DE29705615U1

DE29705615U1 - Sensor arrangement

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Publication number: DE29705615U1
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Original assignee: Intrasys GmbH Innovative Transportsysteme
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Priority date: 1997-03-27
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Anticipated expiration: 2007-03-28

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Sens&ogr;ranordnungSensor arrangement SensoranordnungSensor arrangement BeschreibungDescription

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit wenigstens eines längs einer Bahn bewegbaren Körpers.The present invention relates to a sensor arrangement for detecting the position and/or speed of at least one body movable along a path.

&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&iacgr;&ogr; The term "body" is to be understood very generally within the scope of the invention, for example it can be a vehicle for use in conveyor technology, transport technology or passenger transportation. Conveyor belts, elevators, escalators are just some examples.

is oder bewegte Teile von Fahrgeschäften auf Rummelplätzen genannt.is or moving parts of rides at fairgrounds.

Eine Sensoranordnung kann in vielen Fällen auch Teil eines Systems zur Steuerung der Bewegung des Körpers längs der Bahn sein.In many cases, a sensor arrangement can also be part of a system for controlling the movement of the body along the track.

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.The requirement for high positional accuracy of detection along the track could be met by providing a large number of sensor units arranged at a small mutual distance along the track. However, this would increase the costs of setting up and operating the sensor arrangement to an unreasonable extent, because a relatively large number of sensor units are required and, as a result, a relatively large number of sensor signals have to be processed.

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 derIt is also possible to attach a sensor to the movable body and a corresponding "scale" in the form of equidistant markings along the path. This has the disadvantage that it is not possible to determine the absolute position of the body along the path. In addition, additional measures must be taken to ensure the (generally electrical) supply of the sensor and the transmission of the

Sensorsignale aus dem Bereich des sich bewegenden Körpers zu einer stationären Auswerteeinheit zu ermöglichen.To enable sensor signals from the area of the moving body to be transmitted to a stationary evaluation unit.

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 derTherefore, it is usually expedient and already known that such a sensor arrangement comprises a plurality of sensor units arranged at a distance from one another along the track as well as signal transmission means for transmitting information signals obtained by means of the sensor units about the body positions or body speeds to one of the

&iacgr;&ogr; Vielzahl von Sensoreinheiten zugeordneten Auswerteeinheit umfaßt.&iacgr;&ogr; evaluation unit assigned to a large number of sensor units includes.

Um die Positionsgenauigkeit bei gegebener Anzahl von Sensoren zu steigern, kann man analoge Sensoren verwenden, d. h.To increase the position accuracy for a given number of sensors, analog sensors can be used, i.e.

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.are sensors whose sensor signals are constantly dependent on the position or speed of the body. However, the processing of the sensor signals is complex and in practice there is the problem that an analog signal is changed in size by interference and the detection value is thus falsified.

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.When analog sensors are arranged at a distance from one another, the sensor signals can also differ from one another due to different environmental conditions, such as temperature, magnetic field, humidity, etc., at the respective sensor locations. Such - often uncontrollable - variation in the analog sensor signals also results from manufacturing tolerances or tolerances when attaching the sensors along the track, especially when it is "rough mechanical engineering". It is particularly problematic when the sensors are formed by magnetic field sensors and the air gap between these magnetic field sensors and the associated magnets varies along the track. In addition, there are problems due to wear and fatigue of mechanical components as well as degradation of electronic components, which affect the detection.

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.Accordingly, it is an object of the invention to provide a simply constructed sensor arrangement of the type mentioned at the beginning, which enables position or speed detection with high accuracy even with a limited number of sensor units.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Sensoreinheit jeweils eine Reihe in Längsrichtung der Bahn voneinander beabstandet angeordneter digitaler SensorenTo achieve this object, the invention proposes that a sensor unit has a row of digital sensors arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the web

&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&iacgr;&ogr; and a position detection device assigned to this sensor series, which jointly evaluates the digital sensor signals of the sensors of the sensor series assigned to it, processes them into an analog sensor unit signal, and sends this to the signal transmission means for

is Weiterleitung an die Auswerteeinheit ausgibt.is forwarded to the evaluation unit.

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.The use of digital sensors avoids any impairment of the detection values due to small signal disturbances and the joint evaluation of the digital sensor signals from the sensors in a sensor row in the area of a sensor unit reduces the requirements for the subsequent signal transmission and signal evaluation. The high data rates of the sensors that occur at high speeds or when there are several bodies on the track can thus be managed. The analog sensor unit signal can be output to the signal transmission means using a single line and is also well suited for directly controlling subsequent analog components such as converters in electrical drive systems.

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. DiesePreferably, the mutual distance between the sensors of a sensor unit in the longitudinal direction of the web is significantly smaller than the mutual distance between the sensor units in the longitudinal direction of the web. This measure enables the position accuracy to be increased for a given number of sensor units, because the mutual distance between the sensors significantly determines the position resolution of the arrangement. This

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.This design also avoids the problem that usually occurs, namely that there are places along the track where the arrangement of sensors is unfavourable, for example due to limited space. The sensor units can then be arranged at easily accessible places along the track.

Es kann vorgesehen werden, daß Antriebsmittel zum elektromagnetischen Antrieb des Körpers, beispielsweise inIt can be provided that drive means for electromagnetic drive of the body, for example 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 FallÎ form of a linear motor, by means of at least one body magnet arranged on the body and track magnets arranged on the track, and that the sensors are formed by magnetic field sensors which respond to the magnetic field of the at least one body magnet. In this case

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.The body magnets serve both to drive the body and to detect its position and speed, which simplifies the construction of the overall arrangement.

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.Hall elements that are sensitive to magnetic fields can be used as magnetic field sensors. In general, however, any sensor suitable for detecting the position or speed of a body can be used, such as capacitive, inductive or optical sensors.

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.In the case of electromagnetic drive, it could be provided that the at least one body magnet is formed by an electromagnet and the track magnets by permanent magnets. However, because of the electrical supply of the movable body required for this, it is preferred that the at least one body magnet is formed by a permanent magnet and the track magnets by electromagnets. The movable body therefore does not require an electrical supply to generate the magnetic field and the magnetic field emanating from the at least one body magnet is independent of time, which simplifies the evaluation of the sensor signals.

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 MagnetfeldsIt is also possible that at least one body magnet, the north pole of which is directed towards the magnetic field sensors, and at least one body magnet, the south pole of which is directed towards the magnetic field sensors, are provided, and that both magnetic field sensors that respond to the magnetic field of the north poles and magnetic field sensors that respond to the magnetic field of the south poles are provided. It is particularly advantageous here that a zero crossing of the magnetic field is possible between two differently oriented body magnets.

&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&iacgr;&ogr; is created, which is particularly suitable for detecting the position or speed of the body, because this zero crossing is always between the

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.is the corresponding magnetic poles. Determining a zero crossing of the magnetic field with magnetic field sensors that only respond to one magnetic field direction is problematic because only the undershoot of a predetermined magnetic field strength (threshold value) can be detected and not the actual zero crossing. This problem is avoided by using both north pole-sensitive and south pole-sensitive sensors because the zero crossing can be determined by averaging the two points symmetrical to the zero crossing at which the absolute value of the magnetic field falls below the predetermined magnetic field threshold.

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.For absolute position determination, for example, the fact that when the body approaches a sensor unit (as well as when the body moves away from a sensor unit) the sensors initially deliver an "incomplete" sensor signal pattern, i.e. a signal pattern without a zero crossing of the magnetic field in the area of the sensor unit, whereby only one type of magnetic field sensor (north pole or south pole sensitive) responds.

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.Differently oriented body magnets also allow additional information about a body to be obtained. For example, if there are several bodies on the track, the identity of a specific body can be determined if the arrangement of the magnets is specific to each body. The orientation of a body along the track can also be easily determined if this magnet arrangement is asymmetrical with respect to the longitudinal direction of the track.

&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.&iacgr;&ogr; A compact design of the sensor row is achieved, for example, if the north pole-sensitive and the south pole-sensitive sensors each form a sensor sub-row and these rows are arranged parallel to one another along the track.

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.A sensor unit can extend in the longitudinal direction of the track over a length that is at least approximately equal to the body magnet pitch. This ensures that at least one zero crossing of the magnetic field is always detected by a sensor unit when a body is in the area of this sensor unit.

-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.-It is advantageous in terms of operational safety if the mutual distance between the sensor units compared to the length of the entirety of the body magnets of a body in the longitudinal direction of the track is set in such a way that at least one sensor always responds in all possible positions of the body between the sensor units. This allows the number of sensor units to be minimized by taking advantage of the fact that to record the position or speed of a body, it is sufficient to record these variables at one point on this body.

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 SensorteilungFinally, interesting in this context is the possibility of arranging the sensor units along the track in such a way that the sensor unit pitch is not a multiple of the sensor pitch, but a multiple of this sensor pitch

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.plus a fraction of the same (e.g. half the sensor division). In this case, the position accuracy of the detection is increased because the sensor arrangement is then also able to detect displacements of the body by this fraction (e.g. half the sensor division).

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.The mutual distance between the sensor units can also be chosen to be smaller if necessary, so that the reliability and accuracy is increased by at least temporarily multiple detection. Conversely, the distance could also be chosen to be somewhat larger, so that the number of sensor units is reduced even further at the expense of (generally disadvantageous) detection gaps along the track.

is Die Erfindung betrifft auch ein System zur Steuerung der Bewegung wenigstens eines längs einer Bahn bewegbaren Körpers.is The invention also relates to a system for controlling the movement of at least one body movable along a path.

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.Known systems of interest here comprise a sensor arrangement with a plurality of sensor units arranged at a distance from one another for detecting the position and/or speed of the at least one body, as well as signal transmission means for transmitting information signals obtained by means of the sensor units from the sensor units via the signal transmission means to a control arrangement.

Die Sensoranordnung kann hierbei von der oben im Zusammenhang mit den Ansprüchen 1 bis 8 beschriebenen Art sein.The sensor arrangement can be of the type described above in connection with claims 1 to 8.

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 wahlweisenKnown control systems of the type of interest here have, for example, a central control arrangement which controls the movement of the bodies along a large part of the track or even along the entire track on the basis of the information signals obtained by means of the sensor units. In the case of an electromagnetic drive, this central control arrangement controls both converters for providing the drive energy and switching units for optionally

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.Switching on track magnets is controlled. The information signals relevant for switching on the track magnets must be forwarded to the central control system. Conversely, all control signals required for switching on must also be forwarded from the central control system to the switching units. This results in a relatively complex information structure.

Die Zusammenführung sämtlicher Informationssignale zu einerThe merging of all information signals into one

&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&iacgr;&ogr; central control arrangement is problematic for detecting many bodies along a relatively long path, because the signal transmission means must be designed for relatively high data rates and the central control arrangement must also process the information signals of all

is Sensoreinheiten verarbeiten muß, um die Körperbewegung zu steuern.is sensor units must process in order to control body movement.

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.However, decentralized control systems for electromagnetically driving a body along a track are also known, in which a large number of decentralized controllers are used. As soon as one of these decentralized controllers detects the penetration of a body into the sections of the track assigned to it, this controller controls the converter or converters assigned to it in order to supply the drive units (usually magnetic coils) connected to this converter or converters accordingly. If these drive units are not connected directly, i.e. without switching units, to these converters, these switching units are also controlled by the decentralized controllers. A disadvantage of the decentralized control system is the use of a large number of converters.

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 dieIt is therefore a further object of the invention to provide a system for controlling the movement of at least one body movable along a path, in which both the

Signalübertragung und Signalverarbeitung als auch die Antriebsenergieversorgung vereinfacht sind.Signal transmission and signal processing as well as the drive energy supply are simplified.

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 TeilabschnittenAccording to the invention, to solve this problem, it is proposed that the control arrangement comprises a plurality of control units, each of which controls the body movement in the subsections of the track assigned to the control units, with at least some of these control units each having drive units in the subsections assigned to them

&iacgr;&ogr; der Bahn mit einem Energieverteilungssystem verbindet, das zur phasenrichtigen Versorgung mehrerer dieser Teilabschnitte der Bahn mit Antriebsenergie vorgesehen ist.&iacgr;&ogr; of the railway with an energy distribution system, which is intended to supply several of these sections of the railway with drive energy in the correct phase.

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.The information signals obtained by means of the sensor units are distributed to a plurality of control units, which initially simplifies the signal transmission because no part of the signal transmission means is required to transmit all of the information signals. In addition, the signal processing on the part of the control arrangement is simplified because the control tasks to be handled are distributed to a plurality of control units, each of which controls the body movement in only a partial section of the path.

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 dezentralenIn the simplest case, the energy distribution system comprises a single converter, which centrally provides the drive energy required to drive the body along the track and, for example, feeds it into an energy distribution line running along the entire track. At least some of the control units are now designed to temporarily connect the drive units in the sections of the track assigned to them to the energy distribution system, i.e. when a body is in the area of the corresponding section. This eliminates the need to transmit the information signals relevant to the section-by-section power supply of drive units to the central control arrangement, which is necessary in known central control systems. Compared to the known decentralized

Steuersystemen kann hingegen die Anzahl der eingesetzten Umrichter beträchtlich reduziert werden.However, with control systems the number of converters used can be reduced considerably.

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 demPreferably, a control unit controls the body movement in the section of the track assigned to it at least temporarily autonomously, i.e. only dependent on the information signals transmitted to this control unit from the sensor units of this section, namely by appropriately temporarily establishing the connection with the

&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&iacgr;&ogr; energy distribution system. This means that locally occurring control tasks can be handled locally by control units, each of which is assigned only a section of the track. This relieves the signal transmission means because the transmission paths are short on the one hand and for

is geringere Datenraten ausgelegt werden können.is lower data rates can be designed.

Die autonome Steuerung erhöht ferner die BetriebssicherheitAutonomous control also increases operational safety

des Systems, weil sich die Gefahr des Gesamtausfalls desof the system because the risk of total failure of the

Systems im Falle des Versagens einzelner Komponenten reduziert.System in the event of failure of individual components.

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.If required, higher-level control units or a central control unit only need to be supplied with signals that are necessary to handle higher-level control tasks. It is conceivable, for example, that a higher-level control unit outputs programs for body movement in the individual sections to one or more lower-level control units, which temporarily, i.e. until these movement programs are changed, control the movements in the sections autonomously.

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 denA particularly efficient control system can be provided by the signal transmission means being formed by transmission stations in a hierarchical structure, i.e. by transmission stations which each receive information signals from transmission stations of a lower hierarchy level and

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.data-reduced information signals derived from received information signals are output to transmission stations of higher hierarchy levels, whereby the transmission stations of the lowest hierarchy level receive the information signals from the sensor units, and whereby a control unit is assigned a transmission station which outputs information signals to this control unit.

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.Such a hierarchical structure can be used or adapted flexibly for both large and small control systems and results in a data reduction when transmitting signals from lower levels to higher levels of the hierarchy. If a transmission station receives information signals about the position or speed of a certain body from several transmission stations at a lower level of the hierarchy, the data reduction can be further increased by this transmission station selecting the optimal information signal from these signals and deriving the information signal to be forwarded from this.

Zur weiteren Vereinfachung des Systems ist es denkbar, daß eine Art von Übertragungsstation zum Einsatz in mehreren Hierarchiestufen geeignet ist.To further simplify the system, it is conceivable that one type of transmission station is suitable for use in several hierarchy levels.

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.The assignment of a transmission station to a control unit has the advantage that a control unit can be easily supplied with the information signals that originate from the section of the track to be controlled, preferably via a short transmission path.

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.The subsection to be controlled by a control unit assigned to a transmission station of a higher hierarchy level expediently comprises at least the subsections which are controlled by the control units assigned to the transmission stations of a lower hierarchy level from which the transmission station of a higher hierarchy level in question receives information signals.

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 auchIt is often necessary to transmit information to a point in the system that has been obtained from the information signals of all sensor units. In this case, it is possible to provide that the transmission stations at the highest hierarchical level output information signals to an evaluation unit. This evaluation unit can be used independently of the body control, for example, only to display position or speed information. However, it is also possible

&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&iacgr;&ogr; provide a control center for controlling the body movement essentially along the entire path and then assign this control center to the evaluation unit. Then the control can be monitored centrally or carried out centrally as in known systems, without the above

is erwähnten Nachteile der bekannten Systeme.is mentioned disadvantages of the known systems.

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.When using multiple converters, it can be advantageously provided that the sensor units and/or at least some of the signal transmission means have interfaces that enable the direct connection of converters with analog input. This measure allows the direct connection of converters of conventional design. The analog signal required to control these converters can be, for example, a sawtooth signal or a sin/cos signal.

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 werdenIn order to further improve the autonomy of parts of the control system described above, it can be provided that a sensor unit comprises at least one digital sensor and a converter device assigned to this at least one digital sensor, which converts the digital sensor signal of the at least one digital sensor into an analog sensor unit signal and outputs this analog sensor unit signal directly to a control unit assigned to the sensor unit (for example a converter), which controls the body movement in a section of the track assigned to this control unit.

besonders kleine autonome Einheiten mit kürzestmöglichen Signalübertragungswegen geschaffen.particularly small autonomous units with the shortest possible signal transmission paths were created.

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 dieKnown sensor arrangements of the type described above transmit the position or speed information in a way that is independent of the speed of the bodies. If the sensor arrangement is to work in a large range of body speeds, the signal transmission and the

&iacgr;&ogr; Signalverarbeitungskomponenten so leistungsfähig ausgelegt werden, daß die Erfassung der Informationen auch bei den größtmöglichen Körpergeschwindigkeiten funktioniert.&iacgr;&ogr; Signal processing components must be designed to be so powerful that the information can be recorded even at the highest possible body speeds.

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.It is a further object of the invention to provide a sensor arrangement of the type described above, which is suitable for detecting the position or speed of the body over a large speed range, wherein the signal transmission and signal processing are simplified.

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 stelltThis object is achieved according to the invention in that the signal transmission means transmit information with a relatively high spatial resolution at relatively low body speeds and with a relatively low spatial resolution at relatively high body speeds. This is based on the knowledge that it is usually not necessary to record the body positions with a constant spatial resolution, i.e. independently of the body speeds. This can be illustrated by an example: If an elevator moves between two floors at a relatively high speed, it passes through a relatively large number of sensor units per unit of time, which increases the data rate of the resulting sensor unit signals. However, in order to cope with the limited transmission capacity of the signal transmission means, the information is now transmitted to a control unit with a low spatial resolution. This represents

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.This does not represent a disadvantage because the elevator speed does not usually have to be changed between floors or when passing floors and the control unit does not need precise location information. The opposite is the case when the elevator is about to stop. Then the data rate drops due to the relatively few sensor units passed per unit of time and the given transmission capacity of the signal transmission means can be used to transmit very precise information about the elevator position to the central control unit in order to position the elevator precisely on a floor.

Wenn die Körperbewegung längs der Bahn insoweit vorgegeben ist, daß in einzelnen Bahnbereichen jeweils zugeordneteIf the body movement along the track is predetermined in such a way that in individual track areas, assigned

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.If speed ranges of body movement are specified, the spatial resolution can be adjusted, for example, by a specific mutual distance between the sensors or sensor units in these track areas. The arrangement of the signal transmission means can then also be specifically adapted to these track areas, for example by providing relatively few transmission stations for track areas with a relatively small mutual sensor distance.

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 hohenIn order to transmit information with relatively low spatial resolution at relatively high body speeds, data reduction can be ensured in the area of the sensor units, even if the sensor or sensor unit distances do not vary along the track. For example, it can be provided that a sensor unit comprises a row of sensors arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the track and, at relatively high body speeds, only the sensor signals of a part of the sensors in the sensor row are used to detect the position or speed of the body. This has the advantage that sensor unit signals from each sensor unit are used to detect the position or speed. Alternatively or additionally, especially at very high

Geschwindigkeiten, kann auch vorgesehen sein, daß lediglich die Signale eines Teils der Sensoreinheiten zur Erfassung der Position bzw. Geschwindigkeit des Körpers verwendet werden.Speeds, it can also be provided that only the signals of a part of the sensor units are used to record the position or speed of the body.

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.The adaptation of the signal transmission to the body speed can also be carried out in the area of the signal transmission means, for example by transmitting information signals at high body speeds with reduced spatial resolution through transmission stations inserted into the signal transmission path.

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.A further object of the invention is to simplify the signal transmission to the evaluation unit in a sensor arrangement of the type described above, in particular when large amounts of data are generated in the area of the sensor units.

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.According to the invention, to solve this problem, it is proposed that the signal transmission means of transmission stations are formed in a hierarchical structure, i.e. of transmission stations which each receive information signals from transmission stations of a lower hierarchy level and output a data-reduced information signal derived from the received information signals to transmission stations of a higher hierarchy level, whereby the transmission stations of the lowest hierarchy level receive the information signals from the sensor units and whereby a control unit is assigned a transmission station which outputs information signals to this control unit. This results in the sensor arrangement having the advantages already described in connection with the control system described above, i.e. data is reduced when moving from one hierarchy level to the next.

,__ WVVWW WW WW ,__ WVVWW WW WW » W W » W W

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.Although it should not be ruled out that the derivation of the data-reduced information signal is carried out by processing all of the received information signals, it is preferred that the data-reduced information signal is formed from a portion of the received information signals, which in the simplest case are then forwarded unchanged to the next hierarchy level.

&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.&iacgr;&ogr; It can be provided that the selection of the part of the received information signals is dependent on their quality and/or dependent on a predetermined value of the received information signals.

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.is In both a sensor arrangement and in a control system as described above, fast and reliable signal transmission can be achieved by providing at least partially optical signal transmission means for transmitting the information signals. In this case, fiber optic cables with associated transmitter and receiver devices are particularly considered.

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 einThe transmission quality and thus the operational reliability can also be increased by providing at least some signal transmission means for receiving or outputting electrical current signals for the transmission of information signals, in particular for the transmission of analog I &eegr;f&ogr;&eegr;ssig&eegr;a1e&eegr;. Electrical current signals here refer to information signals whose information is represented by an electrical current strength. Electromagnetic interference or electrical contact resistance therefore has little influence on the information to be transmitted, which increases operational reliability, in particular in the vicinity of electrical interference sources and in arrangements with a relatively large number of electrical plug contacts. When using electrical drive systems, a

derartiges Stromsignal oftmals in einfacher Weise direkt einer Steuerungskomponente, wie einem Umrichter, zugeführt werden.Such a current signal can often be easily fed directly to a control component, such as a converter.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:The invention is explained in more detail below using some embodiments with reference to the accompanying drawings. The drawings show:

Fig. 1 eine schematisehe Teilansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung am Beispiel eines &iacgr;&ogr; längs einer Fahrbahn mittels eines elektrischenFig. 1 is a schematic partial view of a sensor arrangement according to the invention using the example of a &iacgr;&ogr; along a roadway by means of an electrical

Linearmotors angetriebenen Fahrzeugs, wobei vier Sensoreinheitssignale an eine Übertragungsstation ausgegeben werden;linear motor driven vehicle, with four sensor unit signals being output to a transmission station;

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. 2 is a schematic representation illustrating the determination of a zero crossing of the magnetic field in the area between two differently oriented magnets of the vehicle from Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Teilansicht eines erfindungsgemäße&eegr; Steuersystems mit Übertragungsstationen in einer zweistufigen Hierarchie, wobei diesen Übertragungsstationen jeweils Steuereinheiten zugeordnet sind;Fig. 3 is a schematic partial view of a control system according to the invention with transmission stations in a two-level hierarchy, with control units being assigned to each of these transmission stations;

Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung, bei der die Informationssignale mit unterschiedlichenFig. 4 is a schematic partial view of a sensor arrangement according to the invention, in which the information signals with different

Ortsauflösungen entsprechend Teilabschnitten der Bahn mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten eines längs dieser Bahn bewegbaren Fahrzeugs übertragen werden;Spatial resolutions corresponding to sections of the track are transmitted at different speeds of a vehicle moving along this track;

Fig. 5 eine detailliertere schematische Darstellung der inFig. 5 a more detailed schematic representation of the

Fig. 4 mit V gekennzeichneten Übertragungsstation.Fig. 4 transmission station marked V.

-, Q-, Q

·■··■·■··■

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.Fig. 1 shows a schematic partial view of a sensor arrangement according to the invention using the example of a vehicle 14 which can be moved along a roadway 10 in the direction of a double arrow 12 and which is equipped with vehicle magnets 16 ₂ to 16 ₄ arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the roadway with a magnet pitch T _M. These vehicle magnets 16, which are provided as permanent magnets, together with corresponding roadway magnets 18 arranged along the roadway 10 and electrically excited via control inputs 19, form a drive arrangement in the manner of a linear motor, with which the vehicle 14 can be moved in a controlled manner along the track 10.

Zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit desTo detect the position and/or speed of the

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.The vehicle 14 is provided with sensor units 20 arranged along the track 10 at a distance from one another with a sensor unit pitch T _SE , which each output a signal a 1 representing the detection values to signal transmission means for forwarding to an evaluation unit not shown in Fig. 1. The sensor unit signal is output by a sensor unit 20 via a line 22 to a transmission station 24, which in the embodiment shown receives the sensor unit signals from four sensor units 20.

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.An information signal is derived from these sensor unit signals by the transmission station 24 and forwarded via a line 26 in the form of an electrical current signal in the direction of the evaluation unit, whereby further transmission stations can be inserted in the corresponding signal path, as will be described later.

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 vonThe output of an analogue, electrical current signal has advantages, especially when using the sensor arrangement as part of a control system, as described below. Current signals of common industry standards can be used to directly control a large number of different control devices. The electrical current signal can be

&eegr; qη q

einer üblichen Schnittstelle (beispielsweise sin/cos- oder Resolver-Schnittstelle) bereitgestellt werden.a common interface (e.g. sin/cos or resolver interface).

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 ihrThe sensor unit 20 comprises a sensor row 26 and a sensor row 28 of digital magnetic field sensors 3 0 in the form of digital Hall elements arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the track 10 with a sensor pitch T _s and also a position detection device 32 which detects the digital sensor signals of the sensors 3 0 of the

&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&iacgr;&ogr; associated sensor rows 26 and 28 are evaluated together and the sensor unit signal is generated. The sensors 30 of the sensor row 26 react to the magnetic field of those vehicle magnets 16 whose magnetic north pole N is directed towards the magnetic field sensors 30 (Ie ₁ ," 16 ₃ ) , while the

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) .is sensors 3 0 of the sensor row 28 respond to the magnetic field of the vehicle magnets 16, whose magnetic south pole S is directed towards the sensors 30 (16 ₂ , 16 ₄ ).

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.The accuracy of the detection is determined primarily by the sensor pitch T _s within the sensor row 26 or 28 and can be adapted to the desired accuracy. In order to manage with relatively few sensors 30, the sensor unit pitch T _SE is comparatively large compared to the sensor pitch T _s along the path 10. It is entirely conceivable that these pitches T _s , T _SE or the ratio of these pitches varies along the path 10.

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 FällenIn the example shown, the vehicle magnets 16 are attached to the vehicle 14 with alternating orientations in the longitudinal direction of the track, i.e., the north poles N of the vehicle magnets 16 ₁ and 16 ₃ are oriented towards the track 10, while the south poles S of the vehicle magnets 16 ₂ and 16 ₄ are directed towards the track 10. The magnetic field emanating from the vehicle magnets 16 thus changes direction several times in the longitudinal direction of the track, and a zero crossing of the magnetic field occurs in the area between two vehicle magnets 16. The determination of this zero crossing is in many cases

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.This is particularly advantageous because, in contrast to the magnetic field strength between two zero crossings, its position is relatively insensitive to the distance between the vehicle magnets 16 and the sensor units 20, to magnetic properties of the vehicle and roadway components that vary along the track 10, and to other interference. In order for the sensor units 20 to detect at least one such zero crossing when vehicle magnets 16 of the vehicle 14 are in the area of a sensor unit 20, the sensor units 20 each extend in the longitudinal direction of the track over a length that is approximately equal to the vehicle magnet pitch T _M .

Es ist bekannt, zur Erfassung der Fahrzeugposition bzw.It is known that in order to detect the vehicle position or

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.is vehicle speed in vehicles driven by a linear motor, electrical quantities such as inductance, damping, etc. are to be measured on the drive coils of the linear motor. Due to the relatively large distance between these drive coils, such a measurement is relatively inaccurate.

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.To increase the detection accuracy, these quantities can be measured and evaluated analogously, but this results in the basic disadvantages of analog sensors described at the beginning, in particular the detection is impaired by magnetic interference or by a variation in the distance between the vehicle magnets and the track. The sensor arrangement according to the invention avoids these problems in the manner described at the beginning.

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 derTo determine the absolute position of the body 14 along the path 10, in the example shown, the sensor signal pattern of each sensor unit 20 is analyzed with regard to the presence of an "entry" signal pattern, which signals the entry of the vehicle 14 into the detection range of the relevant sensor unit 20 and thus determines the absolute position of this vehicle 14. When entering, the zero crossings of the magnetic field generated by the body magnets 16 are still outside the detection range of the

• · · &igr;• · · &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").Sensor unit 20, so that the signal pattern during retraction is characterized in that only sensors 30 of one of the two sensor rows 26 and 28 respond ("incomplete signal pattern").

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.The overall arrangement is relatively simple because the vehicle magnets 16, which are required anyway to drive the vehicle 14, can be used to detect the position or speed of the vehicle 14.

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.The detection is relatively insensitive to a failure of individual sensors 30 because such a failure is easily recognizable, particularly taking into account the sensor signals from immediately adjacent sensors 30, and does not necessarily have to lead to a failure of the entire sensor arrangement by providing suitable measures.

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 desFig. 2 explains a particular advantage in determining a zero crossing by using both north pole-sensitive sensors 30 within the sensor row 26 and south pole-sensitive sensors 30 within the sensor row 28. This figure shows the magnetic field strength B as a function of a coordinate x, which represents the position along the roadway 10. In addition, a part of the vehicle 14 can be seen with the vehicle magnets 16 _X and 16 ₂ , which produce the magnetic field B with the curve shown. A zero crossing of the magnetic field B is located at a position X ₀ in the area of the sensor rows 26 and 28 at the moment shown. The response thresholds of the magnetic field sensors 30 of the sensor row 26 and the sensor row 28 have the same absolute value and are designated B ₁ and B ₂ respectively. The sensors 3 0 of the north pole sensitive sensor series 26 respond in the area in which the magnetic field strength B is greater than the threshold value B ₁ , while the sensors 3 0 of the south pole sensitive sensor series 2 8 respond when the value falls below the

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 ausreichenthreshold value B ₂ . The responding sensors 3 0 are each marked with "1" and the non-responding sensors 3 0 are each marked with "0". If the absolute values of B ₁ and B ₂ are selected to be relatively small compared to the amplitude of the magnetic field strength B, the position of the transition between the responding sensors 3 0 and the non-responding sensors 3 0 corresponds approximately to the position of the zero crossing at the point x ₀ , so that in principle one of the sensor rows 26 and 28 is sufficient.

&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 derÎ&ogr; would be used to determine the position of the zero crossing. In practice, however, the threshold values B ₁ and B ₂ cannot be chosen to be arbitrarily small, because otherwise it can easily happen that a zero crossing is not detected at all or is simulated due to interference. The

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.In practice, more or less large absolute values of B ₁ or B ₂ therefore cause a certain uncertainty in determining the position of the zero crossing. The situation is quite different if, as shown, both north pole and south pole sensitive sensors 3 0 are used. Under the realistic assumption of an approximately symmetrical course of the magnetic field strength B in the region of the zero crossing, the position x ₀ of the same can be determined simply by averaging between the positions of the above-mentioned transitions, which result from the response pattern of the sensor rows 26 and 2 8.

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.Preferably, the threshold values B ₁ and B ₂ are set such that when one of the vehicle magnets is positioned centrally above the sensor row 26 or 28, at least some of the sensors 3 0 at the two ends of the sensor row do not respond, in contrast to the central sensors 30. In this way, twofold position information is obtained.

Eine mögliche Ausgestaltung der Sensoranordnung hinsichtlich der Signalweiterleitung bis zu einer Auswerteeinheit wird weiter unten für ein weiteres Ausführungsbeispiel derA possible design of the sensor arrangement with regard to signal transmission to an evaluation unit is described below for another embodiment of the

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.Invention will be described with reference to Figs. 4 and 5. Express reference is made to the above description, and equivalent or corresponding components are identified with the same reference numerals as in the above-described embodiment, but increased by the number 200. First, however , a system for controlling the movement of at least one vehicle movable along a roadway will be described with reference to Fig. 3. In order to illustrate the possible use of the sensor arrangement described above in this control system, components of the control system which correspond to those components of the sensor arrangement are identified with the same reference numerals increased by the number 100.

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.is In Fig. 3, a track 110 is shown with sensor units 120 and track magnets 118 arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the track. The system serves to detect the position and/or speed of a vehicle (not shown) along the track 110 by means of the sensor units 120 and to control the movement of this vehicle by means of the track magnets 118 designed as drive magnets.

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.The sensor units 120 each output an information signal representing the position or speed of the vehicle via lines 122 to a respective associated transmission station 124, wherein in the example shown, a transmission station 124 receives information signals from two sensor units 120 and thus serves as a sub-center for detecting some sensor unit signals.

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 0To control the drive magnets 118 via control inputs 119, control units 140 are provided, which are each connected to one of the transmission stations 124 in order to receive information signals from the respective transmission station 124, on the basis of which the control unit 140 controls the vehicle movement in one of these control units 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.controls or regulates the assigned section of the track 110. For this purpose, a driving program for the assigned track sections is stored in the control units 140.

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.It is also expedient to maintain a position register in each control unit 14 0, which contains the positions of the vehicles in a track section assigned to the control unit 14 0.

&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&iacgr;&ogr; The transmission stations 124 each output an information signal to a transmission bus 142, which is connected via a line 144 to another transmission station 146, which in this way receives the information signals output by a plurality of transmission stations 124

is empfängt. Die Übertragungsstation 146 gibt ein aus diesen Informationssignalen abgeleitetes datenreduziertes Informationssignal aus, welches über eine Leitung 148 einer Auswerteeinheit 150 zugeführt wird.is received. The transmission station 146 outputs a data-reduced information signal derived from these information signals, which is fed to an evaluation unit 150 via a line 148.

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 KörpersIn order to reduce data, the information signal to be forwarded is formed from only a portion of the information signals received. The selection of this portion of the information signals is made on the one hand dependent on the quality of these signals. For example, for determining the speed, those information signals are not taken into account that correspond to a sensor signal pattern that is incomplete as described above. Likewise, information signals are not taken into account if the information contained in them shows that they originate from faulty sensors or sensor units. On the other hand, the selection is also made systematically in such a way that the information signals or the transmission stations that emit these signals are assigned predetermined values that are taken into account in the selection. For example, it can be provided that information signals that come from the direction of travel of the body

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weiter vorne angeordneten Sensoreinheiten stammen, bevorzugt berücksichtigt werden.sensor units located further forward should be given priority.

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.Due to the multi-stage arrangement of the transmission stations 124 and 146, the sensor unit signals originating from the sensor units 120 have already been partially evaluated or processed, so that the effort required to evaluate the information signals sent to the evaluation unit 150 is relatively low.

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.The evaluation unit 150 is assigned a control center 152, which serves to control the vehicle movement along the entire track 110. However, the control center 152 does not have to fulfill all control tasks, as explained below.

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.This control center 152 is connected by means of a line 154 to a control unit 156, which is intended to control the vehicle movement in a section of the track 110 assigned to it. For this purpose, this control unit 156 receives signals via a line 158 from the transmission station 146 and via the line 154 from the control center 152. The control unit 156, designed as a converter, supplies electrical current via a line 160 and a control bus 162 to the control units 140, which are designed as local switching units (in the example thyristor units, contactors are also conceivable, for example), if desired also as local converters, with a power supply line 164 serving to electrically supply the control unit 156.

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 momentanenThe power supply line 164, the converter 156, the line 160 and the control bus 162 serve as an energy distribution system for supplying all sections of the track 110 with drive energy in the correct phase. The local thyristor units 140 connect the drive units assigned to them in the form of the track magnets 118 according to the current

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.Vehicle position temporarily with this energy distribution system. The thyristor units 14 0 are thus activated by the decentralized transmission stations 124 in order to supply current to the coils 118 located in the vehicle area. The central control unit 152 tells the converter 156, based on the current driving state reported by the sensor units 120, which phase and which power it should supply to the line 160 and thus to the energy distribution system.

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 undThe control system according to Fig. 3 has a hierarchical structure. In the case shown, each transmission station 124 of a first hierarchy level receives sensor unit signals from several sensor units 120 and

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.is derives an information signal from this, which is sent to a transmission station of a second hierarchy level, namely to the transmission station 146. Deviating from the illustrated embodiment, this second hierarchy level could also be formed by several transmission stations. In addition, the number of hierarchy levels is generally arbitrary.

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.The transmission stations 124 and 146 in the various hierarchy levels each have an analog interface that allows the direct connection of converters of conventional design. If the local control units 140 are formed by local converters, these can thus be controlled directly by the transmission stations 124. Accordingly, the converter 156 is also controlled directly by the transmission station 146. In both cases, for example, conventional sawtooth signals or sine/cosine signals can be used.

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 desIt is advantageous if the electrical circuit structure of transmission stations of different hierarchy levels, in this case the transmission stations 124 and 146, is essentially the same, because this allows the structure of the

Signalübertragungsnetzwerks vereinfacht ist und die Anordnung auch relativ einfach und flexibel angepaßt bzw. erweitert werden kann.Signal transmission network is simplified and the arrangement can also be adapted or expanded relatively easily and flexibly.

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.The control units 140 and 156 assigned to the individual transmission stations form a corresponding hierarchical structure and control the vehicle movement in the section of the track 110 from which the information signals fed to them originate.

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 jeweilsA local driving program is stored in each of the control units 140, by means of which these control units 140 control the vehicle movement in the respective sections of the track 110 assigned to them on the basis of the

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.is controlled by the information signals supplied by the transmission stations 124. These driving programs allow the control units 140 to temporarily control vehicles autonomously in the sections of the track 110 assigned to them and, in particular, to handle time-critical control tasks locally. The driving programs can be changed by the transmission station 146 via the line 144 and the transmission bus 142. It is also conceivable that the driving programs are changed via the line 160 and the control bus 162.

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.In a manner analogous to the control unit 140, the control unit 156 stores a driving program for controlling the control units 140 connected to it, which can be changed by the evaluation unit 150 via the line 148, the transmission station 146 and the line 158. However, such a driving program change can also be made by the control center 152 via the line 154.

Denkbar ist ferner, daß die Fahrprogramme ganz oder teilweise in den Übertragungsstationen 124 bzw. 146 gespeichert sind.It is also conceivable that the driving programs are stored in whole or in part in the transmission stations 124 and 146, respectively.

Die kleinste autonome Einheit des Systems wird somit von einigen Sensoreinheiten 120, der Übertragungsstation 124, derThe smallest autonomous unit of the system is thus made up of several sensor units 120, the transmission station 124, the

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.Control unit 14 0 and some drive magnets 118, whereby an analog current signal is formed in the area of the sensor unit 12 0, which can be output directly to the respective control unit 140 in a simple manner by the transmission station 124. It is also conceivable that the control units 140 are formed by relays or contactors for supplying current to the drive magnets 118 in sections along the track 110.

&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.4 shows a further embodiment of a sensor arrangement according to the invention for detecting the position and/or speed of at least one vehicle movable along a path 210.

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.is Of the sensor units 220 arranged at a distance from one another along the track 210, which output information about the position or speed of the vehicle via lines 222 to transmission stations 124, only four are shown.

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 eineThe vehicle speed varies along the track 210 in a predetermined manner. Accordingly, the track 210 is divided into sections 21O ₁ , 21O ₂ , 21O ₃ with low, medium and high vehicle speeds respectively. The sensor units in the low vehicle speed section 21O ₁ output information signals to a transmission station 224 _X , while the sensor units in the medium and high vehicle speed sections 21O ₂ , 21O ₃ output their information signals to a

so Übertragungsstation 224₂ bzw. eine Übertragungsstation 224₃ ausgeben.so transmission station 224 ₂ or a transmission station 224 ₃ output.

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 einerIn Fig. 4, the transmission stations 224 are shown in a row according to the vehicle speed ranges assigned to them for the sake of simplicity. The row shown corresponds, for example, to an acceleration section along which the vehicle is traveling in a

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.accelerated in a predetermined manner. The actual sequence of the transmission stations 224 along the path 210 can be selected arbitrarily to suit the expected or predetermined variation in the vehicle speed along the path 210.

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.If, as in the example shown, part of the sensor signal processing has already been carried out by the sensor units 220, the data rate occurring in the area of the transmission stations 224 is reduced so that a sensor unit signal originating from the sensor units 220 can be converted by the transmission station 224 into a digital, serial data telegram with relatively little effort and without a delay that impairs the information signal transmission.

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.The transmission stations 224 are each adapted to the vehicle speed range assigned to them with regard to the spatial resolution of the information transmitted by them. Thus, at a relatively low vehicle speed, the information signal originating from the sensors 220 is transmitted by the transmission station 224 _X with a relatively high spatial resolution, while the transmission stations 224 ₂ and 224 ₃ forward this information with a medium or low spatial resolution.

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 InformationssignaleThere are several solutions for varying the spatial resolution. For example, the mutual distance between the sensor units 220 can be relatively small in sections of the track 210 in which a relatively low vehicle speed is planned, and relatively large in sections 210 in which a relatively high vehicle speed is planned. It is also conceivable that at very high vehicle speeds not all sensor units 220 output an information signal to the transmission station 224 or that the information signal derived and output by the transmission station 224 does not contain all of the information signals output by the sensor units 220.

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.taken into account. If the sensor unit 220 comprises a large number of individual sensors, it can alternatively or additionally be provided that at very high vehicle speeds not all individual sensors of a sensor unit 220 are taken into account.

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.If the vehicle speed is not taken into account in the area of the sensor units 220, this can be done at a subsequent transmission station. For example, the spatial resolution of the information signal output by the transmission station 224 can be reduced accordingly if the sensor unit signals fed to this transmission station 224 represent a relatively high vehicle speed.

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.To forward information, the transmission stations 224 are each connected via a line 270 to an optical transmitter 272, which converts the electrical information signal received from a transmission station 224 into an optical signal and outputs it to a fiber optic cable 244 _{2 /} 244 ₂ or 244 ₃ corresponding to the three vehicle speed ranges. In the case of the transmission stations 224 ₂ and 224 _3, the optical signals are forwarded via an optical transmission bus 242 ₂ or 242 ₃ to the optical lines 244 ₂ or 244 ₃ .

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 größtmöglicheA special feature of the embodiment shown is that the optical transmitters 272 each output an optical, digital (1-bit) information signal and route it to the transmission station 246 via an optical transmission bus 242 ₀ and an optical line 244 _0. These signals are obtained from sensor signals from digital sensors 221, which are additionally provided for each sensor unit 220 along the track 210, and serve to detect a vehicle magnet attached to the vehicle particularly quickly. This ensures the greatest possible

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Fahrzeuggeschwindigkeiten stets eine sichere, wenn auch etwas ungenaue Fahrzeugerfassung sichergestellt.Vehicle speeds always ensure reliable, if somewhat inaccurate, vehicle detection.

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 zuThe optical information signals are fed to a transmission station 246, which comprises optical receivers 274, which convert these signals back into electrical signals and feed them to processing units 276 ₀ to 276 ₃ , in which the information signals are processed via a line 248 before signals derived therefrom are output.

&iacgr;&ogr; einer Auswerteeinheit 250 bzw. über eine Leitung 258 zu einer Steuereinheit 256 verarbeitet werden.&iacgr;&ogr; an evaluation unit 250 or via a line 258 to a control unit 256.

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.A selection unit 278 of the transmission station 246 selects one of the processing units 276 according to the detected vehicle positions along the path 210 or according to the vehicle speeds, the information signal of which is then forwarded.

Fig. 5 ist eine Detaildarstellung der Übertragungsstation 246 aus Fig. 4. .Fig. 5 is a detailed view of the transmission station 246 from 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.The processing units 276 _X to 276 ₃ each output a digital information signal via an information line 280, which represents information about the position or speed of vehicles. Furthermore, a digital diagnostic signal is output via a diagnostic line 282, which provides information about the functionality of the sensor units 220. For example, the diagnostic signal can contain information about the failure of sensor units or individual sensors from which a sensor unit is formed. Finally, an analog phase or position signal is output via a phase line 284 and a position line 286.

Die Verarbeitungseinheit 276₀ gibt hingegen lediglich über eine Diagnoseleitung 282 ein Diagnosesignal und über eine Phasenleitung 284 ein analoges Phasensignal aus. Die analogen,The processing unit 276 ₀ , on the other hand, only outputs a diagnostic signal via a diagnostic line 282 and an analog phase signal via a phase line 284. The analog,

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.The signals output via lines 286, 282 and 284 are particularly suitable for the direct control of commercially available control components and are used here to control the converter 256.

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 250The selection unit 278, not shown in Fig. 5, switches the signals output by the processing units 276 in the manner shown by means of switching units 288 ₀ to 288 ₃ to output lines 290 for output to the evaluation unit 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&iacgr;&ogr; and on output lines 292 for output to the converter 256. The selection of a processing unit 276 by the switching units 288 is carried out depending on the information currently required for detection or control, which in turn depends on which section of the track 210

is sich das oder die Fahrzeuge befinden.is the vehicle or vehicles are located.

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.It should also be added that the term "line" in the context of the invention refers to any means suitable for transmitting information, for example a line arrangement made up of parallel ~ individual lines for transmitting a parallel information signal.

Claims

Protection claims

1. Sensor arrangement for detecting the position and/or speed of at least one body (14) movable along a path (10), comprising a plurality of sensor units (20) arranged spaced apart from one another along the path (10) and signal transmission means (22, 24, 26) for transmitting signals transmitted by means of the sensor units

&iacgr;&ogr; obtained information signals about the body positions or body speeds to an evaluation unit assigned to the plurality of sensor units,
characterized,
that a sensor unit (20) each has a row in

is comprised of digital sensors (30) arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the web (10) and a position determination device (32) assigned to each of these sensor rows (26, 28), which jointly evaluates the digital sensor signals of the sensors (30) of the sensor row (26, 28) assigned to it, processes them into an analog sensor unit signal and outputs this to the signal transmission means (22, 24, 26) for forwarding to the evaluation unit.

2. Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the mutual distance of the sensors (3 0) of a sensor unit (20) in the longitudinal direction of the web is substantially smaller than the mutual distance of the sensor units (20) in the longitudinal direction of the web.

3. Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that drive means are provided for the electromagnetic drive of the body (14) by means of at least one body magnet (16) arranged on the body (14) and track magnets (18) arranged on the track (10), and that the sensors

(30) are formed by magnetic field sensors which are directed to the

• ··

Magnetic field of the at least one body magnet (16).

4. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensors (3 0) are formed by magnetic field-sensitive Hall elements.

5. Sensor arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the at least one body magnet (16)

Î³ is formed by a permanent magnet and the track magnets (18) by electromagnets.

6. Sensor arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that both at least one body magnet

is (16 ₁₇ 16 ₃ ) , whose north pole (N) to the magnetic field sensors

(30) and at least one body magnet (16 ₂ , 16 ₄ ) whose south pole (S) is directed towards the magnetic field sensors (3 0) are provided, and that both magnetic field sensors (30) which respond to the magnetic field of the north poles (N) and magnetic field sensors (30) which respond to the magnetic field of the south poles (S) are provided.

7. Sensor arrangement according to claim 6, characterized in that a sensor unit (20) extends in the longitudinal direction of the track in each case over a length which is at least approximately equal to the body magnet pitch.

8. Sensor arrangement according to one of claims 3 to 7, characterized in that the mutual distance of the sensor units (20) in comparison to the extension length of the entirety of the body magnets (16) of a body (14) in the longitudinal direction of the track is set in such a way that in all possible positions of the body (14) between . the sensor units (20) at least one sensor (30) always responds.

9. System for controlling the movement of at least one body movable along a path (110), comprising a sensor arrangement with a plurality of sensor units (120) arranged at a distance from one another, for example according to one of claims 1 to 8, for detecting the position and/or speed of the at least one body, and signal transmission means (122, 124, 142, 144, 146, 148) for transmitting signals obtained by means of the sensor units (120).

&iacgr;&ogr; information signals from the sensor units (120) via the signal transmission means (122, 124, 142, 144,. 146, 148) to a control arrangement (140, 156, 152),
characterized,
that the control arrangement (140, 156, 152) comprises a plurality of

is comprised of control units (140, 156, 152) which each control the body movement in the sections of the track (110) assigned to the control units (140, 156, 152), whereby at least a part (140) of these control units (140, 156, 152) temporarily connects drive units (118) in the sections of the track (110) assigned to them to an energy distribution system (162) which is provided for supplying several of these sections of the track (110) with drive energy in the correct phase.

10. Control system according to claim 9, characterized in that a control unit (140) controls the body movement in the section of the track (110) assigned to it at least temporarily autonomously, i.e. only depending on the information signals of the sensor units (12 0) of this section transmitted to this control unit (140), by correspondingly temporarily establishing the connection to the energy distribution system.

11. Control system according to claim 9 or 10, characterized in that the signal transmission means of

Transmission stations (124, 146) are formed in a hierarchical structure, i.e. of transmission stations, which each receive information signals from transmission stations of a lower hierarchy level and output a data-reduced information signal derived from the received information signals to transmission stations of a higher hierarchy level, wherein the transmission stations (124) of the lowest hierarchy level &iacgr;&ogr; receive the information signals of the sensor units (12 0) and wherein a control unit is assigned a transmission station which outputs information signals to this control unit.

is

12. Control system according to claim 11, characterized in that the transmission stations (146) of the highest hierarchy level output information signals to an evaluation unit (150).

13. Control system according to claim 12, characterized in that a control center (152) is provided for controlling the body movement substantially along the entire path (110) and this control center (152) is assigned to the evaluation unit (150).

14. Control system according to one of claims 9 to 13, characterized in that the sensor units (12 0) and/or at least a part (124, 146) of the signal transmission means (122, 124, 142, 144, 146, 148) have interfaces which enable the direct connection of converters (156, 14 0) with analog input.

15. Control system according to one of claims 9 to 14, characterized in that a sensor unit (12 0) comprises at least one digital sensor and a converter device associated with this at least one sensor which converts the digital sensor signal of the at least

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a sensor - into an analog sensor unit signal and outputs this analog sensor unit signal directly to a control unit (140) assigned to the sensor unit (120), which controls the body movement in a section of the track (110) assigned to this control unit (140).

16. Sensor arrangement, for example according to one of claims 1 to 8, for example in a system for controlling

Î according to one of claims 9 to 15, for detecting the position and/or speed of at least one body movable along a path (210), comprising a plurality of sensor units (220) arranged spaced apart from one another along the path (210) and

is signal transmission means (222, 224, 275, 246, 248) for transmitting information signals obtained by means of the sensor units (220) about the body positions or body speeds to an evaluation unit (250) associated with the plurality of sensor units (220), characterized in that

that the signal transmission means (222, 224, 275, 246, 248) transmit information with a relatively high spatial resolution at relatively low body speeds and information with a relatively low spatial resolution at relatively high body speeds.

17. Sensor arrangement according to claim 16, characterized in that a sensor unit (220) comprises a row of sensors arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the track (210) and, at relatively high body speeds, only the sensor signals of a part of the sensors of the sensor row are used to detect the position or speed of the body.

18. Sensor arrangement according to claim 16 or 17, characterized in that at relatively high

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Body speeds, only the signals of a part of the sensor units (220) are used to detect the position or speed of the body.

19. Sensor arrangement according to the preamble of claim 16, characterized in that the signal transmission means are formed by transmission stations (124, 146) in a hierarchical structure, i.e. by transmission stations which each transmit information signals

&iacgr;&ogr; from transmission stations of a lower hierarchy level and output a data-reduced information signal derived from the received information signals to transmission stations of a higher hierarchy level, whereby the

is transmission stations (124) of the lowest hierarchy level receive the information signals from the sensor units (12 0) and wherein a control unit is assigned a transmission station which outputs information signals to this control unit.

20. Sensor arrangement according to claim 19, characterized in that the data-reduced information signal is formed from a part of the received information signals.

21. Sensor arrangement according to claim 20, characterized in that the selection of the part of the received information signals is provided depending on their quality.

22. Sensor arrangement according to claim 20 or 21, characterized in that the selection of the part of the received information signals is provided depending on a predetermined value of the received information signals.

23. Sensor arrangement or system for control according to one of claims 1 to 22, characterized in that

Transmission of the information signals at least partially optical signal transmission means (272, 242, 244, 274) are provided.

24. Sensor arrangement or system for control according to one of claims 1 to 23, characterized in that for the transmission of the information signals, in particular for the transmission of analog information signals, at least partially signal transmission means (32, 24; 120, 124;

Î² 22 0, 224) are provided for receiving or outputting electrical current signals.