НАЗЕМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ НЕНАПРАВЛЯЕМОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК B60M1/30 B60M1/36 B60M3/04 B60M1/08 B60M7/00 B60L5/38 

Настоящее изобретение относится к области систем электроснабжения, расположенных на уровне земли, для ненаправляемых электрических транспортных средств и соответстаующих способов их использования.

Приводимые в движение с помощью электроэнергии транспортные средства (транспортные средства с электрическим приводом) рассматриваются в качестве альтернативы транспортным средствам с тепловыми двигателями, для снижения выброса газов, вызывающих парниковый эффект.

Электрическое транспортное средство имеет перезаряжаемый аккумулятор и электромотор, питающийся от аккумулятора, вследствие этого обеспечивается приведение в движение транспортного средства.

Для ненаправляемых электрических транспортных средств (т.е. грузовиков, фургонов, легковых автомобилей и автобусов и т.д.) известен способ зарядки аккумулятора транспортного средства во время остановки посредством соединения аккумулятора с зарядной станцией с помощью электрического кабеля.

Также предлагалось заряжать аккумулятор ненаправляемого электрического транспортного средства во время движения. Для этого рассматриваются два типа систем; индукционные системы электроснабжения и кондукционные системы электроснабжения.

Из числа кондукционньгх систем электроснабжения в документе WO 2010140964 описано дорожное полотно, поверхность которого имеет две параллельные друг другу канавки, простирающиеся вдоль направления дорожного полотна. В каждой канавке проложен один или несколько проводящих электрический ток рельсов электропитания.

Для отбора электрического тока ненаправляемое электрическое транспортное средство оснащается полюсом, конец которого может вводиться в канавки дорожного полотна, так что он вступает в электрический контакт с проводящими электрический ток рельсом электропитания.

Проводящие электрический ток рельсы электропитания делятся на продольные сегменты.

Сегмент соединяется с источником напряжения с помощью переключателя, который управляется исходя из сигнала, относящегося к местоположению транспортного средства, на которое необходимо подать электропитание. В вышеуказанном документе такой сигнал местоположения вырабатывается после обнаружения метки системы RFID радиочастотной идентификации транспортного средства с помощью магнитной петли, вмонтированной в дорожное полотно и проходящей вдоль рассматриваемого сегмента. После приема такого сигнала местоположения устройство управления замыкает переключатель, так что искомый сегмент электрически соединяется с источником напряжения.

В основу изобретения была положена задача предложить улучшенную наземную систему электроснабжения кондукционного типа.

Задачей изобретения является создание наземной системы электроснабжения ненаправляемого электрического транспортного средства, которая имеет пару токопроводягцих дорожек, включающую в себя токопроводящую дорожку, называемую фазной токопроводящей дорожкой, способную подводить питающее напряжение, и токопроводящую дорожку, называемую нулевой токопроводящей дорожкой для обратного тока, при этом нулевая токопроводящая дорожка проходит параллельно фазной дорожке, а сама фазная дорожка состоит из множества прямоугольных сегментов, расположенных встык друг другу и изолированных друг от друга, отличающейся тем, что:

- система содержит первый источник напряжения, способный выдавать низковольтное напряжение питания, и второй источник напряжения, способный выдавать высоковольтное напряжение питания;

- каждый сегмент соединяется посредством управляемого средства выбора либо с первым источником напряжения, либо со вторым источником напряжения;

- система содержит по меньшей мере одно средство измерения скорости, способное измерять мгновенную скорость движения ненаправляемого электрического транспортного средства по секции дорожного полотна, оснащенного такой системой; и

- устройство выбора, способное получать мгновенную скорость движения транспортного средства, измеренную средством измерения скорости, после этого сравнивать измеренную скорость с пороговой скоростью и управлять каждым средством выбора исходя из результатов сравнения.

В частных вариантах осуществления изобретения система характеризуется одним или несколькими нижеприведенными отличительными признаками, рассматриваемыми по отдельности или в любой технически возможной комбинации:

- алгоритм работы устройства выбора таков, что если измеренная скорость ниже пороговой скорости, то средство выбора или каждое средство выбора управляется таким образом, что каждый сегмент секции соединяется с первым источником напряжения, а если измеренная скорость выше или равна пороговой скорости, то средство выбора или каждое средство выбора управляется таким образом, что каждый сегмент секции соединяется со вторым источником напряжения;

- каждый сегмент фазной токопроводящей дорожки электрически соединяется с управляемым средством выбора с помощью переключателя, адаптированного для переключения средством управления в зависимости от наличия транспортного средства непосредственно над рассматриваемым сегментом, либо над соседним сегментом, чтобы прикладывать к рассматриваемому сегменту фазной дорожки выходное питающее напряжение источника напряжения, выбранного средством выбора;

- первый источник напряжения способен выдавать напряжение ниже 60 В и мощность, достаточную для работы вспомогательных электрических средств транспортного средства, на которое необходимо подать питание, а второй источник напряжения способен выдавать высокое напряжение и мощность, достаточные для работы основного электрического средства транспортного средства, на которое подается питание;

- средство измерения скорости представляет собой блок измерения скорости, содержащий вычислительный блок, соединенный с датчиком скорости, датчик, способный вырабатывать сигнал, исходя из которого вычислительный блок способен определять скорость движения транспортного средства по секции дорожного полотна;

- средство измерения скорости представляет собой блок измерения скорости, содержащий вычислительный блок, соединенный с множеством антенн, при этом каждая антенна связана с сегментом и имеет по меньшей мере два лепестка диаграммы направленности, разнесенных относительно друг друга вдоль продольного направления дорожного полотна, при этом каждая антенна способна принимать сигнал, передаваемый соответствующим передатчиком, которым оснащен контактный башмак транспортного средства, и вырабатывает сигнал, исходя из которого вычислительный блок способен определять мгновенную скорость транспортного средства;

- антенна средства измерения скорости асимметрична в такой степени, что позволяет определять направление мгновенной скорости транспортного средства.

Задача настоящего изобретения также относится к способу использования наземной системы электроснабжения, соответствующей описанной выше системе, способу, включающему в себя следующие этапы, на которых:

- собирают результаты измерения мгновенной скорости транспортного средства;

- сравнивают измеренную скорость с пороговой скоростью; и

- если измеренная скорость ниже пороговой скорости, управляют средством выбора каждого сегмента секции дорожного полотна, над которым движется транспортное средство, чтобы обеспечить его соединение с первым источником напряжения, способным выдавать низкое напряжение питания;

- если измеренная скорость выше или равна пороговой скорости, управляют средством выбора каждого сегмента секции дорожного полотна, над которым движется транспортное средство, чтобы обеспечить его соединение со вторым источником напряжения, способным выдавать высокое напряжение питания.

Изобретение становится более понятным после прочтения нижеследующего описания конкретного варианта его осуществления, приведенного исключительно в качестве иллюстративного примера, не носящего ограничительного характера, со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

- на фиг. 1 - схематичный вид сзади ненаправляемого электрического транспортного средства, движущегося по дорожному полотну, оснащенному предлагаемой в изобретении наземной системой электроснабжения;

- на фиг. 2 - вид сверху примера, показанного на фиг. 1;

- на фиг. 3 - схематичное представление первого варианта выполнения предлагаемой в изобретении наземной системой электроснабжения;

- на фиг. 4 - схематичное представление блок-схемы способа использования показанной на фиг. 3 системы; и

- на фиг. 5 - схематичное представление второго варианта выполнения предлагаемой в изобретении наземной системой электроснабжения.

Опираясь на свой опыт в области наземных систем электроснабжения кондукционного типа для направляемых электромобилей, т.е. транспортных средств, ограниченных перемещением только по путям (в частности, трамваев/внутригородских средств передвижения по рельсовым путям), заявитель разработал настоящую наземную систему электроснабжения для ненаправляемых электрических транспортных средств.

На фиг. 1 и 2 показан автомобиль 1 в виде ненаправляемого электромобиля, движущийся по дорожному полотну 2. Вполне очевидно, что по дорожному полотну 2 могут двигаться ненаправляемые транспортные средства различных типов с использованием наземной системы электроснабжения. Таким образом, под термином ненаправляемые электрические транспортные средства подразумеваются грузовые автомобили, легковые автомобили, частные пассажирские автобусы, мотоциклы и т.д.

Система координат XYZ связана обычным способом с автомобилем 1: ось X ориентирована вперед в продольном направлении; ось Y ориентирована слева направо в поперечном направлении; а ось Z ориентирована снизу вверх в вертикальном направлении.

Автомобиль 1 имеет несущий кузов 4 и колеса 3, некоторые из которых являются управляемыми. Автомобиль 1 имеет непоказанное на чертеже средство управления, позволяющее водителю изменять угол поворота управляемых колес в плоскости XY, чтобы управлять транспортным средством 1.

Автомобиль 1 оснащен перезаряжаемым аккумулятором и непоказанным на чертеже электродвигателем. В движении это основное электрическое средство потребляет мощность порядка 30 кВт.

Автомобиль 1 оснащен токосъемником, обеспечивающим возможность съема электрической мощности в процессе движения автомобиля 1. Токосъемник обозначен на фиг. 1 ссылочной позицией 5.

Токосъемник 5 имеет контактный башмак, приспособленный для вхождения в скользящий контакт с парой токопроводящих дорожек наземной системы электроснабжения, описание которой приводится ниже.

Дорожное полотно 2 имеет траншею 6, в которой располагается наземная система электроснабжения, обозначенная ссылочной позицией 10.

После установки системы 10 на ее место в траншее 6, траншея заполняется бетоном 7 до уровня верхней поверхности 8 дорожного полотна 2 на всю ширину траншеи. Верхняя поверхность 8 является по существу плоской.

После установки на место, система 10 имеет на одном уровне с поверхностью 8 проезжей части 2:

- фазную токопроводящую дорожку 11, электрически соединяемую либо с первым источником напряжения, либо со вторым источником напряжения, либо с окружающим потенциалом Земли, как это описано ниже;

- нулевую токопроводящую дорожку 12, электрически соединяемую с опорным потенциалом V_ref,, к примеру, 0 В;

- защитную токопроводящую дорожку 13, электрически соединяемую с потенциалом V_ground Земли.

Контактная дорожка 11 состоит из множества предусмотренных в рассматриваемом варианте осуществления изобретения сегментов (11.i на фиг. 3), каждый из которых имеет ширину 10 см и длину 22 м.

Сегменты расположены встык друг другу, чтобы сформировать контактную дорожку 11.

Сегменты электрически изолированы друг от друга.

Предпочтительно нулевая дорожка 12 выполнена с использованием сегментов, идентичных используемым для контактной дорожки 11. Таким образом, дорожка 12 составлена из множества сегментов (12.i на фиг. 3), имеющих ширину 10 см и длину приблизительно 22 м.

Изоляция между последовательными сегментами нулевой дорожки 12 такая же, что и изоляция в контактной дорожке 11. Однако, несмотря на то, что сегментация на самом деле необходима по механическим причинам (расширение), уровень диэлектрической прочности изоляции между сегментами не обязательно так же высок, как изоляции между сегментами контактной дорожки 11.

Нулевая дорожка 12 проходит параллельно контактной дорожке 11 с первой стороны от нее. Обращенные друг к другу боковой край контактной дорожки 11 и боковой край нулевой дорожки 12 разнесены на расстояние 15 см.

Защитная дорожка 13 образована верхней поверхностью 14 профилированной секции, залитой в бетон 7, который заполняет траншею 6.

В предпочтительном на сегодняшний день варианте осуществления изобретения, профилированная секция 14 имеет форму буквы "I", центральная часть которой располагается по существу вертикально.

Защитная дорожка 13 расположена параллельно контактной дорожке 11 со второй ее стороны. Упомянутая вторая сторона противоположна первой стороне контактной дорожки 11, с которой расположена нулевая дорожка 12.

Обращенные друг к другу боковой край контактной дорожки 11 и боковой край защитной дорожки 13 разнесены на расстояние 15 см.

Назначением защитной дорожки 13 является улавливание электронов тока утечки контактной токопроводящей дорожки 11 со второй ее стороны.

Утечки тока в направлении первой стороны улавливаются нулевой дорожкой 12.

В рассматриваемом варианте осуществления изобретения ширина защитной дорожки составляет около 5 см.

При таких конкретных выбранных значениях поперечных размеров разнообразных отличающихся дорожек и их взаимного разнесения наземная система 10 электроснабжения имеет общую ширину приблизительно 55 см. Общая ширина выбрана таким образом, чтобы она была меньше расстояния между центрами наименьшего ненаправляемого электрического транспортного средства, которое будет двигаться по дорожному полотну 2 и использовать систему 10.

Когда на контактную дорожку 11 подан высокий потенциал, любая утечка тока, например, вследствие наличия лужи или слоя воды на поверхности 8 дорожного полотна улавливается с первой стороны нулевой дорожкой 12, а со второй стороны - защитной дорожкой 13. Это гарантирует, что участок поверхности дорожного полотна, находящийся под высоким напряжением, не будет распространяться вбок за пределы ширины наземной системы 10 электроснабжения. Посредством выбора общей ширины наземной системы 10 электроснабжения меньше, чем расстояние между центрами наименьшего транспортного средства, допущенного для проезда по дорожному полотну 2 и способного использовать систему 10, гарантируется, что если пешеход будет находиться сбоку первой или второй стороны сегмента контактной дорожки 11, но за пределами либо нулей дорожки 12, либо защитной дорожки 13, он не получит удар током, если данный сегмент находится под высоким напряжением.

Для облегчения монтажа и использования системы 10, она содержит опору в сборе для разнообразных отличающихся дорожек.

Опора в сборе включает в себя основание 20, несущее на себе две поддерживающих профилированных секции 25 и 26, идентичных друг другу и служащих в качестве изолирующих опор для контактных токопроводящих дорожек 11 и нулевых токопроводящих дорожек 12. Упомянутые дорожки механически закреплены на поддерживающих профилированных секциях, но электрически изолированы от них.

Основание 20 также несет на себе профилированные секции 14.

Электрический кабель 28, прикрепленный к средней части профилированных секций 14, предназначен для заглубления в дорожное полотно 2 предпочтительно за пределами траншеи 6 таким образом, чтобы установить на защитной дорожке 13 потенциал V_ground Земли и обеспечить неразрывность электроцепи основания 20.

Основание 20 снабжено несколькими настраиваемыми по высоте анкерными болтами 29, предназначенными для ввинчивания в дно траншеи 6 таким образом, чтобы заблаговременно задавать такой уровень установки наземной системы электроснабжения, чтобы уровень дорожек совпадал с уровнем поверхности 8 создаваемого дорожного полотна 2.

Затем заливается бетон таким образом, чтобы покрыть опору в сборе. Получается, что поддерживающие профилированные секции 25 и 26, равно как и профилированные секции 14 заделываются в слой 7 бетона. Предпочтительно состояние верхней поверхности слоя бетона обрабатывается для обеспечения соответствующего трения, подходящего для шин транспортных средств, движущихся по дорожному полотну 2.

Пара токопроводящих дорожек, состоящая из контактной дорожки 11 и нулевой дорожки 12, а также защитная дорожка 13 расположены вровень с поверхностью 8 дорожного полотна 2. Более конкретно, дорожки 11 и 12 слегка выступают над поверхностью 8 дорожного полотна 2, например, на высоту порядка нескольких миллиметров, в частности, на 2 мм. Дорожка 13 находится на уровне поверхности 8 дорожного полотна.

Принципиальная схема системы 10 приведена на фиг. 3.

Система 10 делится на продольные секции. Секция Dj располагается между секциями Dj-1 и Dj+1.

Секция Dj соответствует нескольким сегментам 11.i контактной дорожки 11. На фиг. 3 одну секцию Dj составляют десять сегментов 11.i.

Каждый сегмент из нескольких сегментов 11.1 секции Dj электрически соединяется с помощью соответствующего управляемого переключателя 30.i с линией 34 электроснабжения.

Линия 34 электроснабжения является общей для разнообразных отличающихся сегментов 11.i рассматриваемой секции Dj.

Линия 34 электроснабжения секции Dj соединяется средством 38 выбора либо с первым источником 35 напряжения, либо со вторым источником 36 напряжения, либо с потенциалом окружающей Земли.

Источник 35 способен, к примеру, выдавать низкое напряжение V_s1, равное 48 В постоянного тока. Источник 35, по сути, является промежуточной станцией, способной преобразовывать трехфазный ток в двухфазный ток.

Источник 36 способен, к примеру, выдавать высокое напряжение V_s2, равное 750 В постоянного тока. Источник 36, по сути, является промежуточной станцией, способной преобразовывать трехфазный ток в двухфазный ток.

Средство выбора 38 управляется устройством 39 выбора, способным принимать результат измерения скорости, выдаваемый средством измерения скорости.

В первом варианте выполнения средство измерения скорости представляет собой блок 40 измерения скорости, которым оснащена каждая секция Dj дорожного полотна.

Блок 40 измерения скорости включает в себя датчик 41 измерения скорости, соединенный с вычислительным блоком 42. Датчик 41 измерения скорости способен вырабатывать измерительный сигнал для каждого транспортного средства, движущегося по секции Dj дорожного полотна, исходя из которого вычислительный блок 42 способен определять измеренную мгновенную скорость транспортного средства.

Устройство 39 выбора включает в себя:

- модуль приема результата измерения, способный принимать результаты измерения скорости, измеренные блоком 40 измерения скорости;

- компаратор, способный сравнивать результат измерения мгновенной скорости с пороговой скоростью V₀, равной, к примеру, 60 км/час; и

- блок управления, предназначенный для переключения средства 38 выбора либо в первое положение для соединения линии 34 электроснабжения с первым источником 35, или во второе положение для соединения линии 34 электроснабжения со вторым источником 36 в зависимости от результата сравнения.

Каждый переключатель 30 управляется соответствующим устройством 50.i управления, предназначенным для получения сигнала местоположения, выдаваемого средством определения местоположения, состоящим из вычислительного блока 51.i, соединенного с антенной 52.i.

Антенна 52.i проходит сквозь дорожное полотно 2, чтобы сформировать петлю вокруг соответствующего сегмента 11.i таким образом, чтобы обнаруживать присутствие транспортного средства над сегментом 11.i. Более конкретно, антенна 52.i проходит в продольных каналах, имеющихся в каждом из боковых краев поддерживающей профилированной секции 25 фазной дорожки.

Транспортное средство оснащается контактным башмаком, имеющим передатчик 53 (см. фиг. 1), предназначенный для излучения на непрерывной и постоянной основе радиосигнала, имеющего, к примеру, характеристическую частоту 500 кГц.

Сигнал, принятый антенной, проступает в качестве входного сигнала в вычислительный блок 51.i, который способен определять местоположение транспортного средства и передавать его на устройство 50.1 управления.

После обнаружения автомобиля 1 устройство 50.i управления может замкнуть переключатель 30.i.

Способ использования вышеописанной системы 10 представлен ниже.

Когда автомобиль 1 въезжает на секцию Dj, блок 40 измерения скорости измеряет мгновенную скорость V автомобиля (этап 110).

Устройство 39 выбора получает это значение мгновенной скорости в виде выходного сигнала блока 40 измерения скорости и сравнивает его с пороговой скоростью V₀ (этап 120).

Если измеренная скорость ниже пороговой скорости V₀, для всех транспортных средств, движущихся по секции, то устройство 39 выбора переключает средство 38 выбора в первое положение, чтобы соединить линию 34 энергоснабжения с первым источником 35 (этап 130).

С другой стороны, если измеренная скорость по меньшей мере одного из транспортных средств, движущихся по рассматриваемой секции, выше или равна пороговой скорости V₀, то устройство 39 выбора переключает средство 38 выбора во второе положение, чтобы соединить линию 34 энергоснабжения со вторым источником 36 (этап 140).

Автомобиль движется по секции Dj.

Управляемые переключатели 30.i сегмента Dj нормально разомкнуты.

Когда вычислительный блок 51.i (датчик местоположения) обнаруживает присутствие автомобиля 1 над сегментом 11.i (этап 140), устройство 50.i управления замыкает переключатель 30.i, чтобы соединить сегмент 11.i с линией 34 энергоснабжения (этап 150).

Переключатель 30.i остается в замкнутом положении так долго, пока датчик местоположения обнаруживает присутствие автомобиля.

Отдельные сегменты контактной дорожки 11 активируются последовательно (петля i на фиг. 4) синхронно с движением автомобиля 1 по дорожному полотну.

Токосъемник 5 автомобиля 1 одновременно трется о контактную дорожку 11 и нулевую дорожку 12, позволяя потреблять ток от источника напряжения питания. Средство переключения для переключения токосъемника 5 способно определять напряжение питания.

Если измеренное напряжение низкое, ток источника питания используется для зарядки аккумулятора или для обеспечения работы вспомогательных электрических средств транспортного средства.

Если измеренное напряжение высокое, ток источника питания используется для зарядки аккумулятора или для обеспечения работы электродвигателя транспортного средства.

Таким образом автомобиль проезжает всю секцию Dj, прежде чем попадет на вторую секцию Dj+1. Далее процесс повторяется над этой новой секцией.

Как указано выше, потенциал, под которым находятся сегменты, выбирается исходя из скорости автомобиля 1.

Если автомобиль попадает в пробку и движется медленно, электрический потенциал, под которым находится контактная дорожка 11, низкий и по возможности равен нулю, или в любом случае ниже предела в 60 В, выше которого пешеход подвергается риску получения удара током. Такой низкий электрический потенциал обеспечивает возможность передачи автомобилю ограниченной мощности, достаточной для работы его вспомогательных электрических средств.

Если автомобиль обычно движется со скоростью, большей чем пороговая скорость, которая связана с секцией дорожного полотна, над которой движется автомобиль, то электрический потенциал, приложенный к контактной дорожке, высокий. Такой высокий электрический потенциал обеспечивает возможность передачи автомобилю значительной мощности, достаточной для работы основного электрического средства автомобиля.

Следует отметить, что сегменты 11.i обеспечиваются энергией последовательно таким образом, что в заданный момент времени один сегмент или возможно два сегмента имеют потенциал 750 В. Таким образом, участок поверхности дорожного полотна, находящийся под потенциалом, опасным для пешехода, не продолжается продольно за пределы длины одного или двух сегментов в самом худшем случае. Вот почему длина сегментов выбрана такой, что она соответствует по существу расстоянию, проходимому пешеходом во время уклонения перед автомобилем или для попадания в зону токопроводящего сегмента сзади автомобиля при скорости его движения 60 км/час.

Таким образом, соответствующий выбор необходимого источника напряжения исходя из скорости автомобиля, снабжаемого электроэнергией, вносит вклад в безопасность системы 10.

Могут предусматриваться многочисленные варианты осуществления способа использования наземной системы электроснабжения.

Так, если одновременно несколько автомобилей находятся над секцией Dj дорожного полотна, переключение средства выбора с первого положения во второе положение или обратно, как это описано выше, инициируется транспортным средством, движущимся с наибольшей скоростью.

Далее со ссылкой на фиг. 5 описывается второй вариант осуществления изобретения.

На данном чертеже элементы, идентичные элементам первого варианта осуществления изобретения, обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1-3 в целях указания их идентичности.

В этом втором варианте осуществления изобретения средство измерения скорости представляет собой систему 140 измерения скорости, имеющую множество антенн 141.i, соединенных с вычислительным блоком 142. Каждая антенна 141.i связана с сегментом 11.i.

Антенна 141.i образует петлю, вмонтированную в землю сразу перед соответствующим сегментом 11.i (вдоль направления движения транспортных средств по дороге).

Например, антенна 141.i проходит в каналах, выполненных по краям поддерживающей профилированной секции нулевой дорожки.

Форма антенны такова, что она определяет по меньшей мере два лепестка диаграммы направленности, разнесенных друг от друга на заданный интервал вдоль оси антенны. Антенна встраивается таким образом, что оба лепестка диаграммы направленности располагаются последовательно в продольном направления дороги.

Первый лепесток имеет длину приблизительно 1 м, в то время как второй лепесток имеет длину приблизительно 50 см. Оба лепестка разделены интервалом в 50 см.

Антенна способна принимать сигнал, передаваемый передатчиком 53, прикрепленным к контактному башмаку транспортного средства, когда данный контактный башмак проходит в пределах приблизительно 15 см от антенны 141.i. Соответствующий сигнал поступает на вход вычислительного блока 142, который способен осуществлять измерение мгновенной скорости транспортного средства.

Вырабатываемый антенной 141.i сигнал соответствует сигналу, переданному передатчиком 53 транспортного средства, свернутому с функцией интервала между следующими друг за другом транспортными средствами, соответствующему форме антенны 141.i и мгновенной скорости транспортного средства. В данном конкретном случае функция интервала между следующими друг за другом транспортными средствами включает в себя первый высокий уровень, соответствующий первому лепестку диаграммы направленности антенны, низкий промежуточный уровень, соответствующий интервалу между первым и вторым лепестками, и второй высокий уровень, соответствующий второму лепестку диаграммы направленности.

Упомянутый первый высокий уровень имеет длительность, по существу в два раза превышающую длительность второго высокого уровня. Таким образом, геометрическая асимметрия антенны обеспечивает возможность определения направления движения транспортного средства по дорожному полотну.

Длительность каждого уровня позволяет точно определять мгновенную скорость транспортного средства.

Вычисленная скорость поступает в средство 39 выбора для выбора уровня напряжения, прилагаемого к контактной дорожке.

В качестве модификации данного варианта осуществления изобретения антенна может содержать более двух лепестков диаграммы направленности, пространственно разнесенных друг от друга таким образом, чтобы можно было определять скорость транспортного средства, в то же время обеспечивать безопасность.

Следует заметить, что значение пороговой скорости определяется как функция длины сегмента. В самом деле, пороговая скорость, дистанция уклонения перед транспортным средством или дистанция попадания в зону токопроводящего сегмента сзади транспортного средства равна длине сегмента дорожки. Соответственно для пешехода опасность заключается не в риске электрического удара, когда сегмент находится под напряжением, но в риске быть сбитым самим транспортным средством. Для сегмента длиной 22 м и минимальных длинах тормозных путей, указанных в правилах дорожного движения, пороговая скорость составляет 60 км/час.

Группа изобретений относится к линиям электроснабжения для транспортных средств. Наземная система электроснабжения для ненаправляемого электрического транспортного средства содержит контактную токопроводящую дорожку, способную подводить напряжение, нулевую токопроводящую дорожку, предназначенную для возврата тока, первый и второй источники напряжения и средство измерения скорости транспортного средства. При этом нулевая токопроводящая дорожка проходит параллельно контактной дорожке. Контактная дорожка состоит из множества прямоугольных сегментов, электрически изолированных и расположенных встык друг другу. Первый источник напряжения обеспечивает подачу низкого напряжения, а второй источник – высокого напряжения. Каждый сегмент соединен с помощью средства выбора с первым или со вторым источником напряжения. Устройство выбора получает мгновенную скорость транспортного средства, затем сравнивает измеренную скорость с пороговой скоростью и управляет средством выбора исходя из результатов сравнения. Также заявлен способ использования наземной системы электроснабжения. Технический результат заключается в повышении безопасности наземной системы электроснабжения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Наземная система электроснабжения для ненаправляемого электрического транспортного средства, содержащая пару дорожек электропитания, включающую токопроводящую дорожку, называемую контактной токопроводящей дорожкой, способную подводить напряжение электропитания, и токопроводящую дорожку, называемую нулевой токопроводящей дорожкой, предназначенную для возврата тока, при этом нулевая токопроводящая дорожка проходит параллельно контактной дорожке, а контактная дорожка состоит из множества прямоугольных сегментов, расположенных встык друг другу, причем каждый сегмент электрически изолирован от соседних сегментов, отличающаяся тем, что:

- указанная система содержит первый источник напряжения, выполненный с возможностью обеспечивать подачу низкого напряжения питания, и второй источник напряжения, выполненный с возможностью обеспечивать подачу высокого напряжения питания;

- каждый сегмент соединен с помощью средства выбора с первым источником напряжения или со вторым источником напряжения;

- указанная система содержит по меньшей мере одно средство измерения скорости, предназначенное для измерения мгновенной скорости ненаправляемого электрического транспортного средства, движущегося по секции дороги, оснащенной указанной системой; и

- устройство выбора выполнено с возможностью получать мгновенную скорость транспортного средства с помощью средства измерения скорости, затем сравнивать измеренную скорость с пороговой скоростью и управлять указанным средством выбора или каждым средством выбора исходя из результатов сравнения.

2. Система электроснабжения по п. 1, в которой указанное устройство выбора выполнено таким, что если измеренная скорость ниже пороговой скорости, то указанное средство выбора или каждое средство выбора управляется таким образом, что каждый сегмент секции соединяется с первым источником напряжения, а если измеренная скорость выше или равна пороговой скорости, то указанное средство выбора или каждое средство выбора управляется таким образом, что каждый сегмент секции соединяется со вторым источником напряжения.

3. Система по п. 1, в которой каждый сегмент контактной токопроводящей дорожки электрически соединен с указанным средством выбора с помощью управляемого переключателя, выполненного с возможностью переключения с помощью средства управления в зависимости от нахождения транспортного средства непосредственно над рассматриваемым сегментом или над соседним сегментом, с тем чтобы прикладывать к рассматриваемому сегменту контактной дорожки напряжение питания посредством источника напряжения, выбранного указанным средством выбора.

4. Система по п. 1, в которой первый источник напряжения выполнен с возможностью выдавать напряжение менее 60 В и мощность, сопоставимую с работой вспомогательных электрических средств транспортного средства, на которое подается питание, а второй источник напряжения выполнен с возможностью выдавать высокое напряжение и мощность, сопоставимые с работой основного электрического средства транспортного средства, на которое подается питание.

5. Система по п. 1, в которой средство измерения скорости представляет собой блок измерения скорости, содержащий вычислительный блок, соединенный с датчиком скорости, при этом датчик выполнен с возможностью генерировать сигнал, на основе которого вычислительный блок определяет результат измерения скорости транспортного средства, движущегося по указанной секции дороги.

6. Система по п. 1, в которой указанное средство измерения скорости представляет собой систему измерения скорости, содержащую вычислительный блок, соединенный с множеством антенн, при этом каждая антенна связана с сегментом и имеет два лепестка диаграммы направленности, разнесенных друг от друга в продольном направлении дороги, при этом каждая антенна принимает сигнал, передаваемый соответствующим передатчиком, которым снабжен контактный башмак транспортного средства, и генерирует сигнал, на основе которого вычислительный блок определяет мгновенную скорость транспортного средства.

7. Система по п. 6, в которой антенна средства измерения скорости асимметрична в такой мере, что позволяет определять направление мгновенной скорости транспортного средства.

8. Способ использования наземной системы электроснабжения по любому из пп. 1-7, включающий этапы, на которых:

- получают измерения мгновенной скорости транспортного средства;

- сравнивают измеренную скорость с пороговой скоростью; и

если измеренная скорость ниже пороговой скорости, то управляют средством выбора каждого сегмента секции дороги, над которым движется транспортное средство, чтобы обеспечить его соединение с первым источником напряжения, выдающим низкое напряжение питания; или

если измеренная скорость выше или равна пороговой скорости, то управляют указанным средством выбора каждого сегмента секции дороги, над которым движется транспортное средство, чтобы обеспечить его соединение со вторым источником напряжения, выдающим высокое напряжение питания.