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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zum Führen eines Schienenfahrzeugs
oder Schienenfahrzeug-Zugverbandes, wobei die Anordnung Bedienelemente
zur Bedienung von Betriebseinrichtungen, die dem Betrieb des Schienenfahrzeugs
oder Schienenfahrzeug-Zugverbandes
dienen, und/oder Anzeigeelemente zur Anzeige von Zuständen der
Betriebseinrichtungen aufweist. Bei den Betriebseinrichtungen handelt
es sich z. B. um Einrichtungen wie Türsteuerung, Zugsicherung, automatische Fahr-/Bremssteuerung,
SiFa (Sicherheits-Fahrschaltung), Fahrzeug-Antriebsteuerung, Fahrzeug-Bremse,
Heizungs- und/oder
Klimaanlage und/oder Fahrzeug-Stromversorgung. Die Anzeigeelemente
und Bedienelemente sind insbesondere in einem Führerstand (z. B. Führertisch)
eines Schienen-Triebfahrzeuges
oder eines Fahrzeugführerraums
eines Schienenfahrzeuges oder Schienenfahrzeug-Zugverbandes angeordnet.
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Gegenstand
der Erfindung ist ferner ein Schienenfahrzeug oder Schienenfahrzeug-Zugverband mit einer
solchen Anordnung.
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Führerstände für Schienenfahrzeuge
oder Zugverbände
weisen eine Vielzahl von Bedien- und Anzeigeelementen
auf, die der Fahrzeugführer
beachten bzw. bedienen muss. Darunter sind z. B. Elemente für den Betrieb
der oben genannten Betriebseinrichtungen. Neben für den Betrieb
des Schienenfahrzeugs bzw. Zugverbandes unbedingt notwendigen Einrichtungen
gibt es auch Einrichtungen, die dem Komfort des Triebfahrzeugführers dienen.
Dazu gehören
Heizungs- und/oder Klimaanlagen für den Fahrzeugführerraum.
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Zumindest
einige der Bedienelemente und der Anzeigeelemente sind beleuchtet
und weisen daher jeweils eine Lichtquelle auf. Dabei kann die Lichtquelle
in das Element integriert sein und z. B. durch eine Glühlampe,
eine LED (Licht emittierende Diode) oder ein Feld von LEDs realisiert
sein. Bei der Lichtquelle kann es sich aber auch um die Beleuchtung
eines Bildschirms (Displays) handeln. Ferner ist es möglich, dass
die Lichtquelle durch den Lichtaustritt eines Lichtleiters realisiert
ist.
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Beleuchtete
Elemente sind z.B. Displays, Manometer, Leuchtmelder, Leuchtdrucktaster
und Leuchtdruckschalter.
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Damit
der Fahrzeugführer
die Bedienelemente und Anzeigeelemente bzw. die angezeigten Informationen
gut erkennen kann, ist eine Anpassung der Beleuchtung an den jeweiligen Zustand
der Umgebung erforderlich. Beispielsweise wird bei Tageslicht ein
höherer
Beleuchtungsgrad benötigt
als bei Nacht. Jedoch kann auch kurzfristig eine Anpassung der Beleuchtung
erforderlich sein, z. B. wenn Sonnenlicht auf die Elemente einfällt oder
das Schienenfahrzeug in einen Tunnel einfährt.
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Bei
gegenwärtig
existierenden Fahrzeugführerständen, in
die die Elemente integriert bzw. einmontiert sind, wird der Beleuchtungsgrad
einzeln für bestimmte
Baugruppen der Elemente und teilweise einzeln für die Elemente eingestellt.
Der Fahrzeugführer
kann daher in der Regel nicht den Beleuchtungsgrad aller Elemente
an kurzfristige Schwankungen der Lichtsituation anpassen. Außerdem muss
für jedes
separat einzustellende Element bzw. für jede separat einzustellende
Baugruppe jeweils eine Bedienmöglichkeit
geschaffen werden. Weiterhin nachteilig ist, dass jeweils eine separate
Stromzuführung zu
den Elementen bzw. Baugruppen geführt werden muss. Für die Montage
bedeutet dies hohen Aufwand.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufwand für die Montage
und Funktionsprüfung
von Fahrzeugführertischen
zu verringern, die Wahrscheinlichkeit für einen Montagefehler zu verringern
und die Materialkosten zu reduzieren. Außerdem soll es dem Fahrzeugführer erleichtert
werden, den Beleuchtungsgrad anzupassen.
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Es
wird vorgeschlagen, den Beleuchtungsgrad mehrerer Baugruppen von
Bedien- und/oder Anzeigeelementen und insbesondere den Beleuchtungsgrad
möglichst
vieler Bedien- und Anzeigeelemente im Führerstand einheitlich einzustellen.
Dies wird möglich,
wenn ein Beleuchtungs-Bedienelement vorgesehen ist, durch dessen
Bedienung der Beleuchtungsgrad für
alle diese Elemente und/oder Baugruppen eingestellt werden kann.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das Beleuchtungs-Bedienelement mit einem
Rechner verbunden wird, der für
einen Betrieb zumindest einer Betriebseinrichtungen, vorzugsweise
für eine
Mehrzahl oder alle der Betriebseinrichtungen, Rechenaufgaben ausführt und
insbesondere Stellsignale zum Einstellen der Betriebseinrichtungen
erzeugt. Die Information über
den am Beleuchtungs-Bedienelement eingestellten Beleuchtungsgrad
wird zu dem Rechner überfragen.
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Bei
dem Rechner handelt es sich z.B. um einen zentralen Leitrechner
des Schienenfahrzeugs oder Zugverbandes, der z.B. den Betrieb sämtlicher oder
zumindest der meisten Betriebseinrichtungen (insbesondere die o.g.
Betriebseinrichtungen) steuert. Dem liegt der Gedanke zugrunde,
dass dieser ohnehin in Schienenfahrzeugen vorhandene Rechner auch
für die
Einstellung des Beleuchtungsgrades der beleuchteten Elemente genutzt
werden kann. Beispielsweise kann derselbe Bus, der für die Übertragung
von Signalen verwendet wird, die für den Betrieb der Anzeigeelemente
und Bedienelemente zu bzw. von dem Rechner übertragen werden müssen, auch
für die Übertragung
der Informationen über
den Helligkeitsgrad zu dem Rechner und/oder für die Übertragung eines Steuersignals
von dem Rechner zur Steuerung der Beleuchtung genutzt werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass eine Signalausgabevorrichtung mit dem Rechner
verbunden ist, wobei diese Vorrichtung auch mit den beleuchteten
Elementen verbunden ist. Beim Betrieb der Anordnung empfängt die
Signalausgabevorrichtung von dem Rechner zumindest ein Steuersignal,
das dem eingestellten Helligkeitsgrad entspricht. Die Vorrichtung
stellt alle Lichtquellen der beleuchteten Elemente durch Ausgabe
von Stellsignalen ein, die dem eingestellten Helligkeitsgrad entsprechen,
d.h. die die Einstellung des Helligkeitsgrades bewirken.
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Prinzipiell
kann die Signalausgabevorrichtung Teil des Rechners sein oder zumindest
unmittelbar bei dem Rechner angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch
die bereits erwähnte
Ausgestaltung, bei der die Signalausgabevorrichtung über den
Bus, bei dem es sich um einen seriellen Bus (z.B. CAN-Bus) handeln
kann, mit dem Rechner verbunden ist. Die Signalausgabevorrichtung
kann daher in der Nähe der
beleuchteten Elemente angeordnet sein, wodurch die Länge der
für die
Verbindungen zwischen Signalausgabevorrichtung und beleuchteten
Elementen benötigten
Leitungen verringert werden kann.
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Bei
dem Beleuchtungsgrad muss es sich nicht um einen festen Wert handeln,
der einer bestimmten Leuchtstärke
der jeweiligen Lichtquellen entspricht. Vielmehr kann es sich bei
dem Beleuchtungsgrad auch um einen Dimmbereich handeln. Z.B. wird
dann durch Bedienung des Beleuchtungs-Bedienelements lediglich einer
von mehreren Bereichen für
die Leuchtstärke
eingestellt, wobei der jeweilige Bereich als prozentualer Bereich
der maximalen Leuchtstärke
definiert sein kann. Beispielsweise kann einer von drei Bereichen
ausgewählt
werden, etwa 0 bis 10 % der maximalen Leuchtstärke als erster Bereich, 10
bis 50 % der maximalen Leuchtstärke
als zweiter Bereich und 50 bis 100 % der maximalen Leuchtstärke als
dritter Bereich. Wenn ein Bereich über das Beleuchtungs-Bedienelement
eingestellt wird, kann für
die Bestimmung des genauen Werts der Leuchtstärke eine weitere Information
herangezogen werden, die beispielsweise dem Rechner zur Verfügung gestellt
wird. Bei dieser weiteren Information handelt es sich z.B. um die
Information über die
momentane Lichtsituation im Bereich der beleuchteten Elemente, die
beispielsweise über
eine Messvorrichtung zur Messung der Helligkeit erfasst wird und
vorzugsweise über
den erwähnten
Bus zu dem Rechner übermittelt
wird.
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Insbesondere
wird eine Anordnung zum Führen
eines Schienenfahrzeugs oder Schienenfahrzeug-Zugverbandes vorgeschlagen,
wobei die Anordnung Bedienelemente zur Bedienung von Betriebseinrichtungen,
die dem Betrieb des Schienenfahrzeugs oder Schienenfahrzeug-Zugverbandes dienen
und/oder Anzeigeelemente zur Anzeige von Zuständen der Betriebseinrichtung
aufweist. Eine Mehrzahl der Bedienelemente und/oder der Anzeigeelemente
weist als beleuchtete Elemente jeweils eine Lichtquelle auf, mit
der das jeweilige beleuchtete Element beleuchtet werden kann. Es
ist ein Beleuchtungs-Bedienelement
vorgesehen, das mit einem Rechner verbunden ist, der für einen
Betrieb zumindest eines Teils der Betriebseinrichtungen Rechenaufgaben
ausführt
und insbesondere Stellsignale zum Einstellen der Betriebseinrichtungen
erzeugt.
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Durch
Bedienung des Beleuchtungs-Bedienelements kann ein Helligkeitsgrad
einer Beleuchtung der beleuchteten Elemente eingestellt werden. Dies
hat zur Folge, dass eine Information über den Helligkeitsgrad von
dem Beleuchtungs-Bedienelement zu dem Rechner übertragen wird. Eine Signalausgabevorrichtung
ist mit dem Rechner und mit den beleuchteten Elementen verbunden.
Beim Betrieb der Anordnung wird ein Steuersignal, das dem eingestellten
Helligkeitsgrad entspricht, von dem Rechner zu der Signalausgabevorrichtung übertragen
und stellt die Signalausgabevorrichtung alle Lichtquellen der beleuchteten
Elemente durch Ausgabe von Stellsignalen entsprechend dem eingestellten
Helligkeitsgrad ein.
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Insbesondere
können
die Signalausgabevorrichtung und zumindest ein Teil der beleuchteten
Elemente so ausgestaltet sein, dass die Signalausgabevorrichtung
auch ein Anzeigesignal zu dem jeweiligen beleuchteten Element ausgibt,
um durch das beleuchtete Element eine Anzeige zu bewirken.
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Die
Signalausgabevorrichtung kann daher nicht nur zur Einstellung des
Beleuchtungszustandes der Lichtquellen genutzt werden, sondern auch
zur Steuerung der Anzeige, die durch das jeweilige Anzeigeelement
bewirkt werden soll. Daher können
Signalausgabevorrichtungen in existierenden Lösungen so modifiziert werden,
dass sie auch das Stellsignal für
die Einstellung des Beleuchtungszustandes ausgeben. Es wird daher
allenfalls geringer zusätzlicher
Aufwand für
Hardware und/oder Bauteile benötigt.
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Bevorzugt
wird, dass das Anzeigesignal und das Stellsignal gleichzeitig über dieselbe
Signalverbindung zu dem beleuchteten Element ausgegeben werden.
Dies gelingt z.B. durch Modifikation des Anzeigesignals, so dass
dieses einerseits die erwünschte
Anzeige bewirkt und andererseits die zusätzliche Information über den
gewünschten
Beleuchtungszustand zu der Lichtquelle übertragen wird. Bei dieser
Information kann es sich auch unmittelbar um die Energie handeln,
die in der Lichtquelle in Licht (und aufgrund der Umsetzungsverluste
in der Regel in Wärme)
umgesetzt wird. Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird daher das Stellsignal durch Pulsweitenmodulation
des Anzeigesignals erzeugt und eine entsprechende Pulsfolge zu dem
beleuchteten Element ausgegeben. Das Stellsignal ist in diesem Fall
ein Spannungssignal, das zwischen einem niedrigen und einem hohen
Potential hin- und hergeschaltet wird. Dadurch, dass überhaupt
das hohe Potential an dem beleuchteten Element empfangen wird, wird
diesem die Information mitgeteilt, dass eine bestimmte Anzeige darzustellen
ist, bzw. bewirkt das hohe Potential diese Anzeige.
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Nun
kann das Stellsignal in verschiedener Weise pulsweitenmoduliert
werden und dadurch der Beleuchtungszustand der Lichtquelle des beleuchteten
Elements eingestellt werden. Beispielsweise kann der Mittelwert
des Potentials, der sich aus dem Verhältnis der Pulsweiten für das hohe
und das niedrige Potential ergibt, unmittelbar die Leuchtkraft der Lichtquelle
bestimmen, d.h. die Lichtquelle wird mit dem entsprechenden Strom
betrieben. Alternativ oder zusätzlich
ist es aber auch möglich,
die Information über
den einzustellenden Beleuchtungszustand durch die Pulsfrequenz oder
durch eine Kombination der Pulsfrequenz und der Pulsweiten zu einer
Einrichtung des beleuchteten Elements zu übertragen, die diese Information
auswertet und die Leuchtstärke der
Lichtquelle entsprechend einstellt.
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Vorzugsweise
enthalten die genannten beleuchteten Elemente, die zentral von der
Signalausgabevorrichtung mit den Stellsignalen versorgt werden,
alle beleuchteten Bedienelemente und/oder Anzeigeelemente in einem
Führerstand
eines Schienen-Triebfahrzeuges
oder eines Fahrzeugführerraums
eines Schienenfahrzeuges oder Schienenfahrzeug-Zugverbandes. In
diesem Fall ist daher keine weitere Einstellung des Beleuchtungsgrades
zusätzlich
zu der Einstellung über
das Beleuchtungs-Bedienelement nötig.
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Ferner
gehört
zum Umfang der Erfindung ein Verfahren zum Einstellen einer Helligkeit
von beleuchteten Elementen in einem Führerstand eines Schienenfahrzeugs
oder Schienenfahrzeug-Zugverbandes, wobei:
- – durch
Bedienung eines Beleuchtungs-Bedienelements ein Helligkeitsgrad
einer Beleuchtung der beleuchteten Elemente eingestellt wird,
- – eine
Information über
den Helligkeitsgrad von dem Beleuchtungs-Bedienelement zu einem Rechner übertragen
wird, der für
einen Betrieb zumindest eines Teils der Betriebseinrichtungen Rechenaufgaben
ausführt
und insbesondere Stellsignale zum Einstellen der Betriebseinrichtungen erzeugt,
- – ein
Steuersignal, das dem eingestellten Helligkeitsgrad entspricht,
von dem Rechner zu einer Signalausgabevorrichtung übertragen
wird,
- – die
Signalausgabevorrichtung alle Lichtquellen der beleuchteten Elemente
durch Ausgabe von Stellsignalen entsprechend dem eingestellten Helligkeitsgrad
einstellt.
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Bezüglich der
Vorteile und möglicher
Ausgestaltungen des Verfahrens wird auf die Beschreibung der Anordnung
verwiesen.
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Insbesondere
kann ein Signalwandler vorgesehen sein, der an einen digitalen Bus,
insbesondere einen seriellen Bus (z. B. CAN-Bus), angeschlossen ist
und über
den Bus mit dem Rechner verbunden ist. Beim Betrieb des Signalwandlers
wandelt dieser digitale Bussignale, die über den Bus übertragen
werden, in Anzeigesignale um, mit denen die Anzeigeelemente angesteuert
werden. Außerdem
wandelt der Signalwandler Bediensignale, die von den Bedienelementen
erzeugt werden, in die Bussignale um. Der Signalwandler weist eine
entsprechende Schnittstelle auf, über die er an den Bus angeschlossen
werden kann.
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Der
Signalwandler (der auch als Buskoppler bezeichnet werden kann) kann
in besonderer Ausgestaltung eine bautechnische Einheit mit der Signalausgabevorrichtung
bilden, die vor dem Einbau in das Schienenfahrzeug vormontiert wird,
so dass die Endmontage erleichtert ist.
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Bei
der Endmontage wird der Signalwandler über den Bus mit dem Rechner
verbunden, wobei der Rechner eine Schnittstelle zur Übertragung
von Stellsignalen an die Betriebseinrichtungen aufweist. Beispielsweise
führt der
Rechner beim Betrieb der Anlage Regelungsfunktionen aus, etwa die
Regelung der Temperatur in Fahrgasträumen in Abhängigkeit von Temperaturmesswerten.
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Der
in einem Führerstand
benötigte
Raum für
den Anschluss von Anzeige- und Bedienelementen wird dadurch verringert.
Es kann daher eine sehr kompakte und übersichtliche Anordnung sämtlicher Anzeige-
und Bedienelemente in dem Führertisch
erzielt werden, wobei auch die Beleuchtungssteuerung mit integriert
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Anordnung mit Bedien- und Anzeigeelementen,
die signaltechnisch über
einen Signalwandler und einen Bus mit einem zentralen Leitrechner
einer Lokomotive verbunden sind,
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2 eine
vereinfachte Darstellung von Komponenten einer Anordnung zur Einstellung
des Beleuchtungszustandes, wobei diese Anordnung auch durch die
Anordnung gemäß 1 realisiert werden
kann, und
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3 ein
pulsweitenmoduliertes Signal, das zur Einstellung des Beleuchtungszustandes
zwischen der Signalausgabevorrichtung und einem beleuchteten Element übertragen
wird.
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1 zeigt
schematisch die signaltechnische Verschaltung von Anzeige- und Bedienelementen,
die in einem Fahrzeugführertisch
angeordnet werden können.
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Eine
Mehrzahl von Anzeigeelementen 4, 7, 8 und
eine Mehrzahl von Bedienelementen 3, 5, 6 dienen
der Steuerung und Darstellung des Betriebszustandes von Betriebseinrichtungen
eines Schienenfahrzeugs oder von Einheiten eines Zugverbandes. Dargestellt
sind in 1 lediglich drei Anzeigeelemente
und drei Bedienelemente. In der Regel werden konkrete Ausführungsformen
in Führerständen jedoch
wesentlich mehr Bedienelemente und Anzeigeelemente aufweisen. Insbesondere
können
die Bedienelemente auch Anzeigefunktionen ausführen, z. B. anzeigen, welche
Bedienaktion ausgeführt
wurde. Sie können
aber auch nicht nur den angestrebten sondern auch den erzielten
Betriebszustand einer zugeordneten Einrichtung anzeigen. Dies gilt
nicht nur für
das anhand von 1 erläuterte Ausführungsbeispiel. Die folgende
Figurenbeschreibung ist daher auf Konfigurationen und Anordnungen
mit anderen Anzahlen von Bedien- und Anzeigeelementen übertragbar.
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Gemäß 1 können mehrere
Bedien- und Anzeigeelemente Teil einer gerätetechnischen Baueinheit sein,
die vormontiert wird. Es können
aber auch lediglich Teile der Bedienelemente und Anzeigeelemente
zu gerätetechnischen
Einheiten zusammengefasst sein.
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Die
Anzeigeelemente können
jeweils ein beleuchtetes Element oder ein Display aufweisen. Bei dem
Anzeigesignal, das von der Signalausgabevorrichtung zu dem Anzeigeelement übertragen
wird, kann es sich um einen elektrischen Strom handeln, der das
Leuchtelement zum Leuchten bringt oder um (komplexe) digitale Signale
oder Signalfolgen handeln, die auf dem Display eine entsprechende
visuelle Darstellung bewirken oder in einem Anzeigeelement ohne
Display eine entsprechende Anzeige bewirken.
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Zur
Erzeugung des Stroms, der das Leuchtelement zum Leuchten bringt,
ist in der Signalausgabevorrichtung beispielsweise ein elektronisches
Bauteil vorgesehen, welches einen Signalausgang zum Ausgeben des
Anzeigesignals aufweist, welches einen Signaleingang aufweist, über den
es angesteuert werden kann, und welches an eine Stromversorgung angeschlossen
ist. Für
die Ansteuerung von Displays sind entsprechende elektrische und/oder
elektronische Schaltungen bekannt, die die Anzeigesignale erzeugen.
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Bedienelemente
weisen beispielsweise eine berührungsempfindliche
Oberfläche
auf, die z. B. Teil eines berührungsempfindlichen
Displays sein kann, Teil einer Folientastatur sein kann oder unabhängig von
einem Display oder einer solchen Tastatur vorgesehen sein kann.
Das Bedienelement kann einen Taster und/oder Schalter aufweisen.
In jedem Fall wird durch die Bedienung des Bedienelements ein Signal
erzeugt, das ausgegeben wird.
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In
dem Ausführungsbeispiel,
das in 1 dargestellt ist, sind sämtliche Anzeigeelemente 7, 8 und
sämtliche
Bedienelemente 3, 5, die dem Betrieb einer Betriebseinrichtung
oder mehrerer Betriebseinrichtungen dienen, zu einer gerätetechnischen
Einheit 1 zusammengefasst, die beispielsweise vormontiert
werden kann und daher auf einfache Weise in einen Führertisch
eingebaut werden kann. Beispielsweise sind sämtliche Anzeigeelemente und
Bedienelemente, die für
den Betrieb der Heizungs- und/oder Klimaanlage im Führerstand
erforderlich sind, Teil der gerätetechnischen
Einheit 1. Weitere Bedien- und Anzeigeelemente für andere
Einrichtungen können
zusätzlich
und/oder als Teile anderer Einheiten vorgesehen sein. In 1 sind
außer
der Einheit 1 weitere in den Führertisch integrierbare Einheiten 2a und 2b dargestellt,
die jeweils Bedien- und/oder Anzeigeelemente für den Betrieb anderer Einrichtungen wie
z. B. Türsteuerung,
Zugsicherung, Fahrzeug-Antriebssteuerung, Fahrzeug-Bremse und/oder
Fahrzeug-Stromversorgung
aufweisen.
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Die
gerätetechnische
Einheit 1, die z. B. in einem Gehäuse untergebracht sein kann,
weist eine Leiterplatte 13 auf, an der die Bedien- und
Anzeigeelemente 3, 5 7, 8 angeordnet
sind. Die Darstellung in 1 ist schematisch zu verstehen.
Das mit 1 bezeichnete Rechteck zeigt eine mögliche Ansicht
der im Führertisch
sichtbaren Oberflächen
der Elemente 3, 5, 7, 8. Mit 11a bis 11d sind
die physikalischen Bauteile der Elemente 3, 5, 7, 8 bezeichnet,
die an der Leiterplatte 13 befestigt sind und über Leiterbahnen
elektrisch angeschlossen sind. Die Verbindungen 9a–9d sind
als logische Zuordnungen zu den dargestellten Elementen 3, 5, 7, 8 zu
verstehen. Die Verbindung 9a z. B. stellt die logische
Zuordnung zwischen dem Bauteil 11a und der sichtbaren Oberfläche des
Bedienelements 3 her, usw. Es ist jedoch auch möglich, dass
die sichtbaren Oberflächen
von separaten Teilen der Elemente 3, 5, 7, 8 gebildet
werden, sodass die Verbindungen 9a–9d realen elektrischen
Verbindungen entsprechen.
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Die
Bauteile 11a–11d,
die von der Leiterplatte 13 getragen werden, sind über Signalleitungen 14a–14d jeweils
mit einem Signalwandler 15 verbunden. Über die Signalleitungen 14c, 14d werden
die Ansteuersignale zum Ansteuern der Bauteile 11c, 11d von
dem Signalwandler 15 zu diesen Bauteilen 11c, 11d übertragen. Über die
Signalleitungen 14a, 14b werden die von den Bauteilen 11a, 11b der
Bedienelemente 3, 5 erzeugten Signale zu dem Signalwandler 15 übertragen.
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Der
Signalwandler 15 ist an einen seriellen Bus 16 zur Übertragung
von digitalen Signalen angeschlossen. An den Bus 16 ist
zumindest noch ein zentraler Leitrechner 17 des Schienenfahrzeugs
bzw. Schienenfahrzeug-Verbandes angeschlossen. Alternativ zu der
Ausgestaltung gemäß 1 kann
jedoch auch ein Teil der Signalleitungen 14a–14d an
mehrere Signalwandler angeschlossen sein, die z. B. wiederum jeweils über separate
Busverbindungen mit dem zentralen Leitrechner 17 verbunden
sind.
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Der
Leitrechner 17 ist über
Steuerleitungen und/oder Zustandserfassungsleitungen 31 mit
der Heizungs- und/oder Klimaanlage 18 verbunden. Diese
Leitungsverbindungen zwischen dem Leitrechner 31 und der
Anlage 18 können
jedoch auch ganz oder teilweise über
den Bus 16 realisiert sein. In diesem Fall ist also die
Anlage 18 an den Bus 16 angeschlossen.
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Über die
Zustandserfassungsleitungen werden Zustände der Anlage 18 erfasst,
wie beispielsweise eine oder mehrere Temperaturen von Fahrgasträumen, Feuchtigkeitswerte
der Fahrgasträume und/oder
Druckwerte des Luftdrucks innerhalb der Fahrgasträume. Über die
Steuerleitungen wird die Anlage 18 von dem Leitrechner 17 angesteuert
und auf diese Weise beispielsweise die Temperatur, der Druck und/oder
die Luftfeuchtigkeit eingestellt. Vorzugsweise weist der Leitrechner
Software und/oder Hardware auf, durch die entsprechende Regelungen der
Temperatur, des Drucks und/oder der Feuchte implementiert sind.
Die Solltemperatur, der Solldruck und/oder die Sollfeuchtigkeit
wird durch Bedienung der Bedienelemente 3, 5 für die Regelung
oder Steuerung der Anlage 18 vorgegeben. Stellt der Fahrzeugführer beispielsweise
durch Bedienung des Bedienelements 3 die Solltemperatur
auf einen höheren Wert
als zuvor ein, wird ein entsprechendes Bediensignal über die
Signalleitung 14a zu dem Signalwandler 15 übertragen
wird. Dieser wandelt das Signal in ein Signal um, das gemäß dem vereinbarten Übertragungsprotokoll
des Busses 16 über
diesen zu dem Leitrechner 17 übertragen wird. Vom Leitrechner 17 werden
die Bussignale empfangen und der implementierten Regelung zur Verfügung gestellt.
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Außer der
Heizungs- und/oder Klimaanlage 18 können weitere Einrichtungen
an den Leitrechner 17 angeschlossen sein. In 1 ist
stellvertretend für solche
Einrichtungen eine Türsteuerung 28 dargestellt.
In der im Führertisch
verbauten Einheit 2a befinden sich entsprechende Bedienelemente
und Anzeigeelemente der Türsteuerung.
Wiederum sind die für
den Fahrzeugführer
sichtbaren bzw. unmittelbar zugänglichen
Teile dieser Elemente signaltechnisch über Signalleitungen 19a, 19b (insbesondere
Leiterbahnen) mit nicht näher
dargestellten Bauteilen auf einer Leiterplatte 12 verbunden,
wobei sowohl die Elemente als auch die Bauteile auf der Leiterplatte 12 angeordnet
sind. Die so realisierten Bedien- und Anzeigeelemente sind über Signalleitungen 24a, 24b mit
dem Signalwandler 15 oder alternativ mit einem anderen
Signalwandler verbunden, der an den Bus 16 oder einen anderen
Bus angeschlossen ist.
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Beim
Betrieb der Türsteuerung
gibt der Fahrzeugführer
beispielsweise über
die Betätigung
eines entsprechenden Bedienelements in Einheit 2a vor, dass
die Außentüren in Passagierwaggons
automatisch geschlossen werden sollen. Dieses Bediensignal gelangt über die
zuvor beschriebene Signalverbindungskette zu dem Leitrechner 17,
welcher die eigentliche Türsteuerung 28 entsprechend
ansteuert. Die Türsteuerung 28 startet
dann den vorgeschriebenen Zyklus zum Schließen der Türen. Wenn die Türen geschlossen
sind, wird ein entsprechendes Rückmeldungssignal über den
Leitrechner 17, den Bus 16, den Signalwandler 15 und
die Signalleitungen 24a oder 24b zu den Anzeigeelementen
der Türsteuerung übertragen
und für
den Fahrzeugführer sichtbar
zur Anzeige gebracht.
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1 zeigt,
dass die Leiterplatte 12 außerdem an eine weitere Einheit 2b angeschlossen
ist, die Bedien- und Anzeigeelemente für eine weitere Einrichtung
aufweist, beispielsweise eine Fahr- Bremssteuerung zur Steuerung
des Fahr- und Bremsbetriebes des Schienenfahrzeugs. Die Leiterplatte
kann einen auf ihr angeordneten Signalwandler zum Anschluss an den
Bus aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Teil
der an der Leiterplatte angeordneten Elemente über einen Signalwandler an
den Bus angeschlossen sein, der sich nicht auf der Leiterplatte
befindet.
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In
dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Einheit 2a ein
Bedienelement 6 auf, das das zentrale Beleuchtungs-Bedienelement
für die
Einstellung des Beleuchtungsgrades aller beleuchteten Elemente der
gesamten Anordnung ist. Wenn der Fahrzeugführer den Beleuchtungsgrad ändern möchte, bedient
er das Bedienelement in entsprechender Weise. Beispielsweise handelt
es sich bei dem Bedienelement 6 um einen Kurzhubtaster
am Rand eines Displays 4. Durch einmaliges Drücken des
Kurzhubtasters wählt
der Fahrzeugführer
z.B. die Dimmstufe 1 aus. Dies bedeutet, dass der Beleuchtungsgrad
im Bereich von 0 bis 10 % der maximalen Leuchtstärke der beleuchteten Elemente
liegen soll. Durch zweimaliges Drücken des Kurzhubtasters innerhalb
einer vorgegebenen Zeitspanne von z.B. 2 Sekunden würde der
Fahrzeugführer
einen anderen Dimmbereich auswählen
können.
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Ein
in 1 nicht näher
dargestelltes Bauelement, das auf der Leiterplatte 12 angeordnet
ist und das über
die Signalleitung 19a mit dem Bedienelement 6 verbunden
ist, registriert die Betätigung
des Bedienelements 6 und erzeugt entsprechend der Betätigung ein
Signal, das über
die Signalleitung 24a zu dem Signalwandler 15 übertragen
wird, von diesem umgewandelt wird und über den Bus 16 an
den Leitrechner 17 übertragen
wird. Der Leitrechner 17 empfängt das umgewandelte Signal
und erhält
damit die Information über
die Art der Betätigung
des Bedienelements 6. In dem konkreten Beispiel erhält der Leitrechner
daher die Information, dass die Dimmstufe 1 gewählt wurde.
Unter Berücksichtigung
von in dem Leitrechner vorliegenden Informationen über die
Helligkeit an der Oberfläche
des Führertischs,
in den die Bedien- und Anzeigeelemente eingelassen sind, berechnet
der Leitrechner 17 z.B., dass sämtliche beleuchteten Elemente
mit 5 % ihrer maximalen Leuchtstärke
leuchten sollen. Alternativ können
für verschiedene
beleuchtete Elemente verschiedene prozentuale Werte der maximalen
Leuchtstärke
ermittelt werden, wobei auch diese verschiedenen Werte unter den
gegebenen Bedingungen der Vorgabe des Fahrzeugführers entsprechen, die dieser über das Bedienelement 6 eingegeben
hat.
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Der
Leitrechner 17 gibt nun ein Steuersignal (oder im Fall
verschiedener Werte mehrere Steuersignale) aus, die über den
Bus 16 an eine in den Signalwandler 15 integrierte
Signalausgabevorrichtung übertragen
werden. Die Signalausgabevorrichtung 20 erzeugt für jedes
der beleuchteten Elemente ein entsprechendes Stellsignal, das über die
Signalleitungen 14, 24 ausgegeben wird.
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Die
beleuchteten Elemente, im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Bedienelement 3,
die Anzeigeelemente 7, 8 und das Display 4,
empfangen die Signale von der Signalausgabevorrichtung 20 und
reagieren dementsprechend mit der Einstellung ihrer Leuchtstärke.
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Ein
Beispiel für
das Stellsignal, welches von der Signalausgabevorrichtung 20 an
das Anzeigeelement 8 über
die Signalleitung 14c übertragen
wird, ist in 3 dargestellt. Die Figur zeigt
den zeitlichen Verlauf eines Spannungssignals. Die horizontal verlaufende
Koordinatenachse stellt die Zeitachse dar und ist daher mit t bezeichnet.
Die vertikale Koordinatenachse ist mit U bezeichnet und stellt die
Spannung in der Signalleitung 14c im Vergleich zu einem
Bezugspotential dar.
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Der
in 3 gezeigte zeitliche Verlauf des Spannungszustandes
wird durch Pulsweitenmodulation in der Signalausgabevorrichtung 20 erzeugt.
Die Spannungspulse sind bis zum Zeitpunkt t1 kürzer als danach. Die entsprechend
höhere
Pulsfrequenz bis zum Zeitpunkt t1 wird von dem Bauteil 11c ausgewertet
und die Beleuchtungsstärke
einer LED am sichtbaren Teil des Anzeigeelements 8 dementsprechend auf
einen höheren
Wert eingestellt als nach dem Zeitpunkt t1, ab dem sich die Frequenz
verringert.
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Außerdem ermittelt
das Bauteil 11c aus dem Niveauunterschied des oberen Potentials
U1 und des unteren Potentials U2 des Spannungssignals (oder aus
dem zeitlichen Mittelwert oder Effektivwert der Spannung), dass
ein bestimmter Anzeigewert dargestellt werden soll. Insbesondere
kann der Mittelwert oder Effektivwert unmittelbar für die Erzeugung
des Anzeigewerts verwendet werden. Dieser Anzeigewert ändert sich
zum Zeitpunkt t1 nicht.
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2 zeigt
eine für
den Fahrzeugführer sichtbare
Einheit 2a, die in den Führertisch integriert sein kann
und bei der es sich um die Einheit 2a gemäß 1 handeln
kann. Mit kleinen Rechtecken sind insgesamt neun Bedienelemente
der Einheit 2a symbolisiert, von denen nur ein einziges
mit einem Bezugszeichen bezeichnet ist, nämlich das Bedienelement 6,
bei dem es sich um das Beleuchtungs-Bedienelement 6 gemäß 1 handeln
kann.
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Ferner
weist die Einheit 2a ein Display 4 auf, das den
größten Teil
der sichtbaren Oberfläche
der Einheit 2a einnimmt.
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Das
Beleuchtungs-Bedienelement 6 dient der Einstellung des
Beleuchtungsgrades für
alle beleuchteten Bedien- und Anzeigeelemente des Führerstandes.
Hierzu können
noch weitere Bedien- und Anzeigeelemente als diejenigen Elemente
der Einheit 2a gehören.
Z.B. sind weitere, der Einheit 2a ähnliche Einheiten für den Betrieb
anderer Einrichtungen des Fahrzeugs vorgesehen und/oder einzelne,
nicht zu gemeinsamen Einheiten kombinierte Bedien- und/oder Anzeigeelemente
wie z.B. beleuchtete Schalter oder Taster.
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Das
Beleuchtungs-Bedienelement 6 ist mit einer Signal-Übertragungsvorrichtung
verbunden, bei der es sich z.B. um den Signalwandler 15 gemäß 1 handeln
kann. Dieser ist wiederum mit dem Rechner verbunden, bei dem es
sich um den Leitrechner 17 gemäß 1 handeln
kann. Der Rechner ist mit der Signalausgabevorrichtung verbunden,
die wie in 1 dargestellt in den Signalwandler 15 integriert
sein kann oder aber als separate Einrichtung vorgesehen sein kann.
Daher muss die Verbindung zwischen der Vorrichtung 15 und
dem Rechner 17 nicht identisch mit der Verbindung zwischen
dem Rechner 17 und der Signalausgabevorrichtung 20 sein.
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Die
Signalausgabevorrichtung 20 ist wiederum mit einer Mehrzahl
von Einheiten 1, 2a, 2b verbunden, in
denen jeweils eine Mehrzahl von Bedien- und/oder Anzeigeelementen
zu bautechnischen Einheiten zusammengefasst sind.
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Die
in 2 dargestellte Anordnung kann wie anhand von 1 beschrieben
funktionieren.
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Dadurch,
dass ein einziges Beleuchtungs-Bedienelement für die Einstellung aller beleuchteten
Elemente verwendet wird, kann Platz im Bereich des Führerstandes
gespart werden. Außerdem
wird die Endmontage erleichtert.