(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Átírás

1 !HU T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E (22) A bejelentés napja: (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP A (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP B (51) Int. Cl.: B60K 31/00 ( ) B61F 5/00 ( ) (30) Elsõbbségi adatok: FR (72) Feltaláló: De Graaf, Johan, La Rochelle (FR) (73) Jogosult: Alstom Transport S. A., Levallois- Perret (FR) (74) Képviselõ: dr. Harangozó Gábor, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (54) Berendezés és eljárás vasúti jármû sebességének szabályozására, valamint ilyen berendezéseket tartalmazó rendszer (57) Kivonat A találmány szerinti, vasúti jármû (10) sebességét szabályozó rendszer olyan kerékpárokat (16g, 16d; 18g, 18d; 20g, 20d; 22g, 22d, 24g, 24d; 26g, 26d) tartalmaz, amelyek kerekei mechanikailag egymástól függetlenek HU T2 A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 5 lap ábra) 2. ábra Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.

2 1 HU T2 2 és a jármû két oldalán egymással szemközt vannak elrendezve. A szabályozórendszer hogy tartalmaz a jármû sebességét szabályozóberendezéseket, amelyek mindegyike a kerékpárok közül kiválasztott kerékpárokhoz tartozik, ahol minden egyes szabályozóberendezés tartalmaz; a kerékpár mindkét kerekének szögsebességét mérõ eszközöket (42g, 42d, 44g, 44d, 46g, 46d, 48g, 48d, 50g, 50d, 52g, 52d); a vasúti pálya görbületi sugarának a kerékpár környezetében a kerekek mért szögsebességeinek különbsége, valamint összege függvényében meghatározó eszközöket (60); a meghatározó görbületi sugár függvényében a jármû számára korlátozott sebességet meghatározó eszközöket (72); és a jármû sebességét korlátozó eszközöket (80), amelyek alkalmasak egy olyan parancsjel meghatározására, amely arra szolgál, hogy a sebesség ne haladja meg a meghatározott korlátozott sebességet. A rendszer tartalmaz továbbá az említett berendezések által meghatározott parancsjelek közül a legkisebb korlátozott sebességnek megfelelõ jelet kiválasztó eszközöket (86). A találmány tárgya berendezés és eljárás vasúti jármû sebességének szabályozására, amely vasúti jármû legalább egy olyan kerékpárt tartalmaz, amelynek kerekei mechanikailag függetlenek egymástól és a jármû két oldalán egymással szemközt vannak elrendezve. A találmány tárgya továbbá ilyen berendezésekkel ellátott jármû sebességének a szabályozására szolgáló rendszer. A sebesség egy olyan menetparaméter, amelynek rendkívüli jelentõsége van egy kanyarban haladó vonat kisiklása veszélyének szempontjából. Tágabb értelemben a jármûvek sebességének automatikus korlátozására vonatkozó rendszerek ismerhetõk meg a GB A , a WO 99/14093 A, az US 2004/ A1 számú szabadalmi bejelentésekbõl és az US B számú szabadalomból. Jól ismertek a jármûvek sebességét automatikusan korlátozó, fent említett típusú rendszerek, melyek a jármû pályája mentén lévõ kanyarok elõzetes ismeretén alapul, amely kanyarok mindegyikéhez valamilyen sebességkorlátozás tartozik. Ezeket az elõzetes ismereteket eltárolják a rendszerben, amely az eltárolt kanyarokhoz érkezõ jármû pozicionálására szolgáló GPS-vevõt tartalmaz. Az egyik megközelítés értelmében a rendszer a jármû sebességét az ilyen kanyarhoz tartozó sebességre korlátozza. Általában az ilyen rendszerek esetében a sebességkorlátozás szabályozásakor nem biztosított a nagy pontosság, különösen a pálya azon szakaszain, amelyek számos kanyart tartalmaznak, mint amilyenek például a városi vasúti szakaszok. Így az ilyen rendszerek a jármû sebességének korlátozására törekszenek, még az ilyen részek egyenes szakaszain is. Ez azonban a menetidõ meghosszabbodásához és zsúfoltabb közlekedéshez vezet. A jelen találmánnyal célunk a fent említett probléma kiküszöbölése egy olyan, a jármû sebességének korlátozására szolgáló berendezés és eljárás megvalósításával, amely nem eredményezi a menetidõ felesleges meghosszabbodását. Ennek érdekében a jelen találmánnyal célunk a vasúti jármûvek sebességének szabályozására szolgáló olyan rendszer megvalósítása, amelyet az 1. igénypont ismertet. A különbözõ kiviteli alakoknak megfelelõen a berendezés az alábbi jellemzõk közül egyet vagy többet tartalmaz: a görbületi sugarat meghatározó eszközök tartalmaznak: a kerékpár mindkét kerekének hosszirányú sebességét az adott kerék mért szögsebességének függvényében meghatározó eszközöket; és a vasúti pálya görbületi sugarát az említett hosszirányú sebességek függvényében kiszámító eszközöket; a görbületi sugarat kiszámító eszközök a görbületi sugarat az alábbi képlet alapján számítják: R E Vg Vd 2 Vg Vd ahol R a görbületi sugár, E a kerékpár kerekei közötti távolság, Vg és Vd a kerékpár kerekeinek hosszirányú sebessége; a korlátozott sebességet meghatározó eszközök a kerékpárhoz tartozó korlátozott sebességet az alábbi képlet alapján határozzák meg: V L = R ahol V L a korlátozott sebesség, R a vasúti pálya görbületi sugara a kerékpár környezetében, továbbá és elõre meghatározott paraméterek; a jármû tartalmaz egy nyomatékkal vezérelt meghajtórendszert a jármû kerekeinek meghajtására, továbbá a korlátozóeszközök olyan szabályozóeszközöket tartalmaznak, amelyek alkalmasak a meghajtórendszer számára egy nyomatékutasítás meghatározására a jármû sebessége és az elõre meghatározott szabályozási képlet alapján meghatározott korlátozott sebesség függvényében; a rendszer tartalmaz továbbá olyan eszközöket, amelyek a meghajtórendszer vezérlése céljából kiválasztják a szabályozóeszközök által meghatározott nyomatékutasítás és a jármû vezetõje által továbbított nyomatékutasítás közül a kisebbet; a rendszer tartalmaz továbbá a korlátozóeszközök által elõállított sebességkorlátozást a kerékpár kerekeinek megcsúszására vonatkozó elõre meghatározott feltételek függvényében aktiváló/inaktiváló eszközöket; az aktiváló/inaktiváló eszközök az említett megcsúszásra jellemzõ értéket meghatározó eszkö- 2

3 1 HU T2 2 zöket, valamint ezeket az értékeket egy elõre meghatározott küszöbértékkel összehasonlító eszközöket tartalmaznak, továbbá ahol a sebességkorlátozás inaktiválva van, ha az említett megcsúszásra jellemzõ érték nagyobb, mint a küszöbérték; és az aktiváló/inaktiváló eszközök aktiválják a sebességkorlátozást, ha az említett megcsúszásra jellemzõ érték egy elõre meghatározott ideig kisebb mint a küszöbérték. A vasúti jármû sebességét szabályozó rendszer egyik lehetséges kiviteli alakja, amely olyan kerékpárokat tartalmaz, amelyek kerekei mechanikailag egymástól függetlenek és a jármû két oldalán egymással szemközt vannak elrendezve, tartalmaz: számos fent említett típusú berendezést, amely berendezések mindegyike az említett kerékpárok közül kiválasztott bizonyos kerékpárokhoz tartozik; és a minimális korlátozott sebességnek megfelelõ jelet az említett berendezések által meghatározott vezérlõjelek közül kiválasztó eszközöket. A találmány egy további lehetséges kiviteli alakjánál a rendszer több olyan kerékpárral van ellátva, amelynek kerekei mechanikailag egymástól függetlenek és a jármû két oldalán egymással szemközt vannak elrendezve, amely rendszer jellemzõje, hogy tartalmaz: legalább egy, fent említett típusú berendezést, amelyek mindegyike egy, az említett kerékpárok közül kiválasztott kerékpárhoz tartozik; az említett kerékpárok közül kiválasztott legalább egy másik kerékpár mindkét kerekének szögsebességét meghatározó eszközöket; az említett kerékpárok közül kiválasztott minden egyes másik kerékpárnál a vasúti pálya görbületi sugarát meghatározó eszközöket; és az említett legalább egy berendezés, valamint a többi kerékpárhoz tartozó, görbületi sugarat meghatározó eszköz által meghatározott görbületi sugarak közül a legkisebbet kiválasztó eszközöket, ahol az említett legalább egy berendezés sebességkorlátozást meghatározó eszközei alkalmasak az említett sebességkorlátozásnak a kiválasztott minimális görbületi sugár függvényében történõ meghatározására; ahol a kiválasztott kerékpárok a jármû egymástól legtávolabbi kerékpárjai közé tartozó kerékpárok. A találmánnyal további célunk a vasúti jármûvek sebességének szabályozására szolgáló olyan eljárás megvalósítása, amelyet a 12. igénypont ismertet. A találmány jobban érthetõvé válik az alábbi leírás elolvasásakor, amely kizárólag példaként szolgál és amelyet a mellékelt rajzra történõ hivatkozással ismertetünk, ahol a rajzon az azonos hivatkozási jelek azonos vagy egyenértékû elemeket jelölnek. A rajzon: az 1. ábra a találmány szerinti sebességszabályozó rendszerrel ellátott vonat vázlatrajza; a 2. ábra az 1. ábrán látható kialakítású vonat sebességének szabályozására szolgáló berendezés vázlatrajza; a 3. ábra az 1. ábrán látható rendszerben megvalósított szabályozóberendezés egy másik lehetséges kiviteli alakjának vázlatrajza; a 4. ábra az 1. ábrán látható rendszer mûködését bemutató folyamatábra; és az 5. ábra az 1. ábrán látható rendszer egy másik kiviteli alakját szemlélteti vázlatosan. A továbbiakban a bal, jobb, elülsõ és hátsó kifejezések az 1. ábrán látható vonat orientációjához viszonyítva vannak definiálva. Az 1. ábrán vázlatosan egy olyan 10 vonat látható, amely egy 12 vasúti pálya egyik kanyarjában, például az F nyíllal jelölt irányba halad. A 10 vonat számos 14a, 14b, 14c forgózsámolyt tartalmaz, melyek mindegyike egy pár, egymástól független 16g 16d, 20g 20d, 24g 24d elülsõ kereket és egy pár, egymástól független 18g 18d, 22g 22d, 26g 26d hátsó kereket tartalmaz. Az itt látható példában minden egyes kerékpár kerekei egymással szemközt, a 10 vonat két oldalán helyezkednek el és mechanikailag függetlenek egymástól, vagyis közös tengely hajtja azokat. A vonat tartalmaz például hajtott 14a, 14c forgózsámolyokat, melyek mindegyike el van látva a bal oldali 16g, 18g, 24g, 26g kerekeinek hajtására szolgáló 28g, 30g elsõ motorral, valamint a jobb oldali 16d, 18d, 24d, 26d kerekeinek meghajtására szolgáló 28d, 30d második motorral. A vonat tartalmaz passzív 14b forgózsámolyokat is, vagyis hajtómû nélküli forgózsámolyokat, amelyek bal oldali 20g, 22g kerekei és jobb oldali 20d, 22d kerekei megfelelõ független tengelyekhez vannak rögzítve. A 28g, 28d, 30g és 30d motorokat egy 32a, 32b irányítópultról vezérli a vezetõ egy nyomatékváltó 34a, 34b kar mûködtetésével, ahogy ez önmagában ismert. A 32a, 32b irányítópult tartalmaz egy, a vonat sebességét szabályozó 36a, 36b konzolt, amely a hajtott forgózsámolyok egyes motorjaihoz kapcsolódnak például CAN, FIP, MVB vagy Ethernet 40 buszon keresztül. Számos egymástól mechanikailag független jobb és bal kerékbõl álló kerékpárt választunk ki, ahol az egyes kerékpárok mindegyik kereke el van látva egy 42g, 42d, 44g, 44d, 46g, 46d, 48g, 48d, 50g, 50d, 52g, 52d szögsebesség-érzékelõvel, például a kerék tengelyéhez rögzített fogaskerékhez tartozó, Hall-effektuson alapuló érzékelõvel. Egy lehetséges kiviteli alaknál egy motorral hajtott kerék esetén a szögsebesség-érzékelõ egy olyan motorfordulatszám-érzékelõ, amely egy, a motor fordulatszámának csökkenése alapján a mért fordulatszámot változtató modulhoz kapcsolódik. Elõnyösen az egymástól legtávolabbi, mechanikailag független kerékpárok közül választjuk ki azokat a kerekeket, amelyeket a sebességérzékelõkkel ellátunk, vagyis az említett példában a 16g 16d kerékpárt, valamint a 26g 26d kerékpárt, a késõbbiekben részletesen bemutatásra kerülõ okok miatt. Egy lehetséges változatnál a vonat sebességének szabályozásához egyetlen kerékpárt választunk, melynek kerekei mechanikailag függetlenek egymástól. 3

4 1 HU T2 2 A szögsebesség-érzékelõk a 40 buszon keresztül a 36a, 36b vezérlõkonzolhoz kapcsolódnak a mérési eredményeiknek a vezérlõkonzolhoz történõ továbbítása céljából. A 36a, 36b vezérlõkonzol minden egyes érzékelõvel ellátott kerékpárhoz tartalmaz egy, a vonat sebességét szabályozó 54a, 54b berendezést. Ez az 54a, 54b szabályozóberendezés egy C nyomatékutasítást határoz meg a motorok számára a kerekektõl begyûjtött szögsebességek függvényében, és ezeket az utasításokat az egyes kerékpárokhoz tartozó megfelelõ 54a, 54b szabályozóberendezések által meghatározott utasítások Cmin minimumának kiválasztására szolgáló 56a, 56b eszközökhöz továbbítja, ahogy ezt a késõbbiekben részletesen is ismertetjük. Ilyen szabályozóberendezés látható a 2. ábrán. A szabályozóberendezés tartalmaz egy olyan 60 egységet, amely az Rc görbületi sugár meghatározására szolgál annál a kerékpárnál, amelyhez tartozik. A 60 egység az egyes jobb oldali és bal oldali kerekek Vg, Vd hosszirányú sebességének az adott kerekek mért g, d szögsebességének függvényében történõ meghatározására szolgáló 62, 64 eszközöket tartalmaz, amelyek a hosszirányú sebességet az alábbi képlet alapján számítják: Vi=Ri i (1) ahol Vi a bal oldali vagy jobb oldali kerék hosszirányú sebessége, Ri annak sugara, i pedig a kerék mért szögsebessége. Egy másik kiviteli alaknál a hosszirányú sebesség kiszámítására más modellt használunk, például a kerék megcsúszásának becslésén alapuló modellt, a vonat dinamikus modelljét stb. A bal oldali és jobb oldali kerekek ily módon meghatározott Vg és Vd hosszirányú sebességeit olyan 66 eszközöknek továbbítjuk, amelyek az egyes kerekeknél az alábbi képlet alapján számítják ki az Rc görbületi sugarat: E Vg Vd Rc (2) 2 Vg Vd ahol E az említett két kerék közötti távolság. Amikor a kerékpár jobb oldali és bal oldali kereke a vasúti pálya egy viszonylag kis ívû szakaszán haladnak, azok Vg és Vd hosszirányú sebességei lényegében azonosak. Ily módon a (2) képletben szereplõ Vg Vd tag megfordítása numerikus problémákhoz vezethet, ezáltal az Rc görbületi sugár kiszámított értéke esetleg nem a vasúti pálya valódi görbületi sugarát reprezentálja. A szabályozóberendezés elõnyösen tartalmaz olyan 68 eszközöket is, amelyek a számítást végzõ 66 eszközök által továbbított numerikus eredmények ellenõrzésére és korrigálására szolgálnak. A 68 eszközök például alkalmasak a kiszámított Rc görbületi sugár és 70 adattároló eszközökben eltárolt, elõre meghatározott érték közül a kisebbiknek a kiválasztására. Az említett érték, ami például 25 m, a vasúti hálózat jellemzõi alapján kerül meghatározásra ~ Az említett kiválasztás eredményeként kapott Rc görbületi sugarat a vonat V L korlátozott sebességének meghatározására szolgáló 72 eszközöknek továbbítjuk. A 72 eszközök tartalmaznak például egy olyan elõre meghatározott térképet, amelyen a sebességértékek tapasztalati úton meghatározott görbületi sugárértékek függvényében vannak megadva. Egy másik kiviteli alaknál a 72 eszközök úgy vannak kialakítva, hogy a V L korlátozott sebességet az alábbi képlet alapján határozzák meg: V L = Rc ~ ahol és elõre meghatározott tapasztalati paraméterek, melyek a 70 adattároló eszközökben vannak eltárolva. Az és a értéke lehet például 3,6, illetve 0,65 m/s 2. AV L korlátozott sebességet egy olyan 74 egységnek továbbítjuk, amely a vonatsebesség korlátozását aktiválja vagy inaktiválja. A 74 egység tartalmaz olyan 76 eszközöket, amelyek az említett V L korlátozott sebesség és a 70 adattároló eszközökben eltárolt, elõre meghatározott érték közül kiválasztják az egyiket. Ezt a kiválasztást egy Sel kiválasztójel alapján végzik, ahogy ezt a késõbbiekben részletesen ismertetjük. A 76 eszközök a kiválasztott értéket olyan 78 eszközöknek továbbítják, amelyek a kiválasztást végzõ 76 eszközök kimenetének szûrésére szolgálnak. Ezek a 78 eszközök például olyan szûrõt tartalmaznak, amely egy idõbeli ugrásfüggvényt állítanak elõ a kiválasztott korábbi érték és a 76 eszközök által kiválasztott új érték közötti folytonos átmenet biztosítására. Ez lehetõvé teszi a kiválasztó- 76 eszközök kimenetén megjelenõ két érték közötti ugrásszerû váltás hatásainak kompenzálását. A szûrést végzõ 78 eszközök kimenetén elõállított ~ V L korlátozott sebességet egy, a vonat sebességét korlátozó 80 egységnek továbbítjuk. A 80 korlátozóegység olyan, a vonat V sebességének meghatározására szolgáló 82 eszközöket tartalmaz, amelyek például alkalmasak a sebességmeghatározó 62, 64 eszközök által meghatározott Vg és Vd hosszirányú sebességek átlagának kiszámítására. A 80 egység tartalmaz továbbá olyan szabályozó- 84 eszközöket is, amelyek csillapító- 78 eszközöktõl utasításként kapják a V ~ L korlátozott sebességet, valamint mérési eredményként a vonat V sebességét. Egy lehetséges kiviteli alaknál a szabályozó- 84 eszközök a vonat V sebességét a vonaton szokásosan jelen lévõ adatgyûjtõ vagy meghatározó eszközöktõl kapják oly módon, hogy a 80 egység nem tartalmaz az ilyen sebesség meghatározására szolgáló 82 eszközöket. A 84 eszközök a fent említett valamely szabályozási képlet alapján képesek kiszámítani a vonat motorjai számára egy szabályozott CC nyomatékutasítást a vonat V sebessége és a V ~ L korlátozott sebesség függvényében. 4

5 1 HU T2 2 Ezt a szabályozási képletet azért határozzuk meg, hogy a szabályozott CC utasítást mint a motorok vezérlõjelét alkalmazzuk arra, hogy a vonat V sebességét szabályozzuk a ~ V L korlátozott sebesség alapján. Ezen szabályozási képlet meghatározása abból a szempontból is elõnyös, hogy a V sebesség ne haladja meg a ~ V L korlátozott sebességet. A CC utasítást olyan 88 eszközöknek továbbítjuk, amelyek kiválasztják ezen utasítás, valamint a vonat vezetõje által az irányítópult nyomatékszabályozó karja révén továbbított nyomatékvezérlõ CCC utasítás közül a kisebbiket. Valamely kerék megcsúszásakor az adott kerék hosszirányú sebességének meghatározása pontatlan, vagyis hibás lehet. Az ilyen sebességeken alapuló számítások összessége így szintén nem kielégítõ. Az aktiváló/inaktiváló 74 egység úgy van kialakítva, hogy a meghatározó 72 eszközök által meghatározott V L sebességhez viszonyítva aktiválja vagy inaktiválja a jármû sebességének korlátozását a kerékpár jobb oldali, bal oldali kerekének megcsúszására vonatkozó, elõre meghatározott feltételek függvényében. A 74 egység erre a célra olyan 88 eszközöket tartalmaz, amelyek egy olyan G értéket határoznak meg, amely a jobb oldali és a bal oldali kerék megcsúszására jellemzõ. A 88 eszközök fogadják a meghatározott Vg és Vd hosszirányú sebességeket és alkalmasak agérték kiszámítására az alábbi összefüggés alapján: G Vd Vg A 88 eszközök a kiszámított G értéket olyan 90 eszközöknek továbbítják, amelyek azokat összehasonlítják egy elõre meghatározott, a 70 adattároló eszközökben eltárolt küszöbértékkel, amelynek értéke például 1,8. Az összehasonlítás eredményét egy 92 idõmérõhöz továbbítjuk, amelyet akkor indítunk el, amint a G érték a hozzá tartozó küszöbérték alá csökken. A 92 idõmérõ a mért értékét olyan 94 eszközökhöz továbbítja, amelyek ezt az értéket összehasonlítják az elõre meghatározott, a 70 tárolóeszközökben eltárolt küszöbértékkel, amely például 2 s. Ezt a küszöbértéket szintén tapasztalati úton határozzuk meg és egy olyan idõtartamot definiálunk hozzá, amelynek a végén szinte bizonyos, hogy egyik kerék sem csúszik. A 74 egység olyan 96 eszközöket is tartalmaz, amelyek a kerekekhez tartozó szögsebesség-érzékelõk mûködési állapotát diagnosztizálják, például az azok által szolgáltatott g, d mérési eredmények alapján, ahogy ez önmagában jól ismert. A 90 és 94 eszközök által végzett összehasonlítás eredményeit, valamint a szögsebesség-érzékelõk mûködési állapotára vonatkozó diagnosztikai eredményeket olyan 98 eszközöknek továbbítjuk, amelyek ET funkciót valósítanak meg és amelyek továbbítják a Sel kiválasztójelet a kiválasztó- 76 eszközöknek. Ha tehát a kerekek nem csúsznak meg legalább egy elõre meghatározott idõtartam alatt és az érzékelõk megfelelõen mûködnek, a 76 eszközök a 72 eszközök által meghatározott V L korlátozott sebességet választják ki. Máskülönben a kiválasztó- 76 eszközök által a 70 adattároló eszközöktõl fogadott elõre meghatározott értéket választjuk ki. Ez az érték, amely a hálózatban megengedett maximális sebesség, például 70 km/h, kellõen magas ahhoz, hogy a 84 eszközök által kiszámított CC nyomatékutasítás nagyobb legyen a vezetõ által továbbított CCC nyomatékutasításnál. Így a 80 eszközök a CCC utasítást választják ki és ezáltal a 80 egység által alkalmazott korlátozás inaktiválva van. A 3. ábrán a találmány szerinti szabályozóberendezés egy másik kiviteli alakja látható. Ez a kiviteli alak abban különbözik a korábban ismertetettõl, hogy a sebesség korlátozását a kerékpár kerekeinek megcsúszása függvényében megvalósított aktiválás/inaktiválás az Rc görbületi sugár meghatározására szolgáló 60 egység kimenetén van jelezve. Amint a 3. ábrán látható, az aktiválást/inaktiválást végzõ 74 egység olyan kiválasztó- 99 eszközöket tartalmaz, amelyek a bemenetükön a 60 egység által kiszámított Rc görbületi sugarat és egy elõre meghatározott, a 70 adattároló eszközökben eltárolt görbületi sugarat fogadnak. A 99 eszközök alkalmasak a bemenetükön kapott értékek közül az egyiknek vagy a másiknak a kiválasztására és 68 eszközökhöz történõ továbbítására egy Sel jel alapján, amely a 2. ábra kapcsán elõzõleg ismertetett 74 egység ugyanazon elemei által analóg módon van meghatározva. Közelebbrõl arról van szó, hogy amennyiben a kerekek nem csúsznak meg legalább egy elõre meghatározott, a 70 adattároló eszközökben eltárolt idõtartam alatt és a kerékpárok kerekeihez tartozó szögsebesség-érzékelõk megfelelõ módon mûködnek, a 99 eszközök a 60 eszközök által meghatározott Rc görbületi sugarat választják ki. Máskülönben a 99 eszközök a 70 adattároló eszközben eltárolt bemeneti értéket választják. Ezt az értéket kellõen nagynak választjuk, például 1000 km¹nek, annak érdekében, hogy annak görbületi sugárként történõ felhasználása a késõbbi számítóelemekben inaktiválja a vonat sebességének korlátozását. Amennyiben a vonat a jobb oldali és bal oldali kerékbõl álló valamely kerékpárhoz egyetlen ilyen, találmány szerinti berendezést tartalmaz, a C nyomatékutasítást a motorokhoz továbbítjuk azok vezérlése céljából. Ha viszont a vonat több ilyen, találmány szerinti berendezéssel van ellátva, ahol mindegyik egy olyan kiválasztott kerékpárhoz tartozik, amelynek kerekei mechanikailag egymástól függetlenek és egymással szemközt vannak elrendezve, az ilyen berendezések által meghatározott C nyomatékutasítások együttesét a kiválasztóeszközöknek továbbítjuk, amelyek kiválasztják a C nyomatékutasítások közül a legkisebbet. Egy lehetséges kiviteli alaknál a szabályozó CC nyomatékutasítás és a vezetõ által a számos berendezés közül valamelyik berendezésbõl továbbított CCC 5

6 1 HU T utasítások közül a kisebbik kiválasztását végzõ 86 eszközök alkalmasak más berendezésektõl származó szabályozó CCC nyomatékutasítások fogadására és azok, valamint a vezetõ által továbbított CCC nyomatékutasítások közül a kisebbik kiválasztására. A nyomatékutasítások közül kiválasztott kisebbik értéket a motorokhoz továbbítjuk azok vezérlése céljából. Ez a minimális érték megfelel a berendezések csoportja által meghatározott korlátozott sebességek minimális értékének oly módon, hogy a jármû sebessége ne haladja meg a korlátozott sebességek ezen minimumát. Az alábbiakban a 4. ábrán látható folyamatábra segítségével ismertetjük a 2. ábrán látható kiviteli alak szerinti berendezéseket tartalmazó szabályozórendszer mûködését. Egy kezdeti 100 lépésben aktiváljuk a rendszer különbözõ elemeit. A következõ 102 lépésben végrehajtjuk a kiválasztott kerékpárok minden egyes jobb oldali és bal oldali kerekének g, d szögsebességének meghatározását. A 104 lépésben meghatározzuk a kerékpár V d,v g hosszirányú sebességeit, valamint az Rc görbületi sugarat, a kerékpár kerekeinek megcsúszására jellemzõ G értéket, az ezekhez a kerekekhez tartozó szögsebesség-érzékelõk mûködési állapotának diagnosztikáját, valamint a vonat V sebességét. A következõ 106 lépésben kiválasztjuk a meghatározott Rc görbületi sugár és az ahhoz tartozó küszöbérték közül a nagyobbikat, az Rc ~ görbületi sugarat, valamint ezen maximális érték függvényében meghatározott V L korlátozott sebességet. Ezt követõen a 108 lépésben megvizsgáljuk a kerekek megcsúszásának feltételeit, és amennyiben azok fennállnak, a 110 lépésben a V L korlátozott sebességet választjuk ki. Máskülönben a 110 lépésben a korlátozott sebesség elõre meghatározott értékét választjuk ki. A mûködés következõ 112 lépésében kiszámítjuk a CC nyomatékutasítást a vonat V sebességének és a ~ korlátozott sebességhez kiválasztott V L értéknek a függvényében. Ezt a 112 lépést egy olyan 114 lépés követi, amelyben kiválasztjuk a CC nyomatékutasítás és a vonat vezetõje által elõállított CCC utasítás közül a kisebbet. A 114 lépésbõl visszatérünk az adatgyûjtési 102 lépéshez a számítás egy újabb ciklusának végrehajtásához. A 114 lépésben kiválasztott nyomatékutasítást a 116 lépésben továbbítjuk azoknak az eszközöknek, amelyek a kiválasztott kerékpárok együttese számára meghatározott nyomatékutasítások és a vonat motorjainak vezérlõeszközeihez továbbított, kiválasztott nyomatékutasítás közül kiválasztják a kisebbiket. Amennyiben a rendszer a 3. ábra kapcsán ismertetett második kiviteli alak szerinti berendezésbõl többet is tartalmaz, a korábbi 106 lépésben elõször is megvizsgáljuk a kerekek megcsúszásának feltételeit és kiválasztjuk a 60 eszközök által meghatározott görbületi sugarat, amennyiben a megcsúszás feltételei fennállnak, illetve egyéb esetben a görbületi sugár 70 adattároló eszközben eltárolt értékét választjuk ki. A 99 eszközök által kiválasztott érték és a 68 eszközökhöz tartozó 70 eszközökben eltárolt érték közül a nagyobbikat, vagyis az ~ Rc görbületi sugarat választjuk ki és a V L korlátozott sebességet ezen maximumérték függvényében határozzuk meg. A 106 lépésbõl ezután közvetlenül a korábban ismertetett 112 lépéshez lépünk. Az 5. ábrán a vonat sebességét szabályozó rendszer egy másik kiviteli alakja látható, amely a sebességet az egymástól mechanikailag független jobb oldali és bal oldali kerekekbõl álló, kiválasztott kerékpárok kerekeinek sebessége függvényében szabályozza. Az 5. ábrán látható rendszer a 3. ábra kapcsán ismertetett rendszerrel azonos elemeket tartalmaz. A 3. ábrán látható elemekkel azonos elemeket azonos hivatkozási számokkal jelöltük és a tömörség kedvéért azok ismertetésétõl eltekintünk. Ez a rendszer legalább egy olyan berendezést tartalmaz, amelyet a fentiekben a 3. ábra kapcsán ismertettünk, és amely egy olyan kerékpárhoz tartozik, amely kerékpárok sokasága közül van kiválasztva, továbbá ezen berendezésnek a vonat számára a korlátozott sebességet, valamint a szabályozó CC nyomatékutasítást kiszámító része közös a kiválasztott kerékpárok együttese számára, ahogy ezt az alábbiakban részletesen ismertetjük. Minden egyes kiválasztott kerékpár, például szám szerint három, rendelkezik egy saját 200a, 200b, 200c berendezéssel, amely alkalmas a vasúti pálya Rca, Rcb, Rcc görbületi sugarának az egyes kerékpároknál történõ meghatározására, valamint az egyes kerékpárok megcsúszásának bekövetkeztére jellemzõ Ta, Tb, Tc jel meghatározására. Erre a célra a 200a, 200b, 200c berendezés tartalmaz egy, a kerékpárnál a görbületi sugár meghatározására szolgáló 60 egységet, 70 adattároló eszközöket, és egy, a 3. ábra kapcsán ismertetett aktiváló/inaktiváló 74 egységet, a kerékpár kerekeinek megcsúszására jellemzõ értéket meghatározó 88 eszközöket, összehasonlító 90 eszközöket, 92 idõmérõt, összehasonlító 94 eszközöket, diagnosztizáló- 96 eszközöket, az ET funkciót megvalósító és egy Ta, Tb, Tc kiválasztójelet továbbító 98 eszközöket, valamint a 60 egység által meghatározott Rc görbületi sugár és a görbületi sugár egy elõre meghatározott értéke közül a 88 eszközök által továbbított kiválasztójel alapján az egyiket kiválasztó 99 eszközöket tartalmaz, ahogy azt korábban már ismertettük. Az említett 88, 90, 92, 94, 96, 98 és 99 eszközök a 3. ábrán ismertetett elrendezéssel azonos módon vannak elrendezve. A rendszer tartalmaz továbbá egy 210 berendezést a vonat sebességének vezérlésére. Ez a 210 berendezés tartalmaz egy olyan 80 korlátozóegységet, amely azonos a 2. és 3. ábrán látható ilyen egységgel. Ez az egység olyan 82 eszközöket tartalmaz, amelyek a vonat sebességét az egyes kerékpárokhoz tartozó megfelelõ 200a, 200b, 200c be- 6

7 1 HU T2 2 rendezések valamelyikéhez tartozó, a görbületi sugár meghatározására szolgáló 60 egység által meghatározott, bal oldali és jobb oldali kerékhez tartozó hosszirányú sebességek függvényében. A 210 berendezés tartalmaz továbbá olyan 212 eszközöket is, amelyek a 200a, 200b, 200c berendezések kiválasztó- 99 eszközei által kiválasztott Rca, Rcb, Rcc görbületi sugarakat fogadják és azok közül a legkisebbet kiválasztják. Ezek a kiválasztó- 212 eszközök olyan 68 eszközökhöz kapcsolódnak, amelyek a 212 eszközök által kiválasztott görbületi sugarak minimuma és a 214 tárolóeszközökben eltárolt, elõre meghatározott érték közül a nagyobbikat választják ki, ahogy ezt korábban már ismertettük. A 210 berendezés tartalmaz továbbá a V L korlátozott sebesség meghatározására szolgáló, a 68 eszközökhöz csatlakozó 72 eszközöket, melyek kialakítása azonos a 2. és 3. ábrán látható hasonló eszközökéhez. A 210 berendezés tartalmaz továbbá olyan 216 eszközöket, amelyek a kiválasztott egyes kerékpárokhoz tartozó 200a, 200b, 200c berendezések ET funkcióját megvalósító 98 eszközök Ta, Tb, Tc kiválasztójeleit fogadja. A 216 eszközök alkalmasak az egyes fogadott Ta, Tb, Tc jelek invertálására és az invertált jelek ET funkciójának megvalósítására. A 216 eszközök az eredményeiket a kiválasztó- 218 eszközöknek továbbítják. Ezek a 218 eszközök a 72 eszközök kimenetét, valamint a 214 tárolóeszközök értékét fogadják és alkalmasak a fogadott értékek közül az egyiknek vagy a másiknak a kiválasztására a 216 eszközök által továbbított érték függvényében, vagyis a 72 eszközök kimenetét, ha a 216 eszközök által továbbított érték nulla, illetve egyéb esetben a 214 tárolóeszköz értékét, továbbá a kimeneti értéket a 80 egység szabályozó- 84 eszközeihez továbbítja, ahogy ezt a korábbiakban már ismertettük. Ily módon a vonat sebességének korlátozását a kiválasztott kerékpároknál kiszámított görbületi sugarak, valamint legalább egy kerékpár megcsúszásának észlelése alapján valósítjuk meg oly módon, hogy a megcsúszó kerékpárt nem vesszük számításba a vonat sebességének meghatározásakor. Amennyiben az összes kerékpárnál megcsúszás tapasztalható, a korlátozást inaktiváljuk. Az imént ismertetett rendszer mûködése analóg a 4. ábra kapcsán ismertetett rendszerrel, azzal a különbséggel, hogy tartalmaz egy közbülsõ lépést a görbületi sugár meghatározására szolgáló 200a, 200b, 200c berendezések kiválasztó- 99 eszközei által kiválasztott görbületi sugarak közül a legkisebbnek a kiválasztására, amely lépés a 104 lépés után következik, ahol a kiválasztott minimális görbületi sugarat a V L korlátozott sebesség meghatározására használjuk a 112 lépésben, ahogy ezt elõzõleg már ismertettük a 4. ábra kapcsán. Az imént bemutatott rendszer mûködésének 116 lépése szintén módosított és az magában foglalja a 114 lépésben kiválasztott nyomatékutasításnak a vonat motorjait vezérlõ eszközökhöz történõ továbbítását Az egymástól legtávolabbi, mechanikailag független kerekeket tartalmazó kerékpárok kiválasztása lehetõvé teszi a vonat sebességének hatékony szabályozását, amikor a vonat egy kanyarban halad. Ahogy az 1. ábrán is látható, az elsõ 14a forgózsámoly a 12 vasúti pálya egy egyenes szakaszán halad, amikor az utolsó 14c forgózsámoly a 12 vasúti pálya egy íves szakaszán halad. Ekkor a vonat korlátozott sebességgel rendelkezik, minthogy a vonat egésze lényegében nem egyenes vonalú, ezáltal kiküszöböljük a kisiklás veszélyét. Amint az megállapítható, az imént ismertetett találmány szerinti berendezés és rendszer bármilyen vasúti jármûnél alkalmazható, amely legalább egy olyan kerékpárt tartalmaz, amelynek kerekei mechanikailag függetlenek egymástól és a jármû két oldalán egymással szemközt vannak elrendezve. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Vasúti jármû (10) sebességét szabályozó rendszer, amely olyan kerékpárokat (16g, 16d; 18g, 18d; 20g, 20d; 22g, 22d, 24g, 24d; 26g, 26d) tartalmaz, amelyek kerekei mechanikailag egymástól függetlenek és a jármû két oldalán egymással szemközt vannak elrendezve, azzal jellemezve, hogy tartalmaz: a jármû sebességét szabályozó berendezéseket, amelyek mindegyike a kerékpárok közül kiválasztott kerékpárokhoz tartozik, ahol minden egyes szabályozóberendezés tartalmaz: a kerékpár mindkét kerekének szögsebességét mérõ eszközöket (42g, 42d, 44g, 44d, 46g, 46d, 48g, 48d, 50g, 50d, 52g, 52d); a vasúti pálya görbületi sugarának a kerékpár környezetében a kerekek mért szögsebességeinek különbsége, valamint összege függvényében meghatározó eszközöket (60); a meghatározó görbületi sugár függvényében a jármû számára korlátozott sebességet meghatározó eszközöket (72); és a jármû sebességét korlátozó eszközöket (80), amelyek alkalmasak egy olyan parancsjel meghatározására, amely arra szolgál, hogy a sebesség ne haladja meg a meghatározott korlátozott sebességet, továbbá amely rendszer tartalmaz: az említett berendezések által meghatározott parancsjelek közül a legkisebb korlátozott sebességnek megfelelõ jelet kiválasztó eszközöket (86). 2. Az 1. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a görbületi sugarat meghatározó eszközök tartalmaznak: a kerékpár mindkét kerekének hosszirányú sebességét az adott kerék mért szögsebességének függvényében meghatározó eszközöket (62, 64); és a vasúti pálya görbületi sugarát az említett hosszirányú sebességek függvényében kiszámító eszközöket (66). 7

8 1 HU T A 2. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a görbületi sugarat kiszámító eszközök (66) a görbületi sugarat az alábbi képlet alapján számítják: R E Vg Vd 2 Vg Vd ahol R a görbületi sugár, E a kerékpár kerekei közötti távolság, Vg és Vd a kerékpár kerekeinek hosszirányú sebessége. 4. Az 1., 2. vagy 3. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a korlátozott sebességet meghatározó eszközök a kerékpárhoz tartozó korlátozott sebességet az alábbi képlet alapján határozzák meg: V L = R ahol V L a korlátozott sebesség, R a vasúti pálya görbületi sugara a kerékpár környezetében, továbbá és elõre meghatározott paraméterek. 5. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a jármû tartalmaz egy nyomatékkal vezérelt meghajtórendszert a jármû kerekeinek meghajtására, továbbá a korlátozóeszközök (80) olyan szabályozóeszközöket (84) tartalmaznak, amelyek alkalmasak a meghajtórendszer számára egy nyomatékutasítás meghatározására a jármû sebessége és az elõre meghatározott szabályozási képlet alapján meghatározott korlátozott sebesség függvényében. 6. Az 5. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá olyan eszközöket (86), amelyek a meghajtórendszer vezérlése céljából kiválasztják a szabályozóeszközök (84) által meghatározott nyomatékutasítás és a jármû vezetõje által továbbított nyomatékutasítás közül a kisebbet. 7. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá a korlátozóeszközök által elõállított sebességkorlátozást a kerékpár kerekeinek megcsúszására vonatkozó elõre meghatározott feltételek függvényében aktiváló/inaktiváló eszközöket (74). 8. A 7. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy az aktiváló/inaktiváló eszközök az említett megcsúszásra jellemzõ értéket meghatározó eszközöket (88), valamint ezeket az értékeket egy elõre meghatározott küszöbértékkel összehasonlító eszközöket (90) tartalmaznak, továbbá ahol a sebességkorlátozás inaktiválva van, ha az említett megcsúszásra jellemzõ érték nagyobb, mint a küszöbérték. 9. A 8. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy az aktiváló/inaktiváló eszközök aktiválják a sebességkorlátozást, ha az említett megcsúszásra jellemzõ érték egy elõre meghatározott ideig kisebb mint a küszöbérték. 10. Az 1 9. igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy tartalmaz: az említett berendezések által meghatározott görbületi sugarak közül a legkisebbet kiválasztó eszközöket (212), továbbá ahol a legalább egy berendezés korlátozott sebességét meghatározó eszközök (72) alkalmasak ezen korlátozott sebességnek a kiválasztott görbületi sugarak minimumának függvényében történõ meghatározására. 11. Az igénypontok bármelyike szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a kiválasztott kerékpárok a jármû egymástól legtávolabbi kerékpárjai közül választott kerékpárok. 12. Eljárás vasúti jármû sebességének szabályozására, amely vasúti jármû kerékpárok (16g, 16d; 18g, 18d; 20g, 20d; 22g, 22d, 24g, 24d; 26g, 26d) sokaságát tartalmazza, ahol az egyes kerékpárok kerekei mechanikailag egymástól függetlenek és a jármû két oldalán egymással szemközt vannak elrendezve, azzal jellemezve, hogy az eljárás az alábbi lépéseket tartalmazza: begyûjtjük a kerékpárok sokasága közül kiválasztott, egymással szemközti kerekeket tartalmazó legalább két kerékpár mindkét kerekének szögsebességét (102 lépés); meghatározzuk a vasúti pálya görbületi sugarát a kiválasztott minden egyes kerékpárnál az adott kerékpár begyûjtött szögsebességeinek függvényében (104 lépés); meghatározunk egy korlátozott sebességet az egyes meghatározott görbületi sugarak függvényében (106 lépés); meghatározunk egy nyomatékutasítást a jármû számára minden egyes korlátozott sebesség függvényében (112 lépés), és kiválasztjuk a kiválasztott kerékpárok csoportja által meghatározott nyomatékutasítások közül a legkisebbet (116 lépés). 8

9 HU T2 Int. Cl.: B60K 31/00 9

10 HU T2 Int. Cl.: B60K 31/00 10

11 HU T2 Int. Cl.: B60K 31/00 11

12 HU T2 Int. Cl.: B60K 31/00 12

13 HU T2 Int. Cl.: B60K 31/00 13

14 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest