenseitige Abstand der Sensoren einer Sensoreinheit in Bahnlängsrichtung wesentlich kleiner als der gegenseitige Abstand der Sensoreinheiten in Bahnlängsrichtung. Diese Maßnahme ermöglicht die Erhöhung der Positionsgenauigkeit bei gegebener Anzahl von Sensoreinheiten, weil der gegenseitige Abstand der Sensoren die Positionsauflösung der Anordnung maßgeblich bestimmt. Diese

Ausgestaltung vermeidet auch das sonst auftretende Problem, daß es längs der Bahn meist Stellen gibt, an denen die Anordnung von Sensoren, beispielsweise wegen beengter Platzverhältnisse, ungünstig ist. Die Sensoreinheiten können dann an den leicht zugänglichen Stellen längs der Bahn angeordnet werden.

Es kann vorgesehen werden, daß Antriebsmittel zum elektromagnetischen Antrieb des Körpers, beispielsweise in

&iacgr;&ogr; Form eines Linearmotors, mittels wenigstens eines am Körper angeordneten Körpermagnets und an der Bahn angeordneter Bahnmagnete vorgesehen sind, und daß die Sensoren von Magnetfeldsensoren gebildet sind, die auf das Magnetfeld des wenigstens einen Körpermagnets ansprechen. In diesem Fall

is dienen die Körpermagnete sowohl zum Antrieb des Körpers als auch zur Erfassung von dessen Position bzw. Geschwindigkeit, wodurch sich der Aufbau der Gesamtanordnung vereinfacht.

Als Magnetfeldsensoren können ' vorteilhaft magnetfeldempfindliche Hall-Elemente verwendet werden. Ganz allgemein können jedoch beliebige, zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit eines Körpers geeignete Sensoren eingesetzt werden, wie beispielsweise Sensoren kapazitiver, induktiver oder optischer Art.

Für den Fall des elektromagnetischen Antriebs könnte man vorsehen, daß der wenigstens eine Körpermagnet von einem Elektromagnet und die Bahnmagnete von Permanentmagneten gebildet sind. Wegen der hierfür notwendigen elektrischen Versorgung des bewegbaren Körpers ist es jedoch bevorzugt, daß der wenigstens eine Körpermagnet von einem Permanentmagnet und die Bahnmagnete von Elektromagneten gebildet sind. Damit benötigt der bewegliche Körper keine elektrische Versorgung zur Magnetfelderzeugung und das von dem wenigstens einen Körpermagnet ausgehende Magnetfeld ist zeitunabhängig, wodurch die Auswertung der Sensorsignale vereinfacht wird.

Ferner ist möglich, daß sowohl wenigstens ein Körpermagnet, dessen Nordpol zu den Magnetfeldsensoren hin gerichtet ist, als auch wenigstens ein Körpermagnet, dessen Südpol zu den Magnetfeldsensoren hin gerichtet ist, vorgesehen sind, und daß sowohl Magnetfeldsensoren, die auf das Magnetfeld der Nordpole ansprechen, als auch Magnetfeldsensoren, die auf das Magnetfeld der Südpole ansprechen, vorgesehen sind. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß jeweils zwischen zwei verschieden orientierten Körpermagneten ein Nulldurchgang des Magnetfelds

&iacgr;&ogr; entsteht, der zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers besonders geeignet ist, weil dieser Nulldurchgang unabhängig von Änderungen des Abstands zwischen den Körpermagneten und den Sensoreinheiten und unabhängig von Feldstärkeänderungen der Körpermagnete stets zwischen den

is entsprechenden Magnetpolen liegt. Die Bestimmung eines Nulldurchgangs des Magnetfelds mit Magnetfeldsensoren, welche nur auf eine Magnetfeldrichtung ansprechen, ist problematisch, weil hierbei lediglich das Unterschreiten einer vorbestimmten Magnetfeldstärke (Schwellenwert) detektiert werden kann und nicht der eigentliche Nulldurchgang. Dieses Problem wird durch die Verwendung sowohl nordpolempfindlicher als auch südpolempfindlicher Sensoren vermieden, da sich der Nulldurchgang durch Mittelung der zwei symmetrisch zum Nulldurchgang gelegenen Stellen ermitteln läßt, an denen der Absolutwert des Magnetfelds jeweils die vorbestimmte Magnetfeldschwelle unterschreitet.

Zur Absolutpositionsbestimmung läßt sich beispielsweise der Umstand ausnutzen, daß bei Annäherung des Körpers an eine Sensoreinheit (wie auch bei Entfernung des Körpers von einer Sensoreinheit) die Sensoren zunächst ein "unvollständiges" Sensorsignalmuster liefern, d. h. ein Signalmuster ohne Nulldurchgang des Magnetfelds im Bereich der Sensoreinheit, wobei dementsprechend lediglich eine Art von Magnetfeldsensoren (nordpol- oder südpolempfindlich) ansprechen.

Verschieden orientierte Körpermagnete erlauben es außerdem, zusätzliche Informationen über einen Körper zu gewinnen. So kann beispielsweise im Falle mehrerer Körper auf der Bahn die Identität eines bestimmten Körpers ermittelt werden, wenn die Anordnung der Magnete jeweils körperspezifisch ist. Auch die Orientierung eines Körpers längs der Bahn läßt sich leicht ermitteln, wenn diese Magnetanordnung asymmetrisch bezüglich der Bahnlängsrichtung vorgesehen ist.

&iacgr;&ogr; Eine kompakte Bauform der Sensorreihe ergibt sich beispielsweise, wenn die nordpolempfindlichen und die südpolempfindlichen Sensoren jeweils eine Sensorteilreihe bilden und diese Reihen parallel nebeneinander längs der Bahn angeordnet sind.

Eine Sensoreinheit kann sich in Bahnlängsrichtung jeweils auf einer Länge erstrecken, welche wenigstens ungefähr gleich der Körpermagnetteilung ist. Damit ist sichergestellt, daß stets wenigstens ein Nulldurchgang des Magnetfelds von einer Sensoreinheit erfaßt wird, wenn ein Körper sich im Bereich dieser Sensoreinheit befindet.

-Vorteilhaft hinsichtlich der Betriebssicherheit ist es, wenn der gegenseitige Abstand der Sensoreinheiten im Vergleich zur Erstreckungslänge der Gesamtheit der Körpermagnete eines Körpers in Bahnlängsrichtung derart festgelegt ist, daß in sämtlichen möglichen Positionen des Körpers zwischen den Sensoreinheiten stets wenigstens ein Sensor anspricht. Damit läßt sich die Anzahl der Sensoreinheiten unter Ausnutzung der Tatsache minimieren, daß zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit eines Körpers die Erfassung dieser Größen an einem Punkt dieses Körpers ausreichend ist.

Interessant ist in diesem Zusammenhang schließlich die Möglichkeit, die Sensoreinheiten längs der Bahn derart anzuordnen, daß die Sensoreinheitsteilung kein Vielfaches der Sensorteilung, sondern ein Vielfaches dieser Sensorteilung

zuzüglich eines Bruchteils derselben (z. B. der Hälfte der Sensorteilung) ist. In diesem Fall ist die Positionsgenauigkeit der Erfassung erhöht, weil die Sensoranordnung dann auch Verlagerungen des Körpers um diesen Bruchteil (z. B. die halbe Sensorteilung) zu erfassen vermag.

Der gegenseitige Abstand der Sensoreinheiten kann ggf. auch kleiner gewählt werden, so daß die Zuverlässigkeit und Genauigkeit durch wenigstens zeitweilig mehrfache Erfassung &iacgr;&ogr; erhöht wird. Umgekehrt könnte unter Umständen der Abstand auch etwas größer gewählt werden, so daß auf Kosten von (im allgemeinen nachteiligen) Erfassungslücken längs der Bahn die Anzahl der Sensoreinheiten noch weiter reduziert wird.

is Die Erfindung betrifft auch ein System zur Steuerung der Bewegung wenigstens eines längs einer Bahn bewegbaren Körpers.

Hier interessierende, bekannte Systeme umfassen eine Sensoranordnung mit einer Vielzahl voneinander beabstandet angeordneter Sensoreinheiten zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit des wenigstens einen Körpers, sowie Signalübertragungsmittel zur Übertragung von mittels der Sensoreinheiten gewonnenen Informationssignalen von den Sensoreinheiten über die Signalübertragungsmittel zu einer Steueranordnung.

Die Sensoranordnung kann hierbei von der oben im Zusammenhang mit den Ansprüchen 1 bis 8 beschriebenen Art sein.

Bekannte Steuersysteme der hier interessierenden Art weisen beispielsweise eine zentrale Steueranordnung auf, welche auf Grundlage der mittels der Sensoreinheiten gewonnenen Informationssignale die Bewegung der Körper längs eines Großteils der Bahn oder sogar längs der gesamten Bahn steuert. Im Falle eines elektromagnetischen Antriebs werden von dieser zentralen Steueranordnung sowohl Umrichter zur Bereitstellung der Antriebsenergie als auch Schalteinheiten zum wahlweisen

Zuschalten von Bahnmagneten angesteuert. Die für die Zuschaltung der Fahrbahnmagnete relevanten Informationssignale müssen hierbei zur zentralen Steueranordnung weitergeleitet werden. Umgekehrt müssen auch alle für die Zuschaltung notwendigen Steuersignale von der zentralen Steueranordnung zu den Schalteinheiten weitergeleitet werden. Daraus ergibt sich eine relativ aufwendige Informationsstruktur.

Die Zusammenführung sämtlicher Informationssignale zu einer

&iacgr;&ogr; zentralen Steueranordnung ist zur Erfassung vieler Körper längs einer vergleichsweise ausgedehnten Bahn problematisch, weil die Signalübertragungsmittel hierbei für relativ große Datenraten ausgelegt werden müssen und die zentrale Steueranordnung zudem die Informationssignale sämtlicher

is Sensoreinheiten verarbeiten muß, um die Körperbewegung zu steuern.

Es sind jedoch auch dezentrale Steuersysteme zum elektromagnetischen Antrieb eines Körpers längs einer Bahn bekannt, bei denen eine Vielzahl von dezentralen Steuerungen eingesetzt werden. Sobald eine dieser dezentralen Steuerungen das Eindringen eines Körpers in den ihr zugeordneten Teilabschnitten der Bahn feststellt, steuert diese Steuerung den oder die ihr zugeordneten Umrichter an, um die mit diesem bzw. diesen Umrichtern verbundenen Antriebseinheiten (in der Regel Magnetspulen) entsprechend zu bestromen. Falls diese Antriebseinheiten nicht unmittelbar, d. h. ohne Schalteinheiten an diese Umrichter angeschlossen sind, so werden auch diese Schalteinheiten durch die dezentralen Steuerungen angesteuert. Nachteilig beim dezentralen Steuersystem ist insbesondere die Verwendung einer Vielzahl von Umrichtern.

Es ist demgemäß eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein System zur Steuerung der Bewegung wenigstens eines längs einer Bahn bewegbaren Körpers zu schaffen, bei welchem sowohl die

Signalübertragung und Signalverarbeitung als auch die Antriebsenergieversorgung vereinfacht sind.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Steueranordnung eine Mehrzahl von Steuereinheiten umfaßt, welche jeweils die Körperbewegung in den Steuereinheiten zugeordneten Teilabschnitten der Bahn steuern, wobei zumindest ein Teil dieser Steuereinheiten jeweils Antriebseinheiten in den ihnen zugeordneten Teilabschnitten

&iacgr;&ogr; der Bahn mit einem Energieverteilungssystem verbindet, das zur phasenrichtigen Versorgung mehrerer dieser Teilabschnitte der Bahn mit Antriebsenergie vorgesehen ist.

Die mittels der Sensoreinheiten gewonnenen Informationssignale werden auf eine Mehrzahl von Steuereinheiten verteilt, wodurch sich -zunächst die Signalübertragung vereinfacht, weil kein Teil der Signalübertragungsmittel zur Übertragung sämtlicher Informationssignale notwendig ist. Außerdem wird die Signalverarbeitung auf seiten der Steueranordnung vereinfacht, weil die zu bewältigenden Steuerungsaufgaben auf eine Mehrzahl von Steuereinheiten verteilt wird, welche jeweils die Körperbewegung nur in einem Teilabschnitt der Bahn steuern.

Das Energieverteilungssystem umfaßt im einfachsten Fall einen einzigen Umrichter, welcher die zum Antrieb des Körpers längs der Bahn notwendige Antriebsenergie zentral zur Verfügung stellt und beispielsweise in eine längs der gesamten Bahn laufende Energieverteilungsleitung einspeist. Zumindest ein Teil der Steuereinheiten sind nun dazu ausgelegt, jeweils die Antriebseinheiten in den ihnen zugeordneten Teilabschnitten der Bahn zeitweilig, d. h. wenn sich ein Körper im Bereich des entsprechenden Teilabschnitts befindet, mit dem Energieverteilungssystem zu verbinden. Damit entfällt die bei bekannten zentralen Steuersystemen notwendige Übertragung der zur abschnittsweisen Bestromung von Antriebseinheiten relevanten Informationssignale zu der zentralen Steueranordnung. Gegenüber den bekannten dezentralen

Steuersystemen kann hingegen die Anzahl der eingesetzten Umrichter beträchtlich reduziert werden.

Bevorzugt steuert eine Steuereinheit die Körperbewegung in dem ihr zugeordneten Teilabschnitt der Bahn zumindest zeitweilig autonom, d. h. lediglich abhängig von den zu dieser Steuereinheit übertragenen Informationssignalen der Sensoreinheiten dieses Teilabschnitts, und zwar durch entsprechende zeitweilige Herstellung der Verbindung mit dem

&iacgr;&ogr; Energieverteilungssystem. Dies bedeutet, daß lokal anfallende Steuerungsaufgaben durch Steuereinheiten lokal bewältigt werden können, denen jeweils nur ein Teilabschnitt der Bahn zugeordnet ist. Dies entlastet die Signalübertragungsmittel, weil die Übertragungswege einerseits kurz und andererseits für

is geringere Datenraten ausgelegt werden können.

Die autonome Steuerung erhöht ferner die Betriebssicherheit

des Systems, weil sich die Gefahr des Gesamtausfalls des

Systems im Falle des Versagens einzelner Komponenten reduziert.

Gewünschtenfalls vorgesehenen übergeordneten Steuereinheiten bzw. einer zentralen Steuereinheit müssen nur solche Signale zugeführt werden, die zur Bewältigung übergeordneter Steuerungsaufgaben notwendig sind. Denkbar ist beispielsweise, daß eine übergeordnete Steuereinheit Programme zur Körperbewegung in den einzelnen Teilabschnitten an eine oder mehrere untergeordnete Steuereinheiten ausgibt, die zeitweilig, d. h. bis zur Änderung dieser Bewegungsprogramme, die Bewegungen in den Teilabschnitten autonom steuern.

Ein besonders effizientes Steuerungssystem läßt sich dadurch vorsehen, daß die Signalübertragungsmittel von Übertragungsstationen in einer hierarchischen Struktur gebildet sind, d. h. von Übertragungsstationen, welche jeweils Informationssignale von Übertragungsstationen einer niedrigeren Hierarchiestufe empfangen und ein aus den

empfangenen Informationssignalen abgeleitetes datenreduziertes Informationssignal jeweils an Übertragungsstationen höherer Hierarchiestufe ausgeben, wobei die Übertragungsstationen niedrigster Hierarchiestufe die Informationssignale der Sensoreinheiten empfangen, und wobei einer Steuereinheit jeweils eine Übertragungsstation zugeordnet ist, welche Informationssignale an diese Steuereinheit ausgibt.

Eine solche hierarchische Struktur ist flexibel sowohl für &iacgr;&ogr; große als auch für kleine Steuersysteme einsetzbar bzw. anpaßbar und bewirkt eine Datenreduktion bei der Signalübertragung von niedrigeren Stufen zu höheren Stufen der Hierarchie. Wenn eine Übertragungsstation von mehreren Übertragungsstationen niedrigerer Hierarchiestufe is Informationssignale über die Position bzw. Geschwindigkeit eines bestimmten Körpers empfängt, so kann die Datenreduktion weiter vergrößert werden, indem diese Übertragungsstation das optimale Informationssignal aus diesen Signalen auswählt und daraus das weiterzuleitende Informationssignal ableitet.

Zur weiteren Vereinfachung des Systems ist es denkbar, daß eine Art von Übertragungsstation zum Einsatz in mehreren Hierarchiestufen geeignet ist.

Die Zuordnung jeweils einer Übertragungsstation zu einer Steuereinheit hat den Vorteil, daß einer Steuereinheit, bevorzugt über einen kurzen Übertragungsweg, in einfacher Weise die Informationssignale zugeführt werden können, die von ihrem zu steuernden Teilabschnitt der Bahn herrühren.

Der Teilabschnitt, der von einer einer Übertragungsstation höherer Hierarchiestufe zugeordneten Steuereinheit zu steuern ist, umfaßt zweckmäßigerweise wenigstens die Teilabschnitte, welche von den Steuereinheiten gesteuert werden, die den Übertragungsstationen niedrigerer Hierarchiestufe zugeordnet sind, von denen die betrachtete Übertragungsstation höherer Hierarchiestufe Informationssignale empfängt.

Oftmals ist es notwendig, daß an eine Stelle des Systems eine Information übertragen wird, welche aus den Informationssignalen sämtlicher Sensoreinheiten gewonnen wurde. In diesem Fall kann man vorsehen, daß die Übertragungsstaionen höchster Hierarchiestufe Informationssignale an eine Auswerteeinheit ausgeben. Diese Auswerteeinheit kann unabhängig von der Körpersteuerung beispielsweise nur zur Anzeige von Positions- bzw. Geschwindigkeitsinformationen dienen. Es läßt sich jedoch auch

&iacgr;&ogr; eine Steuerzentrale zum Steuern der Körperbewegung im wesentlichen längs der gesamten Bahn vorsehen und diese Steuerzentrale dann der Auswerteeinheit zuordnen. Dann kann die Steuerung zentral überwacht bzw. wie bei bekannten Systemen zentral durchgeführt werden, und zwar ohne die oben

is erwähnten Nachteile der bekannten Systeme.

Bei der Verwendung mehrerer Umrichter läßt sich vorteilhaft vorsehen, daß die Sensoreinheiten und/oder wenigstens ein Teil der Signalübertragungsmittel Schnittstellen aufweisen, die den unmittelbaren Anschluß von Umrichtern mit Analogeingang ermöglichen. Diese Maßnahme gestattet den unmittelbaren Anschluß von Umrichtern üblicher Bauart. Das zur Ansteuerung dieser Umrichter notwendige Analogsignal kann beispielsweise ein Sägezahnsignal oder ein Sinsu/Kosinussignal sein.

Um die oben beschriebene Autonomie von Teilen des Steuerungssystems weiter zu verbessern, läßt sich vorsehen, daß eine Sensoreinheit wenigstens einen digitalen Sensor sowie eine diesem wenigstens einen digitalen Sensor zugeordnete Wandlereinrichtung umfaßt, welche das digitale Sensorsignal des wenigstens einen digitalen Sensors zu einem analogen Sensoreinheitssignal verarbeitet und dieses analoge Sensoreinheitssignal direkt an eine der Sensoreinheit zugeordnete Steuereinheit (beispielsweise Umrichter) ausgibt, welche die Körperbewegung in einem dieser Steuereinheit zugeordneten Teilabschnitt der Bahn steuert. Damit werden

besonders kleine autonome Einheiten mit kürzestmöglichen Signalübertragungswegen geschaffen.

Bekannte Sensoranordnungen der eingangs beschriebenen Art übertragen die Positions- bzw. Geschwindigkeitsinformatiönen auf eine Art und Weise, die unabhängig von den Geschwindigkeiten der Körper ist. Wenn die Sensoranordnung in einem großen Bereich von Körpergeschwindigkeiten arbeiten soll, so müssen die Signalübertragungs- sowie die

&iacgr;&ogr; Signalverarbeitungskomponenten so leistungsfähig ausgelegt werden, daß die Erfassung der Informationen auch bei den größtmöglichen Körpergeschwindigkeiten funktioniert.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine is Sensoranordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers über einen großen Geschwindigkeitsbereich geeignet ist, wobei die Signalübertragung und die Signalverarbeitung vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signalübertragungsmittel bei relativ niedrigen Körpergeschwindigkeiten Informationen mit relativ hoher Ortsauflösung und bei relativ hohen Körpergeschwindigkeiten Informationen mit relativ geringer Ortsauflösung übertragen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es meist nicht notwendig ist, die Körperpositionen mit stets gleichbleibender Ortsauf1ösung, d. h. unabhängig von den Körpergeschwindigkeiten, zu erfassen. Dies sei an einem Beispiel verdeutlicht: Wenn sich ein Fahrstuhl zwischen zwei Etagen mit relativ großer Geschwindigkeit bewegt, so werden von diesem relativ viele Sensoreinheiten pro Zeiteinheit passiert, wodurch die Datenrate der entstehenden Sensoreinheitssignale steigt. Um jedoch mit der beschränkten Übertragungskapazität der Signalübertragungsmittel auszukommen, werden nun die Informationen mit geringer Ortsauflösung zu einer Steuereinheit übertragen. Dies stellt

insofern keinen Nachteil dar, weil die Fahrstuhlgeschwindigkeit zwischen den Etagen wie auch beim Passieren von Etagen in der Regel nicht geändert werden muß und die Steuereinheit keine genaue Ortsinformation benötigt. Umgekehrt liegt der Fall, wenn der Fahrstuhl kurz vor dem Anhalten ist. Dann sinkt die Datenrate aufgrund der relativ wenigen pro Zeiteinheit passierten Sensoreinheiten und die gegebene Übertragungskapazität der Signalübertragungsmittel kann dazu genutzt werden, sehr genaue Informationen über die &iacgr;&ogr; Fahrstuhlposition an die zentrale Steuereinheit zu übertragen, um den Fahrstuhl in einer Etage exakt zu positionieren.

Wenn die Körperbewegung längs der Bahn insoweit vorgegeben ist, daß in einzelnen Bahnbereichen jeweils zugeordnete

is Geschwindigkeitsbereiche der Körperbewegung vorgegeben sind, so läßt sich die Ortsauflösung beispielsweise durch einen in diesen Bahnbereichen jeweils spezifischen gegenseitigen Abstand der Sensoren bzw. der Sensoreinheiten anpassen. Auch die Anordnung der Singalübertragungsmittel kann dann spezifisch an diese Bahnbereiche angepaßt werden, indem beispielsweise für Bahnbereiche mit relativ geringem gegenseitigen Sensorabstand relativ wenige Übertragungsstationen vorgesehen werden.

Um bei relativ hohen Körpergeschwindigkeiten Informationen mit relativ geringer Ortsauflösung zu übertragen, kann im Bereich der Sensoreinheiten für eine Datenreduktion gesorgt werden, auch wenn Sensor- bzw. Sensoreinheitsabstände längs der Bahn nicht variieren. So kann man vorsehen, daß eine Sensoreinheit jeweils eine Reihe in Längsrichtung der Bahn voneinander beabstandet angeordneter Sensoren umfaßt und bei relativ hohen Körpergeschwindigkeiten lediglich die Sensorsignale eines Teils der Sensoren der Sensorreihe zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß Sensoreinheitssignale jeder Sensoreinheit zur Positions- bzw. Geschwindigkeitserfassung verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich, insbesondere bei sehr hohen

Geschwindigkeiten, kann auch vorgesehen sein, daß lediglich die Signale eines Teils der Sensoreinheiten zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers verwendet werden.

Die Anpassung der Signalübertragung an die Körpergeschwindigkeit kann auch im Bereich der Signalübertragungsmittel durchgeführt werden, beispielsweise indem durch in den Signalübertragungsweg eingefügte Übertragungsstationen Informationssignale bei hoher &iacgr;&ogr; Körpergeschwindigkeit mit verringerter Ortsauflösung weitergeleitet werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Sensoranordnung der oben beschriebenen Art die is Signalübertragung zur Auswerteeinheit, insbesondere bei großen anfallenden Datenmengen im Bereich der Sensoreinheiten zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Signalübertragungsmittel von Übertragungsstationen in einer hierarchischen Struktur gebildet sind, d. h. von Übertragungsstationen, welche jeweils Informationssignale von Übertragungsstationen einer niedrigeren Hierarchiestufe empfangen und ein aus den empfangenen Informationssignalen abgeleitetes datenreduziertes Informationssignal jeweils an Übertragüngsstationen höherer Hierarchiestufe ausgeben, wobei die Übertragungsstationen niedrigster Hierarchiestufe die Informationssignale der Sensoreinheiten empfangen und wobei einer Steuereinheit jeweils eine Übertragungsstation zugeordnet ist, welche Informationssignale an diese Steuereinheit ausgibt. Damit ergeben sich bei der Sensoranordnung die bereits im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Steuersystem beschriebenen Vorteile, d. h. es erfolgt eine Datenreduktion beim Übergang von einer Hierarchiestufe zur nächsten.

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Wenn auch nicht ausgeschlossen sein soll, daß die Ableitung des datenreduzierten Informationssignals durch Verarbeitung aller empfangenen Informationssignale durchgeführt wird, so ist jedoch bevorzugt, daß das datenreduzierte Informationssignal aus einem Teil der empfangenen Informationssignale gebildet ist, die im einfachsten Fall dann unverändert an die nächste Hierarchiestufe weitergeleitet werden.

&iacgr;&ogr; Dabei kann man vorsehen, daß die Auswahl des Teils der empfangenen Informationssignale abhängig von deren Qualität und/oder abhängig von einer vorbestimmten Wertigkeit der empfangenen Informationssignale vorgesehen ist.

is Sowohl in einer Sensoranordnung als auch in einem wie oben beschriebenen Steuersystem kann eine schnelle und zuverlässige Signalübertragung dadurch erreicht werden, daß zur Übertragung der Informationssignale wenigstens teilweise optische Signalübertragungsmittel vorgesehen sind. Dabei ist insbesondere an Glasfaserkabel mit zugehörigen Sender- und Empfängereinrichtungen gedacht.

Die Übertragungsqualität und damit die Betriebssicherheit kann auch dadurch gesteigert werden, daß zur Übertragung der Informationssignale, insbesondere zur Übertragung von analogen I &eegr;f&ogr;rmati&ogr;&eegr;ssig&eegr;a1e&eegr; , wenigstens teilweise Signalübertragungsmittel zum Empfangen bzw. Ausgeben von elektrischen Stromsignalen vorgesehen sind. Mit elektrischen Stromsignalen sind hierbei Informationssignale gemeint, deren Information durch eine elektrische Stromstärke repräsentiert wird. Damit haben elektromagnetische Störeinflüsse bzw. elektrische Kontaktwiderstände kaum Einfluß auf die zu übertragende Information, wodurch die Betriebssicherheit insbesondere in der Umgebung elektrischer Störquellen und bei Anordnungen mit relativ vielen elektrischen Steckkontakten erhöht. Beim Einsatz elektrischer Antriebssysteme kann ein

derartiges Stromsignal oftmals in einfacher Weise direkt einer Steuerungskomponente, wie einem Umrichter, zugeführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine schematisehe Teilansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung am Beispiel eines &iacgr;&ogr; längs einer Fahrbahn mittels eines elektrischen

Linearmotors angetriebenen Fahrzeugs, wobei vier Sensoreinheitssignale an eine Übertragungsstation ausgegeben werden;

is Fig. 2 eine schematische Darstellung, welche die Ermittlung eines Nulldurchgangs des Magnetfelds im Bereich zwischen zwei verschieden orientierten Magneten des Fahrzeugs aus Fig. 1 veranschaulicht;

Fig. 3 eine schematische Teilansicht eines erfindungsgemäße&eegr; Steuersystems mit Übertragungsstationen in einer zweistufigen Hierarchie, wobei diesen Übertragungsstationen jeweils Steuereinheiten zugeordnet sind;

Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung, bei der die Informationssignale mit unterschiedlichen

Ortsauflösungen entsprechend Teilabschnitten der Bahn mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten eines längs dieser Bahn bewegbaren Fahrzeugs übertragen werden;

Fig. 5 eine detailliertere schematische Darstellung der in

Fig. 4 mit V gekennzeichneten Übertragungsstation.

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·■··■

Fig. 1 zeigt eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung am Beispiel eines längs einer Fahrbahn 10 in Richtung eines Doppelpfeils 12 bewegbaren Fahrzeugs 14, das mit in Fahrbahnlängsrichtung mit einer Magnetteilung T_M voneinander beabstandet angeordneten Fahrzeugmagneten 16₂ bis 16₄ ausgestattet ist. Diese als Permanentmagnete vorgesehenen Fahrzeugmagnete 16 bilden zusammen mit entsprechenden längs der Fahrbahn 10 angeordneten und über Ansteuereingänge 19 elektrisch erregten &iacgr;&ogr; Fahrbahnmagneten 18 eine Antriebsanordnung nach Art eines Linearmotors, mit der das Fahrzeug 14 in gesteuerter Weise längs der Bahn 10 bewegt werden kann.

Zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit des

is Fahrzeugs 14 dienen längs der Bahn 10 mit einer Sensoreinheitsteilung T_SE voneinander beabstandet angeordnete Sensoreinheiten 20, welche jeweils ein die Erfassungswerte repräsentierendes Se&eegr;s&ogr;rei&eegr;heitsig&eegr; a 1 an Signalübertragungsmittel zur Weiterleitung an eine in Fig. 1 nicht dargestellte Auswerteeinheit ausgeben. Das Sensoreinheitssignal wird von einer Sensoreinheit 20 jeweils über eine Leitung 22 zu einer Übertragungsstation 24 ausgegeben, die im dargestellten Ausführungsbeispiel die Sensoreinheitssignale von vier Sensoreinheiten 20 empfängt.

Aus diesen Sensoreinheitssignalen wird von der Übertragungsstation 24 ein Informationssignal abgeleitet und über eine Leitung 26 in Form eines elektrischen Stromsignals in Richtung auf die Auswerteeinheit weitergeleitet, wobei im entsprechenden Signalweg noch weitere Übertragungsstationen eingefügt sein können, wie später noch beschrieben wird.

Die Ausgabe eines analogen, elektrischen Stromsignals hat besonders bei der unten noch beschriebenen Verwendung der Sensoranordnung im Rahmen eines Steuersystems Vorteile. So lassen sich Stromsignale üblicher Industriestandards einsetzen, um eine Vielzahl verschiedener Steuereinrichtungen direkt anzusteuern. Das elektrische Stromsignal kann dabei von

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einer üblichen Schnittstelle (beispielsweise sin/cos- oder Resolver-Schnittstelle) bereitgestellt werden.

Die Sensoreinheit 20 umfaßt jeweils eine Sensorreihe 26 sowie eine Sensorreihe 28 aus in Längsrichtung der Bahn 10 mit einer Sensorteilung T_s voneinander beabstandet angeordneten digitalen Magnetfeldsensoren 3 0 in Form von digitalen Hall-Elementen und außerdem jeweils eine Positionsermittlungseinrichtung 32, welche die digitalen Sensorsignale der Sensoren 3 0 der ihr

&iacgr;&ogr; zugeordneten Sensorreihen 26 und 28 gemeinsam auswertet und das Sensoreinheitssignal erzeugt. Die Sensoren 30 der Sensorreihe 26 reagieren auf das Magnetfeld derjenigen Fahrzeugmagnete 16, deren magnetischer Nordpol N zu den Magnetfeldsensoren 30 hin gerichtet ist (Ie₁," 16₃) , während die

is Sensoren 3 0 der Sensorreihe 28 auf das Magnetfeld der Fahrzeugmagnete 16 ansprechen, deren magnetischer Südpol S zu den Sensoren 30 hin gerichtet ist (16₂, 16₄) .

Die Genauigkeit der Erfassung wird maßgeblich durch die Sensorteilung T_s innerhalb der Sensorreihe 26 bzw. 28 bestimmt und kann an die gewünschte Genauigkeit angepaßt werden. Um dennoch mit relativ wenigen Sensoren 30 auszukommen, ist die Sensoreinheitsteilung T_SE im Vergleich zur Sensorteilung T_s längs der Bahn 10 vergleichsweise groß. Dabei ist durchaus denkbar, daß diese Teilungen T_s, T_SE bzw. das Verhältnis dieser Teilungen längs der Bahn 10 variiert.

Im dargestellten Beispiel sind die Fahrzeugmagnete 16 mit in Bahnlängsrichtung abwechselnder Orientierung am Fahrzeug 14 angebracht, d.h., bei den Fahrzeugmagneten Ie₁ und 16₃ sind die Nordpole N zur Bahn 10 hin orientiert, während bei den Fahrzeugmagneten 16₂ und 16₄ die Südpole S zur Bahn 10 hin gerichtet sind. Das von den Fahrzeugmagneten 16 ausgehende Magnetfeld wechselt somit in Fahrbahnlängsrichtung mehrmals die Richtung, und es entsteht jeweils ein Nulldurchgang des Magnetfelds im Bereich zwischen jeweils zwei Fahrzeugmagneten 16. Die Ermittlung dieses Nulldurchgangs ist in vielen Fällen

besonders vorteilhaft, weil dessen Lage, im Gegensatz zur Magnetfeldstärke zwischen jeweils zwei NuI!durchgängen, relativ unempfindlich gegenüber dem Abstand zwischen den Fahrzeugmagneten 16 und den Sensoreinheiten 20, gegenüber längs der Bahn 10 variierenden magnetischen Eigenschaften der Fahrzeug- und Fahrbahnkomponenten und gegenüber sonstigen Störeinflüssen ist. Damit von den Sensoreinheiten 20 jeweils wenigstens ein solcher Nulldurchgang erfaßt wird, wenn Fahrzeugmagnete 16 des Fahrzeugs 14 sich im Bereich einer &iacgr;&ogr; Sensoreinheit 20 befinden, erstrecken sich die Sensoreinheiten 2 0 in Bahnlängsrichtung jeweils auf einer Länge, welche ungefähr gleich der Fahrzeugmagnetteilung T_M ist.

Es ist bekannt, zur Erfassung der Fahrzeugposition bzw.

is Fahrzeuggeschwindigkeit bei mittels eines Linearmötors angetriebenen Fahrzeugen elektrische Größen wie Induktivität, Dämpfung etc. an den Antriebsspulen des Linearmotors zu messen. Aufgrund des relativ großen Abstands zwischen diesen Antriebsspulen ist eine derartige Erfassung relativ ungenau.

Zur Steigerung der Erfassungsgenauigkeit können diese Größen analog gemessen und ausgewertet werden, woraus jedoch die eingangs beschriebenen prinzipiellen Nachteile analoger Sensoren resultieren, insbesondere wird die Erfassung durch magnetische Störeinflüsse oder durch eine Abstandsvariation zwischen Fahrzeugmagneten und der Bahn beeinträchtigt. Die erfindungsgemäße Sensoranordnung vermeidet diese Probleme in der eingangs beschriebenen Weise.

Zur Bestimmung der absoluten Position des Körpers 14 längs der Bahn 10 wird im dargestellten Beispiel das Sensorsignalmuster jeder Sensoreinheit 2 0 im Hinblick auf das Vorliegen eines "Einfahr"-Signalmusters analysiert, welches das Eindringen des Fahrzeugs 14 in den Erfassungsbereich der betreffenden Sensoreinheit 20 signalisiert und damit die absolute Position dieses Fahrzeugs 14 festlegt. Beim Einfahren liegen die Nulldurchgänge des von den Körpermagneten 16 erzeugten Magnetfelds noch außerhalb des Erfassungsbereichs der

• · · &igr;

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Sensoreinheit 20, so daß das Signalmuster beim Einfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß lediglich Sensoren 3 0 einer der beiden Sensorreihen 26 und 28 ansprechen ("unvollständiges Signalmuster").

Die Gesamtanordnung ist relativ einfach aufgebaut, weil die Fahrzeugmagnete 16, welche zum Antrieb des Fahrzeugs 14 ohnehin benötigt werden, zur Positions- bzw. Geschwindigkeitserfassung des Fahrzeugs 14 verwendet werden &iacgr;&ogr; können.

Die Erfassung ist relativ unempfindlich gegenüber einem Ausfall einzelner Sensoren 30, weil ein solcher Ausfall, insbesondere unter Berücksichtigung der Sensorsignale von is unmittelbar benachbarten Sensoren 30, leicht erkennbar ist und durch Vorsehen geeigneter Maßnahmen nicht zwangsläufig zu einem Ausfall der gesamten Sensoranordnung führen muß.

Anhand der Fig. 2 wird ein besonderer Vorteil bei der Ermittlung eines Nulldurchgangs durch die Verwendung sowohl nordpolempfindlicher Sensoren 30 innerhalb der Sensorreihe 26 als auch südpolempfindlicher Sensoren 3 0 innerhalb der Sensorreihe 28 erläutert. Diese Figur zeigt die Magnetfeldstärke B in Abhängigkeit von einer Koordinate x, welche die Position längs der Fahrbahn 10 repräsentiert. Außerdem erkennt man einen Teil des Fahrzeugs 14 mit den .Fahrzeugmagneten 16_X und 16₂, welche das Magnetfeld B mit dem dargestellten Verlauf hervorrufen. Ein Nulldurchgang des Magnetfelds B befindet sich im dargestellten Augenblick an einer Position X₀ im Bereich der Sensorreihen 26 und 28. Die Ansprechschwellen der Magnetfeldsensoren 30 der Sensorreihe 26 und der Sensorreihe 2 8 weisen hier den gleichen Absolutwert auf und sind mit B₁ bzw. B₂ bezeichnet. Die Sensoren 3 0 der nordpolempfindlichen Sensorreihe 26 sprechen in dem Bereich an, in welchem die Magnetfeldstärke B größer als der Schwellenwert B₁ ist, während die Sensoren 3 0 der südpolempfindlichen Sensorreihe 2 8 beim Unterschreiten des

Schwellenwerts B₂ ansprechen. Die ansprechenden Sensoren 3 0 sind jeweils mit "1" gekennzeichnet, und die nichtansprechenden Sensoren 3 0 sind jeweils mit "0" gekennzeichnet. Wenn die Absolutwerte von B₁ und B₂ im Vergleich zur Amplitude der Magnetfeldstärke B relativ klein gewählt werden, so entspricht die Lage des Übergangs zwischen den ansprechenden Sensoren 3 0 und den nichtansprechenden Sensoren 3 0 etwa der Lage des Nulldurchgangs an der Stelle x₀, so daß im Prinzip eine der Sensorreihen 26 und 28 ausreichen

&iacgr;&ogr; würde, um die Lage des Nulldurchgangs zu ermitteln. In der Praxis können jedoch die Schwellenwerte B₁ und B₂ nicht beliebig klein gewählt werden, weil es sonst leicht dazu kommen kann, daß ein Nulldurchgang überhaupt nicht erfaßt wird oder aufgrund von Störeinflüssen vorgetäuscht wird. Die in der

is Praxis mehr oder weniger großen Absolutwerte von B₁ bzw. B₂ rufen daher eine gewisse Unsicherheit bei der Lagebestimmung des Nulldurchgangs hervor. Ganz anders ist die Situation, wenn, wie dargestellt, sowohl nordpol- als auch südpolempfindliche Sensoren 3 0 verwendet werden. Unter der realistischen Annahme eines annähernd symmetrischen Verlaufs der Magnetfeldstärke B im Bereich des Nulldurchgangs kann hierbei die Position x₀ desselben einfach durch Mittelwertbildung zwischen den Positionen der oben erwähnten Übergänge ermittelt werden, die sich aus dem Ansprechmuster der Sensorreihen 26 und 2 8 ergeben.

Bevorzugt sind die Schwellenwerte B₁ bzw. B₂ derart festgelegt, daß bei zentraler Positionierung eines der Fahrzeugmagnete über der Sensorreihe 26 bzw. 28 zumindest ein Teil der Sensoren 3 0 an den beiden Enden der Sensorreihe im Gegensatz zu den zentralen Sensoren 30 noch nicht anspricht. Man erhält auf diese Weise eine zweifache Positionsinformation.

Eine mögliche Ausgestaltung der Sensoranordnung hinsichtlich der Signalweiterleitung bis zu einer Auswerteeinheit wird weiter unten für ein weiteres Ausführungsbeispiel der

Erfindung mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 noch beschrieben. Hierbei sei auf die obige Beschreibung ausdrücklich Bezug genommen, und es werden gleichwirkende oder entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie beim oben beschriebenen '. Ausführungsbeispiel gekennzeichnet, jedoch vermehrt um die Zahl 200. Zunächst wird jedoch ein System zur Steuerung der Bewegung wenigstens eines längs einer Fahrbahn bewegbaren Fahrzeugs anhand der Fig. 3 beschrieben. Um die mögliche Verwendung der oben beschriebenen Sensoranordnung in &iacgr;&ogr; diesem Steuersystem zu veranschaulichen, sind Komponenten des Steuersystems, die denjenigen Komponenten der Sensoranordnung entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern vermehrt um die Zahl 100 gekennzeichnet.

is In Fig. 3 ist eine Bahn 110 mit in Bahnlängsrichtung jeweils voneinander beabstandet angeordneten Sensoreinheiten 12 0 sowie Bahnmagneten 118 dargestellt. Das System dient dazu, mittels der Sensoreinheiten 120 die Position und/oder Geschwindigkeit eines nicht dargestellten Fahrzeugs längs der Bahn 110 zu erfassen und mittels der als Antriebsmagnete ausgebildeten Bahnmagnete 118 die Bewegung dieses Fahrzeugs zu steuern.

Die Sensoreinheiten 120 geben jeweils ein die Position bzw. Geschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentierendes Informationssignal über Leitungen 122 an eine jeweils zugeordnete Übertragungsstation 124 aus, wobei im dargestellten Beispiel eine Übertragungsstation 124 jeweils Informationssignale von zwei Sensoreinheiten 120 empfängt und somit als Subzentrum zur Erfassung jeweils einiger Sensoreinheitssignale dient.

Zur Ansteuerung der Antriebsmagnete 118 über Ansteuereingänge 119 sind Steuereinheiten 140 vorgesehen, welche mit jeweils einer der Übertragungsstationen 124 verbunden sind, um von der jeweiligen Übertragungsstation 124 Informationssignale zu empfangen, auf Grundlage deren die Steuereinheit 140 die Fahrzeugbewegung in einem dieser Steuereinheit 14 0

zugeordneten Teilabschnitt der Bahn 110 steuert bzw. regelt. Zu diesem Zweck ist in den Steuereinheiten 140 jeweils ein Fahrprogramm für die zugeordneten Bahnabschnitte gespeichert.

Zweckmäßig ist zudem die Führung eines Positionsregisters in jeder Steuereinheit 14 0, welches die Positionen der Fahrzeuge in einem der Steuereinheit 14 0 jeweils zugeordneten Bahnteilabschnitt enthält.

&iacgr;&ogr; Die Übertragungsstationen 124 geben jeweils ein Informationssignal an einen Übertragungsbus 142 aus, der über eine Leitung 144 mit einer weiteren Übertragungsstation 14 6 verbunden ist, die auf diese Weise die von einer Vielzahl von Übertragungsstationen 124 ausgegebenen Informationssignale

is empfängt. Die Übertragungsstation 146 gibt ein aus diesen Informationssignalen abgeleitetes datenreduziertes Informationssignal aus, welches über eine Leitung 148 einer Auswerteeinheit 150 zugeführt wird.

Zur Datenreduktion wird das weiterzuleitende Informationssignal lediglich aus einem Teil der empfangenen Informationssignale gebildet. Die Auswahl dieses Teils der Informationssignale erfolgt dabei einerseits abhängig von der Qualität dieser Signale. So werden beispielsweise für die Geschwindigkeitsbestimmung diejenigen Informationssignale nicht berücksichtigt, die einem Sensorsignalmuster entsprechen, das wie oben beschrieben, unvollständig ist. Desgleichen werden Informationssignale nicht berücksichtigt, wenn aus der darin enthaltenen Information hervorgeht, daß sie von fehlerhaften Sensoren bzw. Sensoreinheiten stammen. Andererseits erfolgt die Auswahl auch systematisch in der Weise, daß den Informationssignalen bzw. den diese Signale ausgebenden Übertragugnsstationen jeweils vorbestimmte Wertigkieten zugeordnet sind, die bei der Auswahl berücksichtigt werden. So läßt sich beispielsweise vorsehen, daß Informationssignale, die von in Fahrtrichtung des Körpers

• ·

• ·

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weiter vorne angeordneten Sensoreinheiten stammen, bevorzugt berücksichtigt werden.

Durch die mehrstufige Anordnung der Übertragungsstationen 124 und 146 sind die von den Sensoreinheiten 120 herrührenden Sensoreinheitssignale bereits teilweise ausgewertet bzw. verarbeitet, so daß der Aufwand zur Auswertung der zur Auswerteeinheit 150 geleiteten Informationssignale relativ gering ist.

Der Auswerteeinheit 150 ist eine Steuerzentrale 152 zugeordnet, welche zum Steuern der Fahrzeugbewegung längs der gesamten Bahn 110 dient. Allerdings muß die Steuerzentrale 152 nicht alle Steuerungsaufgaben erfüllen, wie unten noch is ausgeführt.

Diese Steuerzentrale 152 ist mittels einer Leitung 154 mit einer Steuereinheit 156 verbunden, welche zum Steuern der Fahrzeugbewegung in einem ihr zugeordneten Teilabschnitt der Bahn 110 vorgesehen ist. Dazu erhält diese Steuereinheit 156 Signale über eine Leitung 158 von der Übertragungsstation 146 und über die Leitung 154 von der Steuerzentrale 152. Die als Umrichter ausgebildete Steuereinheit 156 liefert über eine Leitung 160 und einen Steuerbus 162 elektrischen Strom an die als lokale Schalteinheiten (im Beispiel Thyristoreinheiten, denkbar sind auch z. B. Schütze), falls gewünscht auch als lokale Umrichter, ausgebildeten Steuereinheiten 140, wobei eine Stromversorgungsleitung 164 zur elektrischen Versorgung der Steuereinheit 156 dient.

Die Stromversorgungsleitung 164, der Umrichter 156, die Leitung 16 0 sowie der Steuerbus 162 dienen hierbei als ein Energieverteilungssystem zur phasenrichtigen Versorgung sämtlicher Teilabschnitte der Fahrbahn . 110 mit Antriebsenergie. Die lokalen Thyristoreinheiten 140 verbinden die ihnen jeweils zugeordneten Antriebseinheiten in Form der Fahrbahnmagnete 118 entsprechend der momentanen

Fahrzeugposition zeitweilig mit diesem Energieverteilungssystem. Somit werden von den dezentralen Übertragungsstationen 124 jeweils die Thyristoreinheiten 14 0 betätigt, um die im Fahrzeugbereich liegenden Spulen 118 zu bestromen. Die zentrale Steuereinheit 152 gibt aufgrund des von den Sensoreinheiten 120 gemeldeten aktuellen Fahrzustands dem Umrichter 156 vor, mit welcher Phase und mit welcher Leistung er die Leitung 160 und damit das Energieverteilungssystem zu versorgen hat.

Das Steuersystem gemäß Fig. 3 besitzt eine hierarchische Struktur. Im dargestellten Fall empfängt jede Übertragungsstation 124 einer ersten Hierarchiestufe jeweils Sensoreinheitssignale von mehreren Sensoreinheiten 120 und

is leitet daraus ein Informationssignal ab, welches an eine Übertragungsstation einer zweiten Hierarchiestufe, nämlich an die Übertragungsstation 146 abgegeben wird. Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel könnte diese zweite Hierarchiestufe auch von mehreren Übertragungsstationen gebildet sein. Zudem ist die Anzahl von Hierarchiestufen im allgemeinen beliebig.

Die Übertragungsstationen 124 und 146 in den verschiedenen Hierarchieebenen weisen jeweils eine Analogschnittstelle auf, die den unmittelbaren Anschluß von Umrichtern üblicher Bauart zulassen. Falls die lokalen Steuereinheiten 140 von lokalen Umrichtern gebildet werden, lassen sich diese somit unmittelbar von den Übertragungsstationen 124 ansteuern. Dementsprechend wird auch der Umrichter 156 unmittelbar durch die Übertragungsstation 146 angesteuert. In beiden Fällen können beispielsweise herkömmliche Sägezahnsignale oder Sinus/Kosinussignale eingesetzt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn der elektrische Schaltungsaufbau von Übertragungsstationen verschiedener Hierarchiestufen, in diesem Fall also der Übertragungsstationen 124 und 146, im wesentlichen gleich ist, weil damit der Aufbau des

Signalübertragungsnetzwerks vereinfacht ist und die Anordnung auch relativ einfach und flexibel angepaßt bzw. erweitert werden kann.

Die den einzelnen Ubertragungsstationen zugeordneten Steuereinheiten 140 und 156 bilden eine entsprechende hierarchische Struktur und steuern die Fahrzeugbewegung jeweils in dem Teilabschnitt der Bahn 110, von welchem die ihnen zugeführten Informationssignale herrühren.

In den Steuereinheiten 140 ist jeweils ein lokales Fahrprogramm gespeichert, mittels dessen diese Steuereinheiten 140 die Fahrzeugbewegung in den ihnen jeweils zugeordneten Teilabschnitten der Bahn 110 auf Grundlage der ihnen jeweils

is von den Übertragungsstationen 124 zugeführten Informationssignale steuern. Diese Fahrprogramme erlauben es den Steuereinheiten 14 0, Fahrzeuge in den ihnen zugeordneten Teilabschnitten der Bahn 110 zeitweilig autonom zu steuern und insbesondere zeitkritische Steuerungsaufgaben lokal zu bewältigen. Die Fahrprogramme können via. die Leitung 144 und den Übertragungsbus 142 von der Übertragungsstation 14 6 geändert werden. Denkbar ist auch, daß die Fahrprogramme via die Leitung 160 und den Steuerbus 162 geändert werden.

Ganz analog zur Steuereinheit 140 ist in der Steuereinheit 156 ein Fahrprogramm zur Ansteuerung der mit ihr verbundenen Steuereinheiten 140 gespeichert, welches via die Leitung 148, die Übertragungsstation 146 und die Leitung 158 von der Auswerteeinheit 150 geändert werden kann. Eine solche Fahrprogrammänderung kann jedoch auch über die Leitung 154 von der Steuerzentrale 152 vorgenommen werden.

Denkbar ist ferner, daß die Fahrprogramme ganz oder teilweise in den Übertragungsstationen 124 bzw. 146 gespeichert sind.

Die kleinste autonome Einheit des Systems wird somit von einigen Sensoreinheiten 120, der Übertragungsstation 124, der

Steuereinheit 14 0 und einigen Antriebsmagneten 118 gebildet, wobei jeweils im Bereich der Sensoreinheit 12 0 ein analoges Stromsignal gebildet wird, welches von der Übertragungsstation 124 in einfacher Weise direkt an die jeweilige Steuereinheit 140 ausgegeben werden kann. Es ist auch denkbar, daß die Steuereinheiten 140 von Relais oder Schützen zur längs der Bahn 110 abschnittweisen Bestromung der Antriebsmagnete 118 gebildet werden.

&iacgr;&ogr; Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit wenigstens eines längs einer Bahn 210 bewegbaren Fahrzeugs.

is Von den längs der Bahn 210 voneinander beabstandet angeordneten Sensoreinheiten 220, die Informationen über die Position bzw. Geschwindigkeit des Fahrzeugs über Leitungen 222 an Übertragungsstationen 124 ausgeben, sind lediglich vier dargestellt.

Die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert längs der Bahn 210 in einer vorgegebenen Weise. Dementsprechend ist die Bahn 210 in Teilabschnitte 21O₁, 21O₂,.21O₃ mit jeweils niedriger, mittlerer bzw. hoher Fahrzeuggeschwindigkeit aufgeteilt. Die Sensoreinheiten im Teilabschnitt 21O₁ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit geben Informationssignale an eine Übertragungsstation 224_X aus, während die Sensoreinheiten in den Teilabschnitten 21O₂, 21O₃ mittlerer und hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ihre Informationssignale an eine

so Übertragungsstation 224₂ bzw. eine Übertragungsstation 224₃ ausgeben.

In Fig. 4 sind die Übertragungsstationen 224 der vereinfachten Darstellung halber entsprechend den ihnen zugeordneten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen gereiht dargestellt. Die dargestellte Reihung entspricht beispielsweise einer Beschleunigungsstrecke, längs deren das Fahrzeug in einer

vorbestimmten Weise beschleunigt wird. Die tatsächliche Reihung der Übertragungsstationen 224 längs der Bahn 210 kann beliebig an die zu erwartende bzw. vorgegebene Variation der Fahrzeuggeschwindigkeit längs der Bahn 210 gewählt werden.

Wenn wie im dargestellten Beispiel ein Teil der Sensorsignalverarbeitung bereits durch die Sensoreinheiten 220 durchgeführt wurde, so ist die im Bereich der Übertragungsstationen 224 anfallende Datenrate reduziert, so &iacgr;&ogr; daß mit relativ wenig Aufwand und ohne eine die Informationssignalübertragung beeinträchtigende Verzögerung ein jeweils von den Sensoreinheiten 220 herrührendes Sensoreinheitssignal von der Übertragungsstation 224 in ein digitales, serielles Datentelegramm gewandelt werden kann.

Die Übertragungsstationen 224 sind hinsichtlich der Ortsauflösung der durch sie übertragenen Informationen jeweils an den ihnen zugeordneten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich angepaßt. So wird bei relativ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit das von den Sensoren 220 herrührende Informationssignal von der Übertragungsstation 224_X mit relativ hoher ■ Ort sauflösung übertragen, während die Übertragungsstationen 224₂ und 224₃ diese Informationen mit mittlerer bzw. niedriger Ortsauflösung weiterleiten.

Für die Variation der Ortsauflösung bieten sich mehrere Lösungen an. So kann beispielsweise der gegenseitige Abstand der Sensoreinheiten 220 in Teilabschnitten der Bahn 210, in welchen eine relativ niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen ist, relativ klein sein und in Teilabschnitten 210, in denen eine relativ hohe Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen ist, relativ groß sein. Denkbar ist auch, daß bei sehr hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten nicht alle Sensoreinheiten 220 ein Informationssignal an die Übertragungsstation 224 ausgeben oder das von der Übertragungsstation 224 abgeleitete und ausgegebene Informationssignal nicht alle von den Sensoreinheiten 220 ausgegebenen Informationssignale

berücksichtigt. Wenn die Sensoreinheit 220 . eine Vielzahl einzelner Sensoren umfaßt, kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, daß bei sehr hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten nicht sämtliche Einzelsensoren einer Sensoreinheit 220 berücksichtigt werden.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich der Sensoreinheiten 220 nicht berücksichtigt wird, so kann dies bei einer nachfolgenden Übertragung^station erfolgen. &iacgr;&ogr; Beispielsweise kann die Ortsauflösung des von der Übertragungsstation 224 ausgegebenen Informationssignals entsprechend verringert werden, wenn die zu dieser Übertragungsstation 224 geführten. Sensoreinheitssignale eine relativ hohe Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentieren.

Zur Informationsweiterleitung sind die Übertragungsstationen 224 jeweils über eine Leitung 270 mit einem optischen Sender 272 verbunden, welcher das von einer Übertragungsstation 224 jeweils empfangene elektrische Informationssignal in ein optisches Signal wandelt und an ein Glasfaserkabel 244_2/ 244₂ bzw. 244₃ entsprechend den drei Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen ausgibt. Im Falle der Übertragungsstationen 224₂ und 224₃ werden die optischen Signale über einen optischen Üb'ertragungsbus 242₂ bzw. 242₃ an die optischen Leitungen 244₂ bzw. 244₃ weitergeleitet.

Eine Besonderheit der dargestellten Ausführungsform ist, daß von den optischen Sendern 272 jeweils ein optisches, digitales (1-Bit-) Informationssignal ausgegeben und über einen optischen Übertragungsbus 242₀ und eine optische Leitung 244₀ zur Übertragungsstation 246 geleitet wird. Diese Signale werden aus Sensorsignalen von Digitalsensoren 221 gewonnen, welche jeweils zusätzlich für jede Sensoreinheit 220 längs der Bahn 210 vorgesehen sind, und dienen der besonders schnellen Erfassung eines am Fahrzeug angebrachten Fahrzeugmagnets. Damit ist längs der gesamten Bahn 210 für größtmögliche

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Fahrzeuggeschwindigkeiten stets eine sichere, wenn auch etwas ungenaue Fahrzeugerfassung sichergestellt.

Die optischen Informationssignale werden einer Übertragungsstation 246 zugeführt, welche optische Empfänger 274 umfaßt, die diese Signale wieder in elektrische Signale umwandeln und jeweils Verarbeitungseinheiten 276₀ bis 276₃ zuführen, in denen die Informationssignale vor einer Ausgabe von daraus abgeleiteten Signalen über eine Leitung 248 zu

&iacgr;&ogr; einer Auswerteeinheit 250 bzw. über eine Leitung 258 zu einer Steuereinheit 256 verarbeitet werden.

Eine Auswahleinheit 278 der Übertragungsstation 246 wählt entsprechend den erfaßten Fahrzeugpositionen längs der Bahn is 210 bzw. entsprechend den Fahrzeuggeschwindigkeiten eine der Verarbeitungseinheiten 276 aus, deren Informationssignal dann weitergeleitet wird.

Fig. 5 ist eine Detaildarstellung der Übertragungsstation 246 aus Fig. 4. .

Die Verarbeitungseinheiten 276_X bis 276₃ geben jeweils über eine Informationsleitung 280 ein digitales Informationssignal aus, welches eine Information über Position bzw. Geschwindigkeit von Fahrzeugen repräsentiert. Ferner wird über eine Diagnoseleitung 282 jeweils ein digitales Diagnosesignal ausgegeben, welches Aufschluß über die Funktionsfähigkeit der Sensoreinheiten 220 gibt. Beispielsweise kann das Diagnosesignal ■ Informationen über den Ausfall von Sensoreinheiten bzw. einzelnen Sensoren enthalten, aus welchen eine Sensoreinheit gebildet ist. Schließlich werden über eine Phasenleitung 284 und eine Positionsleitung 286 ein analoges Phasenbzw, ein Positionssignal ausgegeben.

Die Verarbeitungseinheit 276₀ gibt hingegen lediglich über eine Diagnoseleitung 282 ein Diagnosesignal und über eine Phasenleitung 284 ein analoges Phasensignal aus. Die analogen,

über die Leitungen 286, 282 und 284 ausgegebenen Signale eignen sich hierbei besonders zur direkten Ansteuerung kommerziell verfügbarer Steuerungskomponenten und werden hier zur Ansteuerung des Umrichters 256 verwendet.

Die in Fig. 5 nicht dargestellte Auswahleinheit 278 schaltet die von den Verarbeitungseinheiten 276 ausgegebenen Signale in dargestellter Weise mittels Schalteinheiten 288₀ bis 288₃ auf Ausgangsleitungen 290 zur Ausgabe an die Auswerteeinheit 250

&iacgr;&ogr; und auf Ausgangsleitungen 292 zur Ausgabe an den Umrichter 256. Die Auswahl einer Verarbeitungseinheit 276 durch die Schalteinheiten 288 erfolgt dabei abhängig von den momentan zur Erfassung bzw. Steuerung benötigten Informationen, welche wiederum davon abhängen, in welchem Teilabschnitt der Bahn 210

is sich das oder die Fahrzeuge befinden.

Es sei noch nachgetragen, daß der Begriff "Leitung" im Rahmen der Erfindung jedes beliebige zur Informationsübertragung geeignete Mittel bezeichnet, beispielsweise auch eine Leitungsanordnung aus parallelen ~ Einzelleitungen zur Übertragung eines parallelen Informationssignals.

Claims (24)

Schutzansprüche

1. Sensoranordnung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit wenigstens eines längs einer Bahn (10) bewegbaren Körpers (14), umfassend eine Vielzahl längs der Bahn (10) voneinander beabstandet angeordneter Sensoreinheiten (20) sowie Signalübertragungsmittel (22, 24, 26) zur Übertragung von mittels der Sensoreinheiten

&iacgr;&ogr; gewonnenen Informationssignalen über die Körperpositionen bzw. Körpergeschwindigkeiten zu einer der Vielzahl von Sensoreinheiten zugeordneten Auswerteeinheit,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Sensoreinheit (20) jeweils eine Reihe in

is Längsrichtung der Bahn (10) voneinander beabstandet angeordneter digitaler Sensoren (30) sowie eine dieser Sensorreihe (26, 28) jeweils zugeordnete Positionsermittlungseinrichtung (32) umfaßt, welche die digitalen Sensorsignale der Sensoren (30) der ihr zugeordneten Sensorreihe (26, 28) gemeinsam auswertet, zu einem analogen Sensoreinheitssignal verarbeitet und dieses an die Signalübertragungsmittel (22, 24, 26) zur Weiterleitung an die Auswerteeinheit ausgibt.

2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Sensoren (3 0) einer Sensoreinheit (20) in Bahnlängsrichtung wesentlich kleiner als der gegenseitige Abstand der Sensoreinheiten (20) in Bahnlängsrichtung ist.

3. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmittel zum elektromagnetischen Antrieb des Körpers (14) mittels wenigstens eines am Körper (14) angeordneten Körpermagnets (16) und an der Bahn (10) angeordneter Bahnmagnete (18) vorgesehen sind und daß die Sensoren

(30) von Magnetfeldsensoren gebildet sind, die auf das

• ·

Magnetfeld des wenigstens einen Körpermagnets (16) ansprechen.

4. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (3 0) von magnetfeldempfindlichen Hall-Elementen gebildet sind.

5. Sensoranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Körpermagnet (16)

&iacgr;&ogr; von einem Permanentmagnet und die Bahnmagnete (18) von Elektromagneten gebildet sind.

6. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl wenigstens ein Körpermagnet

is (16₁₇ 16₃) , dessen Nordpol (N) zu den Magnetfeldsensoren

(30) hin gerichtet ist, als auch wenigstens ein Körpermagnet (16₂, 16₄) , dessen Südpol (S) zu den Magnetfeldsensoren (3 0) hin gerichtet ist, vorgesehen sind und daß sowohl Magnetfeldsensoren (30), die auf das Magnetfeld der Nordpole (N) ansprechen, als auch Magnetfeldsensoren (30), die auf das Magnetfeld der Südpole (S) ansprechen, vorgesehen sind.

7. Sensoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Sensoreinheit (20) in Bahnlängsrichtung jeweils auf einer Länge erstreckt, welche wenigstens ungefähr gleich der Körpermagnetteilung ist.

8. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch so gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Sensoreinheiten (20) im Vergleich zur Erstreckungslänge der Gesamtheit der Körpermagnete (16) eines Körpers (14) in Bahnlängsrichtung derart festgelegt ist, daß in sämtlichen möglichen Positionen des Körpers (14) zwischen . den Sensoreinheiten (20) stets wenigstens ein Sensor (30) anspricht.

9. System zur Steuerung der Bewegung wenigstens eines längs einer Bahn (110) bewegbaren Körpers, umfassend eine Sensoranordnung mit einer Vielzahl voneinander beabstandet angeordneter Sensoreinheiten (12 0), beispielsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit des wenigstens einen Körpers sowie Signalübertragungsmittel (122, 124, 142, 144, 146, 148) zur Übertragung von mittels der Sensoreinheiten (120) gewonnenen

&iacgr;&ogr; Informationssignalen von den Sensoreinheiten (120) über die Signalübertragungsmittel (122, 124, 142, 144,. 146, 148) zu einer Steueranordnung (140, 156, 152),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steueranordnung (140, 156, 152) eine Mehrzahl von

is Steuereinheiten (140, 156, 152) umfaßt, welche jeweils die Körperbewegung in den Steuereinheiten (140, 156, 152) zugeordneten Teilabschnitten der Bahn (110) steuern, wobei zumindest ein Teil (140) dieser Steuereinheiten (140, 156, 152) jeweils Antriebseinheiten (118) in den ihnen zugeordneten Teilabschnitten der Bahn (110) zeitweilig mit einem Energieverteilungssystem (162) verbindet, das zur phasenrichtigen Versorgung mehrerer dieser Teilabschnitte der Bahn (110) mit Antriebsenergie vorgesehen ist.

10. System zur Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (140) die Körperbewegung in dem ihr zugeordneten Teilabschnitt der Bahn (110) zumindest zeitweilig autonom, d. h. lediglich abhängig von den zu dieser Steuereinheit (140) übertragenen Informationssignalen der Sensoreinheiten (12 0) dieses Teilabschnitts, durch entsprechende zeitweilige Herstellung der Verbindung mit dem Energieverteilungssystem steuert.

11. System zur Steuerung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsmittel von

Übertragungsstationen (124, 146) in einer hierarchischen Struktur gebildet sind, d. h. von Übertragungsstationen, welche jeweils Informationssignale von Übertragungsstationen einer niedrigeren Hierarchiestufe empfangen und ein aus den empfangenen Informationssignalen abgeleitetes datenreduziertes Informationssignal jeweils an Ubertragungsstationen höherer Hierarchiestufe ausgeben, wobei die Übertragungsstationen (124) niedrigster Hierarchiestufe &iacgr;&ogr; die Informationssignale der Sensoreinheiten (12 0) empfangen und wobei einer Steuereinheit jeweils eine Übertragungsstation zugeordnet ist, welche Informationssignale an diese Steuereinheit ausgibt.

is

12. System zur Steuerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsstationen (146) höchster Hierarchiestufe Informationssignale an eine Auswerteeinheit (150) ausgeben.

13. System zur Steuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerzentrale (152) zum Steuern der Körperbewegung im wesentlichen längs der gesamten Bahn (110) vorgesehen ist und diese Steuerzentrale (152) der Auswerteeinheit (150) zugeordnet ist.

14. System zur Steuerung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheiten (12 0) und/oder wenigstens ein Teil (124, 146) der Signalübertragungsmittel (122, 124, 142, 144, 146, 148) Schnittstellen aufweisen, die den unmittelbaren Anschluß von Umrichtern (156, 14 0) mit Analogeingang ermöglichen.

15. System zur Steuerung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sensoreinheit (12 0) wenigstens einen digitalen Sensor sowie eine diesem wenigstens einen Sensor zugeordnete Wandlereinrichtung umfaßt, welche das digitale Sensorsignal des wenigstens

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einen Sensors -zu einem analogen Sensoreinheitssignal verarbeitet und dieses analoge Sensoreinheitssignal direkt an eine der Sensoreinheit (120) zugeordnete Steuereinheit (140) ausgibt, welche die Körperbewegung in einem dieser Steuereinheit (140) zugeordneten Teilabschnitt der Bahn (110) steuert.

16. Sensoranordnung, beispielsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 8, beispielsweise in einem System zur Steuerung

&iacgr;&ogr; nach einem der Ansprüche 9 bis 15, zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit wenigstens eines längs einer Bahn (210) bewegbaren Körpers, umfassend eine Vielzahl längs der Bahn (210) voneinander beabstandet angeordneter Sensoreinheiten (220) sowie

is Signalübertragungsmittel (222, 224, 275, 246, 248) zur Übertragung von mittels der Sensoreinheiten (220) gewonnenen Informationssignalen über die Körperpositionen bzw. Körpergeschwindigkeiten zu einer der Vielzahl von Sensoreinheiten (220) zugeordneten Auswerteeinheit (250), dadurch gekennzeichnet,

daß die Signalübertragungsmittel (222, 224, 275, 246, 248) bei relativ niedrigen Körpergeschwindigkeiten Informationen mit relativ hoher Ortsauflösung und bei relativ hohen Körpergeschwindigkeiten Informationen mit relativ geringer Ortsauflösung übertragen.

17. Sensoranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sensoreinheit (220) jeweils eine Reihe in Längsrichtung der Bahn (210) voneinander beabstandet angeordneter Sensoren umfaßt und bei relativ hohen Körpergeschwindigkeiten lediglich die Sensorsignale eines Teils der Sensoren der Sensorreihe zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers verwendet werden.

18. Sensoranordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei relativ hohen

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Körpergeschwindigkeiten lediglich die Signale eines Teils der Sensoreinheiten (220) zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers verwendet werden.

19. Sensoranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsmittel von Übertragungsstationen (124, 146) in einer hierarchischen Struktur gebildet sind, d. h. von Übertragungsstationen, welche jeweils Informationssignale

&iacgr;&ogr; von Übertragungsstationen einer niedrigeren Hierarchiestufe empfangen und ein aus den empfangenen Informationssignalen abgeleitetes datenreduziertes Informationssignal jeweils an Übertragungsstationen höherer Hierarchiestufe ausgeben, wobei die

is Übertragungsstationen (124) niedrigster Hierarchiestufe die Informationssignale der Sensoreinheiten (12 0) empfangen und wobei einer Steuereinheit jeweils eine Übertragungsstation zugeordnet ist, welche Informationssignale an diese Steuereinheit ausgibt.

20. Sensoranordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das datenreduzierte Informationssignal aus einem Teil der empfangenen Informationssignale gebildet ist.

21. Sensoranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des Teils der empfangenen Informationssignale abhängig von deren Qualität vorgesehen ist.

22. Sensoranordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des Teils der empfangenen Informationssignale abhängig von einer vorbestimmten Wertigkeit der empfangenen Informationssignale vorgesehen ist.

23. Sensoranordnung bzw. System zur Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur

Übertragung der Informationssignale wenigstens teilweise optische Signalübertragungsmittel (272, 242, 244, 274) vorgesehen sind.

24. Sensoranordnung bzw. System zur Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Informationssignale, insbesondere zur Übertragung von analogen Informationssignalen, wenigstens teilweise Signalübertragungsmittel (32, 24; 120, 124;

&iacgr;&ogr; 22 0, 224) zum Empfangen bzw. Ausgeben von elektrischen Stromsignalen vorgesehen sind.