專利名稱：用以將電能傳送到車輛的系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以將電能傳送到車輛的系統(tǒng)與方法，特別是針對諸如輕軌車輛(例如，有軌電車)的軌道限制車輛。
背景技術(shù)：
軌道限制車輛，諸如習(xí)知的軌道車輛、單軌車輛、軌道電車公車、以及可以諸如其他機(jī)械方法、磁性方法、電子方法及/或光學(xué)方法的其他方法于軌道上引導(dǎo)的車輛，需要電能來當(dāng)作該軌道上的推力并作為操作輔助系統(tǒng)，其不產(chǎn)生該車輛的牽引力。該類輔助系統(tǒng)為，例如，發(fā)光系統(tǒng)，加熱及/或空調(diào)系統(tǒng)、空氣通風(fēng)與乘客信息系統(tǒng)。然而，更特定來說，本發(fā)明涉及一種將電能傳送至不需為(但最好是)軌道限制車輛的車輛的系統(tǒng)。一般而言，該 車輛可為，例如，具有電氣操作推力馬達(dá)的車輛。該車輛亦可為具有混合推力系統(tǒng)，例如，可以電能或諸如電化學(xué)儲存能量或燃料(例如，天然氣、汽油或石油)的其他能量來操作的系統(tǒng)的車輛。軌道限制車輛，特別是用于大眾乘客運(yùn)輸?shù)能囕v，通常包含用于機(jī)械與電氣接觸沿該軌道的諸如電軌道或架空線路的線導(dǎo)體的電流收集器。車輛上有至少一個推力馬達(dá)，并可以來自該外部軌道或線路的電力來饋送并產(chǎn)生機(jī)械推力。有軌電車與其他局部或區(qū)域性列車通常經(jīng)由都市中的架空線路來操作。然而，特別是都市的歷史著名的部分，架空線路是不受歡迎的。另一方面，地面或接近地面的導(dǎo)體軌道會造成安全性問題。W095/30556A2說明道路供電的電子車輛系統(tǒng)。該完全電子車輛具有一個或更多的車上能量儲存元件或裝置，其可以從電源，諸如電子機(jī)械電池組網(wǎng)路取得的能量來快速充電或激磁。該車輛操作時能量儲存元件可被充電。此充電透過功率I禹合元件網(wǎng)路，例如，內(nèi)嵌該道路中的線圈來達(dá)成。將線圈放置于沿該道路長度的所選位置的缺點是該車輛車上的能量儲存需要很大的儲存容量。此外，若該車輛無法及時到達(dá)下一個線圈，則該車輛可能耗盡用于推力或其他目的的能量。因此，至少針對某些應(yīng)用，較佳方法是沿該行進(jìn)路徑，亦即，沿該軌道將能量連續(xù)傳送至該車輛。US 5，821，728揭示使用沿驅(qū)動線道的中心線延伸的電磁場來對移動中電子車輛的電池組充電。用以產(chǎn)生該電磁場的裝置包含序列電感式線圈、開關(guān)與傳感器。為了操作繞組開關(guān)的電磁場，高音聲響或其他類型波形從該車輛由發(fā)送器天線來發(fā)送，并由位于鄰近開關(guān)的傳感器來接收。雖然US 5，821，728提出的系統(tǒng)為該車輛駕駛中能夠?qū)⒛芰窟B續(xù)傳送至該車輛，但該系統(tǒng)有若干缺點。其中缺點是實際上用以產(chǎn)生該電磁場的不同線圈連接至承載交流電的電源線路。于是，該電源線路亦產(chǎn)生電磁場。為了改善該EMC (電磁相容性),線圈(更一般而言用以產(chǎn)生該電磁場的導(dǎo)體配置的部段)可以直流電線路來饋送。每部段可包含逆變器用來將該直流電轉(zhuǎn)換為用以產(chǎn)生該電磁場的交流電。再者，US 5，821，728中的線圈與電源線路于不同頻率會產(chǎn)生電磁波。至少某些頻率會妨礙此環(huán)境中的裝置與系統(tǒng)。相較于該部段于固定電壓操作，于該部段的一條線路或多條線路中產(chǎn)生固定交流電具有若干優(yōu)點。其中優(yōu)點是該固定電流可為正弦時間函數(shù)。這表示僅有單一電磁波頻率會產(chǎn)生。相較之下在固定電壓操作該部段會產(chǎn)生非正弦函數(shù)，此表示不同頻率的諧波會產(chǎn)生。然而，固定電流操作亦具有缺點。特別是，很難檢測該軌道部段上的任何車輛是否已通過接收該電磁波而實際上已接收能量。能量傳送期間電流是相同的如同該部段上無車
輛一樣。該軌道上行進(jìn)的車輛包含至少一個接收器(參見例如US5，821，728中的準(zhǔn)位受控電樞)來接收電磁波或該部段產(chǎn)生的電磁場發(fā)送的電磁能。典型情況是，該接收器，亦稱為拾波器，包含針對至少一個相位的導(dǎo)體繞組。該接收器故障或損壞可能有許多原因。繞組 中的至少一個可能有缺陷或與其他繞組短路?？赡馨l(fā)生機(jī)械震動而妨礙該接收器操作。用于將該接收器冷卻的冷卻裝置可能失效。所有情況中若發(fā)生過載，則該接收器不應(yīng)接收任何電磁波，亦即，不應(yīng)提供另外的能量且不應(yīng)再操作。然而，若該軌道的部段隨該電磁波的發(fā)射而繼續(xù)，則該接收器及/或連接零件可能過熱并著火。若該部段上無任何車輛，則EMC需要該部段關(guān)閉。因此，部段由車輛完全覆蓋時其最好開啟，而其不再由該車輛完全覆蓋時應(yīng)再次關(guān)閉。由于針對固定電流的操作很難檢測車輛實際覆蓋該部段并接收能量，故可能發(fā)生非覆蓋部段仍發(fā)射電磁波。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將電磁能從軌道傳送至特別是軌道限制車輛的車輛的系統(tǒng)，其可降低不必要的電磁場產(chǎn)生，其中若有失效與過載時，該接收器與連接至該車輛中的接收器的零件以及裝置可受保護(hù)。本發(fā)明的另一目的是提供對應(yīng)車輛及將電磁能傳送至該車輛的對應(yīng)方法。該系統(tǒng)包含用以產(chǎn)生交流電磁場并因此將電磁能傳送至該車輛的電導(dǎo)體配置。該導(dǎo)體配置包含至少一個且較佳是多個連續(xù)部段，其中每部段沿著該車輛的行進(jìn)路徑的不同區(qū)段延伸。若有超過一個部段，則每部段可獨立于其他部段通斷。如上所述，該車輛包含至少一個接收器來接收該部段或多個部段產(chǎn)生的電磁能。根據(jù)本發(fā)明的基本觀點，該車輛包含至少一個可重復(fù)并連續(xù)發(fā)射賦能信號至該軌道的賦能信號發(fā)送器。若該車輛的接收器于該部段上行進(jìn)，則該賦能信號由每部段的信號接收器來接收。該接收的賦能信號可使該部段的操作賦能。若于預(yù)期的時間周期中，不接收或不再接收該賦能信號，則該部段不操作，亦即，該部段的交流電線路或多條線路不承載用以產(chǎn)生提供車輛能量的電磁場的交流電。雖然較佳情況如此，但該賦能信號不需為連續(xù)信號。而是，該賦能信號可例如每秒或每兩秒重復(fù)發(fā)射。根據(jù)該信號發(fā)送器的工作周期，連續(xù)信號可理解為連續(xù)發(fā)射而無任何中斷或是準(zhǔn)連續(xù)發(fā)射的信號。典型情況是，該工作周期為若干毫秒的范圍。假設(shè)車輛以30m/s速度行進(jìn)并假設(shè)每部段的長度為15m范圍，則小于0. Is的工作周期應(yīng)已足夠。較佳情況是，若實現(xiàn)下列至少一個預(yù)定條件，則該賦能信號僅從該車輛發(fā)送至軌道(a)用于接收并使用該車輛中的電磁能的接收器及/或其他組件的溫度不超過預(yù)定臨界值時，及/或(b)使用該車輛中的電磁能的該接收器與該系統(tǒng)準(zhǔn)備操作時。特別是，通過使用用于測量溫度的對應(yīng)測量傳感器或通過使用可輸出對應(yīng)該系統(tǒng)的操作狀態(tài)的信號的控制裝置來監(jiān)測該一個條件或多個條件，而若該監(jiān)測裝置或系統(tǒng)允許發(fā)送，則該賦能信號發(fā)送器僅操作來發(fā)送該賦能信號。特別是可借助于通過該信號發(fā)送器操作所需的電流及/或發(fā)送控制信號至該信號發(fā)送器來實現(xiàn)允許發(fā)送。若監(jiān)測形成的結(jié)果是該賦能信號不應(yīng)發(fā)送至該軌道，則可通過例如斷 開開關(guān)或保險絲來使電流不通過、及/或控制該信號發(fā)送器發(fā)送該賦能信號的控制信號不發(fā)送至該信號發(fā)送器及/或控制信號發(fā)送至該信號發(fā)送器來指示該信號發(fā)送器不發(fā)送該賦能信號。“監(jiān)測”不必須需要智能監(jiān)測裝置。而是，可僅使用溫度靈敏開關(guān)及/或保險絲來作為監(jiān)測裝置。特別是，下文中提出一種用以將電能傳送到車輛特別是諸如輕軌車輛的軌道限制車輛的系統(tǒng)，其中-該系統(tǒng)包含用以產(chǎn)生交流電磁場并因而將電磁能量傳送到車輛的電導(dǎo)體配置，-該導(dǎo)體配置包含至少一個且較佳是多個連續(xù)部段，其中每部段沿該車輛的行進(jìn)路徑的不同區(qū)段延伸，-每部段可獨立于任何其他部段通斷，-該車輛包含至少一個用以接收電磁能的接收器，-該車輛包含至少一個構(gòu)造成朝該軌道重復(fù)或連續(xù)發(fā)射賦能信號的信號發(fā)送器，-每部段指派信號接收器，其中該信號接收器接收該賦能信號時，該信號接收器使該部段產(chǎn)生交流電磁場，其中該賦能信號不再由該部段的信號接收器接收時，部段控制構(gòu)造成停止該部段的操作，-該車輛包含發(fā)送器控制配置，其構(gòu)造成若該接收器及/或若與該接收器結(jié)合的任何裝置不操作時停止發(fā)送該賦能信號。此外，還提出了對應(yīng)車輛。特別是，該車輛使用本發(fā)明的將電能傳送至車輛的系統(tǒng)來操作。該車輛包含至少一個用以接收交流電磁場的電磁能的接收器。此外，該車輛包含至少一個構(gòu)造成朝該軌道重復(fù)或連續(xù)發(fā)射賦能信號的信號發(fā)送器。第一信號發(fā)送器以相對該行進(jìn)方向配置在該接收器前方，以及第二信號發(fā)送器以相對該行進(jìn)方向配置在該接收器后方。再者，其提出一種 用以將電能傳送到車輛的方法，信號接收器接收該賦能信號時，該部段受賦能而產(chǎn)生該交流電磁場，其中該賦能信號不再由該部段的信號接收器接收時該部段的操作停止。特別是，其提出下列方法一種用以將電能傳送到車輛特別是諸如輕軌車輛的軌道限制車輛的方法，其中-交流電磁場由位于該軌道的電導(dǎo)體配置來產(chǎn)生，因而可將該電磁能傳送到該車輛，-該導(dǎo)體配置的至少一個部段或多個連續(xù)部段可獨立于其他部段通斷，以便于該車輛行進(jìn)時僅于該車輛的行進(jìn)路徑的有限區(qū)域中產(chǎn)生該電磁場，其中每部段沿該車輛的行進(jìn)路徑的不同區(qū)段延伸，-該電磁能使用配置于該車輛的至少一個接收器來接收，
-賦能信號可重復(fù)或連續(xù)從該車輛朝該軌道發(fā)射，-信號接收器接收該賦能信號時，該部段受賦能而產(chǎn)生該交流電磁場，其中該賦能信號不再由該部段的信號接收器接收時該部段的操作立即停止，-若該接收器及/或若與該接收器結(jié)合的任何裝置不操作時，發(fā)送該賦能信號便停止。根據(jù)該車輛中的情況來停止該賦能信號發(fā)送可克服背景技術(shù)的缺點。若該接收器或任何連接裝置或系統(tǒng)不準(zhǔn)備操作或過載時，該賦能信號便不再發(fā)送，該軌道的信號接收器不再接收該賦能信號，于是，該部段的操作停止。結(jié)果是，可因此克服固定電流時操作該部段的特定缺點。特別是，該車輛的出現(xiàn)(或任何車輛不存在)能夠被可靠檢測而不會發(fā)生該車輛的接收器系統(tǒng)過載時固定電流的操作仍繼續(xù)。
較佳情況是，從該信號發(fā)送器發(fā)送至該軌道的賦能信號可從頂部至底部，亦即，向下，導(dǎo)引，使得該發(fā)送的賦能信號無法于不位于該信號發(fā)送器發(fā)送器下方的其他部段被檢測或接收。特別是，該信號發(fā)送器位于低高度準(zhǔn)位，最好位于該車輛的車體底下，例如位于該車輛的平臺的高度或稍高于該平臺。此可確保可能向外雜散的賦能信號的成分不會到達(dá)不直接在該車輛下方的其他部段。該賦能信號的發(fā)送可由電感性耦合或由其他程序來實現(xiàn)。電感性耦合表示該信號由在該部段的接收天線中引發(fā)電壓的電磁波傳送。較佳情況是，該信號接收器以具有至少一個導(dǎo)體繞組的接收環(huán)來實現(xiàn)。因此，每部段指派的該信號接收器最好包含電導(dǎo)體環(huán)，其中該接收區(qū)由該環(huán)環(huán)繞的區(qū)域來定義。若該軌道于水平方向延伸，則該區(qū)域亦為水平區(qū)域。較佳情況是，該區(qū)域的長度等于或幾乎等于該部段的長度。該區(qū)域的寬度可為若干厘米的范圍而且最好是小于50cm。較小寬度的優(yōu)點為該接收區(qū)對該賦能信號的雜散成分較不靈敏，特別是從位于平行軌道的車輛發(fā)送的賦能信號的雜散成分不會使該部段的操作賦能。更一般而言，該接收區(qū)沿該車輛的行進(jìn)路徑從先前部段的部段限度延伸至下個部段的部段限度。于是，只要該信號發(fā)送器直接行進(jìn)該部段上方，該重復(fù)或連續(xù)發(fā)送的賦能信號便可由該接收區(qū)來接收。更一般而言，該信號接收器可包含用以接收該賦能信號的接收區(qū)，其中該接收區(qū)沿該車輛的行進(jìn)路徑的部段延伸，特別是沿著行進(jìn)方向中接近部段的長度的區(qū)段。特別是，“接近”表示該接收區(qū)的長度等于該部段的長度加或減該部段的長度的20%。該提出解決方案的優(yōu)點為若該信號發(fā)送器直接位于該部段上方，則僅有此部段操作。若該信號發(fā)送器已從部段移動至連續(xù)部段，則該部段的信號接收器不再接收該賦能信號。根據(jù)另一信號發(fā)送器是否直接位于該部段上方的問題，該部段的操作會停止。較佳情況是，發(fā)送編碼賦能信號?！熬幋a”表示該信號包含可由該部段的信號接收器辨識的編碼。于是，該信號接收器接收的其他信號將無法使該部段的操作賦能。將該賦能信號編碼的較佳程序為頻移鍵控(FSK)。該編碼程序于信號發(fā)送的業(yè)界中相當(dāng)著名。FSK為頻率調(diào)變方案，其中數(shù)字信息透過載波的分開頻率改變來發(fā)送。FSK的細(xì)節(jié)在例如，免費(fèi)的百科全書，WIKIPEDIA英文版中加以說明。然而,亦可使用其他任何的編碼方案。較佳情況是，該控制配置包含至少一個構(gòu)造成防止該信號發(fā)送器發(fā)射該賦能信號的開關(guān)及/或保險絲，其中該至少一個開關(guān)及/或保險絲響應(yīng)下列情況的至少一個該接收器的溫度、用于將該接收器產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換的電流轉(zhuǎn)換器的溫度、該接收器的操作性、該電流轉(zhuǎn)換器的操作性及/或使用該接收器接收的電磁能的車輛的系統(tǒng)的操作性。該監(jiān)測的其他細(xì)節(jié)已說明如上。特別是，例如若任何裝置過載及/或若該驅(qū)動器或控制中心不被允許使用來自該部段或來自連續(xù)部段的能量來操作該車輛，則不給予操作性。該開關(guān)及/或保險絲中斷的一條線路或多條線路可為(多條)控制信號線、或是提供該信號發(fā)送器電能的(多條)線路。特別是，該賦能信號發(fā)射時該線路可為對繼電器激磁的第一線路，從而保持該繼電器于閉合狀態(tài)，其中若該第一線路中斷時，該繼電器去磁且因而處于中斷第二線路與該至少一個信號發(fā)送器的斷開狀態(tài)。若該開關(guān)及/或保險絲斷開(亦即，中斷)線路而，因此，該信號發(fā)送器不再發(fā)射該賦能信號，該部段的操作便停止。該開關(guān)及/或保險絲加上指派至該接收器的所有信號發(fā)送器會更有效率。例如，兩個信號發(fā)送器可指派至該接收器，其中一個相對該行進(jìn)方向位于該接收器前方而另一個位于該接收器后方。若該開關(guān)及/或保險絲斷開該線路，則兩個信號發(fā)送器會關(guān)閉或停用。 如上所述，第一信號發(fā)送器以相對該行進(jìn)方向配置在該接收器前方，使得該接收器到達(dá)該部段前，該第一信號發(fā)送器發(fā)射的賦能信號可將部段賦能，到達(dá)該部段表示該接收器到達(dá)直接位于該部段上方的位置。此外，第二信號發(fā)送器以相對該行進(jìn)方向配置在該接收器后方，使得該第二信號發(fā)送器的賦能信號繼續(xù)將該部段賦能直到該接收器離開該部段為止。離開該部段表示該接收器不再直接位于該部段上方。由于該配置，該部段可于該接收器到達(dá)該部段前不久操作，并且于該接收器已離開該部段后仍操作短時間周期。因此，較佳情況是-有關(guān)該行進(jìn)方向-該接收器位于該車輛前的一段距離以及該車輛后的一段距離。該接收器到達(dá)該車輛之前該部段至少部分由該車輛涵蓋，而該接收器已離開該部段時至少部分由該車輛涵蓋，但因為接收該第二信號發(fā)送器的賦能信號所以該部段仍賦能。較佳情況是(沿部段延伸的)該行進(jìn)路徑的區(qū)段會比該行進(jìn)方向的軌道上的車輛長度短，而該系統(tǒng)構(gòu)造成僅于若車輛已占據(jù)該部段所在軌道的個別區(qū)域時才操作(特別是開啟)部段。因為僅有該車輛下的部段會開啟，故該車輛可保護(hù)環(huán)境免于該導(dǎo)體配置產(chǎn)生的電磁場。例如，該部段的長度可以下列方法來標(biāo)度，部段中至少兩個由該軌道上的車輛縱向涵蓋，亦即，該軌道上的車輛的最小長度為部段的長度的兩倍長。較佳情況是，所有成列部段具有相同長度。同樣地，該車輛用于接收該傳送能量的一個接收裝置或多個接收裝置可位于該車輛縱向方向的中間區(qū)段。較佳情況是，只有車輛完全占據(jù)的部段操作，亦即，沿該行進(jìn)路線的縱向方向，操作部段不會于該車輛的更前方延伸以及不會于該車輛的更后方延伸。最佳情況是，部段以該車輛沿該行進(jìn)路線行進(jìn)時有連續(xù)的電能從部段傳送至該車輛的方式來操作。此表示該車輛占據(jù)的第一部段可加以操作，而該車輛(或該車輛的接收裝置)進(jìn)入相鄰的下一個部段前，該相鄰的下一個部段開啟。另方面，該車輛已離開該行進(jìn)路徑的對應(yīng)區(qū)段后，該第一部段可關(guān)閉。同時操作的連續(xù)部段的數(shù)量不局限于兩個。而是，例如，若諸如于不同位置具有接收裝置的長車輛于該路徑行進(jìn)時，同時可操作三個或更多連續(xù)部段。此情況中，較佳是只有最后一個接收裝置已離開對應(yīng)該部段的路徑區(qū)段時部段才關(guān)閉。前段中說明的較佳實施例可以該接收器前方具有信號發(fā)送器以及該接收器后方具有信號發(fā)送器的配置來輕易實現(xiàn)，兩個發(fā)送器將賦能信號發(fā)射至該軌道而接收任何一個賦能信號的部段被賦能。每部段可包含連接至該信號接收器的部段控制。該信號接收器或該部段控制構(gòu)造成檢測該賦 能信號的接收。若該信號被編碼，則該接收檢測包含確定該編碼為賦能信號的期待編碼。部段可理解為該導(dǎo)體配置的部分，其中假設(shè)該部段開啟，亦即，操作中，則每部段可產(chǎn)生將能量傳送至車輛的電磁場。特別是，每部段可由該導(dǎo)體配置的至少兩條線路的區(qū)段所組成，其中每線路構(gòu)造成承載該交流電流的不同相位。較佳情況是，該電導(dǎo)體配置包含三條線路，每線路承載三相交流電的不同相位。然而，亦可能只有由對應(yīng)的線路數(shù)量所承載的兩相位或超過三相位。特別是，部段的每一個可包含每條線路的區(qū)段，使得每部段產(chǎn)生該三相形成的電磁場。通斷部段的程序可通過中斷或連接電源線路與承載該交流電相位的部段的線路中的至少一個之間的連接、以及/或者通過通斷將該電源線路中的電流轉(zhuǎn)換(特別是反相)為該部段中的交流電的電流轉(zhuǎn)換器來控制。


本發(fā)明的實施例與范例將參照附圖來加以說明。圖形中顯示圖I是包含軌道車輛的軌道與該車輛的配置，其中該軌道配備多個用以產(chǎn)生電磁場的部段；圖2是圖I的該車輛與該軌道的部分的放大圖；圖3是用以從該車輛發(fā)送賦能信號至該軌道的信號發(fā)送器的較佳實施例，其中該圖形亦顯示用以控制該發(fā)送器的操作的控制配置；圖4是用以處理在該軌道處接收的信號的配置。
具體實施例方式圖I顯示車輛81特別是諸如有軌電車的輕軌車輛。該特定實施例中，該有軌電車包含用以接收該軌道產(chǎn)生的電磁場的兩個接收器la、lb。接收器la、Ib位于該車輛81的底部，該車輛81的前面部分與后面部分的中間區(qū)段。接收器可于圖2的示意側(cè)視圖中清楚看出。該車輛可具有其他任何數(shù)量的接收器。接收器la、Ib可與該車輛81中的其他設(shè)備連接，諸如與將該接收器產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的轉(zhuǎn)換器(未顯示)連接。例如，該直流電可用來對該車輛81的電池組或其他能量儲存器5a、5b充電。接收器la、Ib可與用來控制亦位于該車輛81底部的信號發(fā)送器2a、2b、2c、2d的操作的控制裝置3a、3b連接，使得信號發(fā)送器發(fā)射的信號朝該軌道向下發(fā)射。在每一情況中，該接收器la、lb后面-關(guān)于該行進(jìn)方向(朝圖I與圖2右側(cè)延伸的行進(jìn)方向)-有一個信號發(fā)送器2a、2c,并且在每一1清況中，該接收器la、Ib前方有一個信號發(fā)送器2b、2d。信號發(fā)送器亦連接至該控制裝置3a、3b。該軌道包含序列連續(xù)部段Tl、T2、T3、T4、T5，其可彼此分開操作并于操作期間產(chǎn)生電磁場來將能量傳送至該車輛81。每部段橫跨該車輛的行進(jìn)路線的區(qū)段延伸。此外，有環(huán)Dl、D2、D3、D4、D5亦沿著對應(yīng)部段T的區(qū)段延伸。每個環(huán)D為電導(dǎo)體的單一或多個環(huán)。該信號發(fā)送器2產(chǎn)生的電磁波在該環(huán)D內(nèi)誘發(fā)對應(yīng)電壓。每個環(huán)D連接到在該軌道上的信號解碼器21a、21b、21c、21d、21e、21f，以供對使用該電磁波而傳送至該環(huán)D的任何信號解碼用。該信號解碼器21連接至用以控制對應(yīng)部段T的操作的控制裝置23a、23b、23c、23d、23e、23f。圖I亦顯示從每個控制裝置23至逆變器24a、24b、24c、24d、24e、24f的連接。此夕卜，每個控制裝置23連接至電源線路25，電源線路25亦可用來作為控制該控制裝置23操作的控制線路，特別是將該控制裝置23執(zhí)行的控制賦能或停用。該電源線路25連接至產(chǎn)生直流電的電源26。若該電源線路25亦用來作為控制線路，則中央控制單元28連接至該線路25。圖I與圖2所示的該配置的操作如下該車輛81于該軌道上行進(jìn)時，該發(fā)送器2朝該軌道連續(xù)或反復(fù)發(fā)射賦能信號。例如，圖2所示的該信號發(fā)送器2a發(fā)射由該環(huán)D2接收的賦能信號。通過該環(huán)D2中的誘導(dǎo)，該信號形成對應(yīng)的交流電壓。亦可使用其他的無線傳送與接收技術(shù)。因為信號發(fā)送器2a發(fā)射的該賦能信號為編碼信號，所以連接至該環(huán)D2的該解碼器21b檢測到該接收信號為該期待的編碼信號。于是，該解碼器21b輸出信號至 控制裝置23b使得該控制裝置23b接收該期待的編碼信號已接收的信息。只要該信號發(fā)送器2a直接行進(jìn)該環(huán)D2上方，此程序便被重復(fù)?；蛘?，該控制裝置23b可從該中央控制單元28接收另一賦能或停用信號。若其接收停用信號，則控制裝置23b便不控制該部段T2操作。然而，若該控制裝置23b從該中央控制單元28接收賦能信號，并且同時從該解碼器21b接收該期待的編碼信號已接收的信息，則其控制該逆變器24b來產(chǎn)生交流電流經(jīng)該部段T2，使得電磁場由該部段T2產(chǎn)生。其他部段T的操作與部段T2相同。其他部段T亦連接至逆變器24，其由控制裝置23根據(jù)解碼器21的檢測結(jié)果是否從該連接的環(huán)D接收信號來控制。在圖I與圖2所示的情況中，因為信號發(fā)送器2a、2b、2c、2d該對應(yīng)環(huán)D2、D3、D4上行進(jìn)，所以部段T2、T3、T4操作來產(chǎn)生電磁場。下文中，描述控制該信號發(fā)送器操作的控制裝置的較佳實施例。圖3所示的該控制裝置可為，例如，圖I與圖2的控制裝置3a、3b。該信號發(fā)送器2示意性顯示于圖3的右側(cè)。其連接至產(chǎn)生預(yù)定編碼的信號編碼器31，使得對應(yīng)解碼器(例如圖I與圖2的信號解碼器21)可對該期待信號解碼與辨識。該信號編碼器31從圖3未顯示的來源提供電能，但通向編碼器31的該正與負(fù)電位線由圖3的“ + ”與“一”符號來表示。兩線路40a、40b連接至繼電器33，繼電器33被構(gòu)造成根據(jù)繼電器33左側(cè)顯示的控制配置的操作狀態(tài)來中斷線路40a及/或40b。該控制配置包含兩條線路，以“ + ”標(biāo)示的第一線路41a與以“一”標(biāo)示的第二線路41b。圖3所示的該較佳實施例中，線路41a、41b其中一個的中斷足以觸發(fā)繼電器33來中斷兩線路40a、40b。若線路40中斷，則編碼器31不操作而，因此，信號發(fā)送器2不發(fā)射編碼信號。其可產(chǎn)生電磁波，但該電磁波不被該期待信號編碼。第一與第二線路41a、41b包含相同類型的元件。元件與線路41a、41b為冗余的以增加可靠性與安全性。方塊39包含線路41a中的開關(guān)32c以及線路41b中的對應(yīng)開關(guān)32d，它們被構(gòu)造成若在連接至該接收器I的轉(zhuǎn)換器的范圍中檢測到過溫現(xiàn)象(亦即，超過預(yù)定臨界值的溫度)，則關(guān)閉(亦即，中斷)該對應(yīng)線段41。特別是，該轉(zhuǎn)換器為從該接收器I產(chǎn)生的交流電來產(chǎn)生直流電的整流器。使該開關(guān)32中斷線路41的該溫度傳感器可為連接至該開關(guān)32的分開的溫度傳感器或可整合于開關(guān)32中。該方塊39還在第一與第二線路41a、41b的每一個中包含亦可響應(yīng)過溫現(xiàn)象的保險絲30c、30d。然而，使該保險絲30熔化因而中斷線路41的溫度較佳地高于使開關(guān)32斷開的預(yù)定溫度。于是，更常發(fā)生的較小過溫現(xiàn)象僅使其中一個開關(guān)或兩開關(guān)32斷開，但不會镕化一個或多個保險絲30。該方塊39不需為彼此固定的元件配置，但其可為該類配置。相同情況應(yīng)用于下面描述的方塊38 方塊38包含與方塊39相同類型的元件，但線路41a中的溫度敏感開關(guān)32a與線路41b中的開關(guān)32b以及線路41a中的保險絲30a與線路41b中的保險絲30b需對該接收器I的過溫現(xiàn)象相當(dāng)敏感。如上所述，元件30、32的功能對應(yīng)如上所述的開關(guān)32與保險絲30的功能。 若有與該接收器結(jié)合的其他裝置作過溫監(jiān)測，則可有類似方塊38、39的其他方塊。此外，圖3所示的控制配置包含繼電器36a、36b，其具有信號輸入37，用于從該車輛的控制系統(tǒng)來接收信號(特別是數(shù)字信號)。該信號含有包含該接收器I的接收器系統(tǒng)是否準(zhǔn)備好進(jìn)行操作的信息。若該信號含有該系統(tǒng)沒有準(zhǔn)備好進(jìn)行操作的信息或-根據(jù)替代實施例-沒有含有該系統(tǒng)準(zhǔn)備好進(jìn)行操作的信息的信號，則該繼電器36于該斷開狀態(tài)，使得線路41a、41b被中斷。類似配置，亦即具有控制信號輸入35的繼電器34a、34b構(gòu)造成接收含有該車輛是否準(zhǔn)備好被從該軌道提供電磁能的信息的控制信號(較佳為數(shù)字信號)。例如，該車輛或控制該軌道操作的控制中心的驅(qū)動器可將該控制信號輸出至信號輸入35。若該車輛沒有準(zhǔn)備好接收來自該軌道的誘發(fā)的能量，則該繼電器34a、34b于該斷開狀態(tài)，使得線路41a、41b被中斷。結(jié)果是，若該接收器與該轉(zhuǎn)換器無過溫現(xiàn)象以及若該接收器系統(tǒng)包括該轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)備好操作以及若指出該車輛準(zhǔn)備好從該軌道接收電磁場能量的控制信號輸入至該繼電器34，那么只有該繼電器33閉合該信號編碼器31可得以操作。其他所有情況中，線路41a、41b的至少一個被中斷，使得繼電器33處于該斷開狀態(tài)。圖3是較佳范例。亦可作修改。特別是，該控制配置可僅包含一條控制線路41。另外或替代地，該控制線路41或控制線路41a、41b可包含額外的開關(guān)或繼電器，其切換狀態(tài)系取決于該車輛的另一控制信息或操作數(shù)據(jù)?；蛘?，該控制線路41或控制線路41a、41b可包含比圖3所示的更少的元件。例如，一個或兩個繼電器34、36可省略。圖3所示的元件的每種組合皆可使用，例如該接收器僅有過溫保險絲38，而無圖3所示的其他元件。圖4顯示該信號解碼器21，例如圖I與圖2的該信號解碼器21b。于圖4左側(cè)，該解碼器21連接至環(huán)D。根據(jù)解碼器21是否接收該期待的編碼信號的問題，其將信號輸出至繼電器45?；蛘?，如圖4所示，可將額外元件43a、43b配置于解碼器21與繼電器45之間的連接。例如，這些額外元件可為電容或用以增加或修改從該解碼器21至繼電器45的信號的其他裝置。圖4所示的該特定實施例包含兩個從該解碼器21至繼電器45的連接。原因為其中一個連接可能失效。第二、冗余連接可改善可靠性。所示特定實施例中的該繼電器45具有對應(yīng)于三條輸出線路的三個開關(guān)(繼電器45底部所示)。其他實施例中，該繼電器45可具有不同的輸出連接數(shù)量。例如，至逆變器24的單一輸出連接(參見圖I與圖2)已足夠。然而，較佳是圖4所示的配置，因為其更可靠。該繼電器45的輸出連接的其中兩個可用來連接該繼電器45與逆變器閘極驅(qū)動46，例如圖I與圖2的逆變器24b的逆變器閘極驅(qū)動。逆變器閘極驅(qū)動為逆變器的控制裝置的部分，其直接控制閘極的操作，亦即，控制用來操作該逆變器的電子開關(guān)的電極。該繼電器45的第三輸出用來連接繼電器45與該相同逆變器的逆變器控制37。該逆變器控制為控制該逆變器閘極驅(qū)動的該逆變器的部分。結(jié)果是，該逆變器控制與該逆變器閘極驅(qū)動之間有控制連接48。因為三相應(yīng)用的逆變器典型具有六個電子開關(guān)，較佳是所有逆變器閘極驅(qū)動直接連接至該繼電器45的輸出。圖4所示從繼電器45至逆變器閘極驅(qū)動46的兩條控制線路僅為范例。 若繼電器45位于該閉合狀態(tài)，則繼電器45的所有輸出連接至能量來源，如圖4中“ + ”與“一”所示。此情況為，若解碼器21接收該期待的編碼信號而，因此，將信號輸出至繼電器45來關(guān)閉該開關(guān)。此外，若該信號解碼器21不從該環(huán)D接收該期待的編碼信號，則其不將信號輸出至繼電器45,或者,其輸出斷開信號來開啟繼電器45,使得繼電器45位于該斷開狀態(tài)而繼電器45的輸出線路都不連接至該能量來源。因此，該逆變器無法操作并且不提供交流電至該部段T。
權(quán)利要求
1.一種用以將電能傳送到車輛(81)特別是諸如輕軌車輛的軌道限制車輛的系統(tǒng)，其中 -該系統(tǒng)包含用以產(chǎn)生交流電磁場并因而將電磁能量傳送到車輛(81)的電導(dǎo)體配置，-該導(dǎo)體配置包含至少一個且較佳是多個的連續(xù)部段(Tl，T2，T3，T4，T5)，其中每部段(Tl，T2，T3，T4，T5)沿該車輛(81)的行進(jìn)路徑的不同區(qū)段延伸， -每部段(Tl，T2，T3，T4，T5)可獨立于任何其他部段通斷， -該車輛(81)包含用以接收電磁能的至少一個接收器(I )， -該車輛(81)包含構(gòu)造成朝該軌道重復(fù)或連續(xù)發(fā)射賦能信號的至少一個信號發(fā)送器(2)， -信號接收器(Dl，D2，D3，D4)被指派給每部段(Tl，T2，T3，T4，T5)，其中該信號接收器(Dl，D2，D3，D4)接收該賦能信號時，該信號接收器(Dl，D2，D3，D4)使該部段能產(chǎn)生交流電磁場，其中，部段控制(3)構(gòu)造成當(dāng)該賦能信號不再由該部段的信號接收器(D1，D2，D3，D4)接收時停止該部段的操作， -該車輛(81)包含發(fā)送器控制配置，其構(gòu)造成若該接收器及/或若與該接收器結(jié)合的任何裝置不操作時，停止發(fā)送該賦能信號。
2.如前一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中該信號接收器(Dl，D2，D3，D4)包含用以接收該賦能信號的接收區(qū)，其中該接收區(qū)沿該車輛(81)的行進(jìn)路徑的部段延伸。
3.如前述任一權(quán)利要求所述的車輛或系統(tǒng)，其中每部段(Tl，T2，T3，T4，T5)操作時，固定振幅的交流電于該部段中產(chǎn)生。
4.一種使用如前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)來操作的車輛(81)，特別是諸如輕軌車輛的軌道限制車輛，其中 -該車輛(81)包含用以接收交流電磁場的電磁能的至少一個接收器(1)， -該車輛(81)包含至少一個信號發(fā)送器(2)，其被構(gòu)造成朝該軌道重復(fù)或連續(xù)發(fā)射賦能信號，以便能夠產(chǎn)生該交流電磁場， -該車輛(81)包含發(fā)送器控制配置(3)，其構(gòu)造成若該接收器(I)及/或若與該接收器(I)結(jié)合的任何裝置不操作時，停止發(fā)送該賦能信號。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的車輛或系統(tǒng)，其中該控制配置(3)包含構(gòu)造成防止該信號發(fā)送器(2)發(fā)射該賦能信號的至少一個開關(guān)(32)及/或保險絲(30)，其中該至少一個開關(guān)(32)及/或保險絲(30)響應(yīng)于下列中的至少一個該接收器的溫度、用于將該接收器產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換的電流轉(zhuǎn)換器的溫度、該接收器的操作性、該電流轉(zhuǎn)換器的操作性及/或使用由該接收器接收的電磁能的該車輛的系統(tǒng)的操作性。
6.如前一權(quán)利要求所述的車輛或系統(tǒng)，其中該開關(guān)(32)及/或保險絲(30)配置于線路(41)中，并構(gòu)造成若要防止該至少一個信號發(fā)送器(2)發(fā)射該賦能信號則中斷該線路(41)。
7.如前一權(quán)利要求所述的車輛或系統(tǒng)，其中該線路(41)為第一線路，在該賦能信號被發(fā)送時，其對繼電器(33)激磁而保持該繼電器(33)于閉合狀態(tài)，以及在該第一線路(41)中斷時，該繼電器(33)去磁且因而處于中斷第二線路(40)與該至少一個信號發(fā)送器(2)的斷開狀態(tài)。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的車輛或系統(tǒng)，其中第一信號發(fā)送器(2b)以相對該行進(jìn)方向配置在該接收器(I)前方，使得在該接收器(I)到達(dá)該部段(T2)上方區(qū)域之前，由該第一信號發(fā)送器(2b)所發(fā)射的賦能信號可使部段(T2)賦能，以及第二信號發(fā)送器(2a)以相對該行進(jìn)方向配置在該接收器(I)后方，使得該第二信號發(fā)送器(2a)的賦能信號繼續(xù)將使該部段(T2)賦能，直到該接收器(I)離開該部段(T2)上方區(qū)域為止。
9.一種用以將電能傳送到車輛(81)特別是諸如輕軌車輛的軌道限制車輛的方法，其中 -交流電磁場通過位于沿著該軌道的電導(dǎo)體配置來產(chǎn)生，因而可將該電磁能傳送到該車輛(81)， -為了于該車輛行進(jìn)時僅于該車輛的行進(jìn)路徑的有限區(qū)域中產(chǎn)生該電磁場，該導(dǎo)體配置的至少一個部段或多個連續(xù)部段(Tl，T2，T3，T4，T5)可獨立于其他部段(Tl，T2，T3，T4，T5)通斷，其中每部段(Tl，T2，T3，T4，T5)沿該車輛(81)的行進(jìn)路徑的不同區(qū)段延伸， -該電磁能使用配置于該車輛(81)的至少一個接收器(I)來接收， -賦能信號可重復(fù)或連續(xù)地從該車輛朝該軌道發(fā)射， -信號接收器(D1，D2，D3，D4)接收該賦能信號時，該部段受賦能而產(chǎn)生該交流電磁場，其中當(dāng)該賦能信號不再由該部段(Tl，T2，T3，T4，T5)的信號接收器(Dl，D2，D3，D4)接收時，該部段(Tl，T2，T3，T4，T5)的操作停止， -若該接收器(I)及/或若與該接收器(I)結(jié)合的任何裝置不操作時，該賦能信號的發(fā)送狀態(tài)便停止。
10.如前一權(quán)利要求所述的方法，其中若發(fā)生一個或超過一個下列事件則該賦能信號便不再發(fā)射該接收器(I)的溫度超過預(yù)定最大值；用于將該接收器產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換的電流轉(zhuǎn)換器的溫度超過預(yù)定最大值；該接收器、該電流轉(zhuǎn)換器及/或使用由該接收器所接收的電磁能的車輛的系統(tǒng)不準(zhǔn)備操作時。
11.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中第一賦能信號由第一信號發(fā)送器(2b)從相對該行進(jìn)方向而位于該接收器前方的第一位置發(fā)送，使得該接收器(I)到達(dá)該部段(T2)上方區(qū)域之前，由該第一信號發(fā)送器(2b)所發(fā)射的賦能信號可將部段(T2)賦能，以及第二賦能信號由第二信號發(fā)送器(2a)從相對該行進(jìn)方向而位于該接收器后方的第二位置發(fā)送，使得該第二信號發(fā)送器(2b)的賦能信號繼續(xù)將該部段賦能，直到該接收器(I)離開該部段(T2)上方區(qū)域為止。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中若要防止至少一個信號發(fā)送器(2)發(fā)射該賦能信號，則開關(guān)(32)及/或保險絲(30)被用來中斷線路(41)。
13.如前一權(quán)利要求所述的方法，其中該線路(41)為第一線路，在該賦能信號被發(fā)送時，其對繼電器(33)激磁而保持該繼電器(33)于閉合狀態(tài)，以及在該第一線路(41)中斷時，該繼電器(33)去磁且因而處于中斷第二線路(40)與該至少一個信號發(fā)送器(2)的斷開狀態(tài)。
14.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中每部段(Tl，T2，T3，T4，T5)操作時，固定振幅的交流電于該部段中產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以將電能傳送到車輛(81)特別是諸如輕軌車輛的軌道限制車輛的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包含用以產(chǎn)生交流電磁場并因而將電磁能量傳送到車輛(81)的電導(dǎo)體配置，該導(dǎo)體配置包含至少一個且較佳是多個連續(xù)部段(T1，T2，T3，T4，T5)，其中每部段(T1，T2，T3，T4，T5)沿該車輛(81)的行進(jìn)路徑的不同區(qū)段延伸，每部段(T1，T2，T3，T4，T5)可獨立于任何其他部段開啟或關(guān)閉，該車輛(81)包含用以接收電磁能量的至少一個接收器(1)，該車輛(81)包含構(gòu)造成朝該軌道重復(fù)或連續(xù)發(fā)射賦能信號的至少一個信號發(fā)送器(2)，為每部段(T1，T2，T3，T4，T5)指派信號接收器(D1，D2，D3，D4)，其中該信號接收器(D1，D2，D3，D4)接收該賦能信號時，該信號接收器(D1，D2，D3，D4)使該部段產(chǎn)生交流電磁場，其中，部段控制(3)構(gòu)造成當(dāng)該賦能信號不再由該部段的信號接收器(D1，D2，D3，D4)接收時停止該部段的操作，該車輛(81)包含發(fā)送器控制配置，其構(gòu)造成若該接收器及/或若與該接收器結(jié)合的任何裝置不操作時停止發(fā)射該賦能信號。
文檔編號B60L5/00GK102753381SQ201080057859
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者K·沃羅諾維茨, K·福倫懷德, T·R·迪克松 申請人:龐巴迪運(yùn)輸有限公司