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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit wenigstens
einem ersten Wagen, wobei der erste Wagen eine Steuereinrichtung
zur Steuerung entfernter Komponenten des Schienenfahrzeugs und eine
mit der Steuereinrichtung verbundene erste Datenübertragungseinrichtung eines
ersten Typs zur Übertragung
von Steuerdaten der Steuereinrichtung zu den entfernten Komponenten
umfasst. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines
Schienenfahrzeugs.
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Ein
Problem bei derartigen Schienenfahrzeugen besteht darin, dass bei
einem Verband aus mehreren Wagen mit Datenübertragungseinrichtungen unterschiedlichen
Typs (beispielsweise Zugbussystemen unterschiedlichen Typs), sofern
dieser überhaupt
hergestellt werden kann, in der Regel ein vergleichsweise hoher
Aufwand zu betreiben ist, um die Steuerung der einzelnen Komponenten
des Fahrzeugs in den unterschiedlichen Wagen ausgehend von einer
zentralen Steuereinheit zu gewährleisten. Häufig ergibt
sich ein solches Szenario, wenn Wagen eines neueren Wagentyps mit
Wagen eines älteren Wagentyps
zu einem Verband gekoppelt werden sollen. Häufig bestehen hierbei sogar
physikalische Unverträglichkeiten
der Datenübertragungseinrichtungen
unterschiedlichen Typs.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Schienenfahrzeug
bzw. ein Verfahren zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs der eingangs
genannten Art zur Verfügung
zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest
in deutlich geringerem Maße
aufweist und insbesondere auf einfache und kostengünstige Weise
die Herstellung eines Verbands aus Wagen mit Datenübertragungseinrichtungen
unterschiedlichen Typs ermöglicht.
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Die
vorliegende Erfindung löst
diese Aufgabe ausgehend von einem Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale. Sie löst
diese Aufgabe weiterhin ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 11 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 11
angegebenen Merkmale.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass
man auf einfache und kostengünstige
Weise die Herstellung eines Verbands aus Wagen mit Datenübertragungseinrichtungen
unterschiedlichen Typs ermöglicht,
wenn ein Wagen mit einer zentralen Steuereinrichtung mit wenigstens
zwei mit der Steuereinrichtung verbundenen Datenübertragungseinrichtungen unterschiedlichen Typs
ausgerüstet
wird, sodass dieser Wagen auch mit anderen Wagen gekoppelt werden
kann, welche nur eine Datenübertragungseinrichtung
eines dieser beiden Typen umfassen. Die Steuereinrichtung ist dann
so ausgebildet, dass sie erkennt, welcher Typ der Datenübertragungseinrichtung
angekoppelt wird, und dementsprechend auf die Nutzung der mit diesem
angekoppelten Typ kompatiblen Datenübertragungseinrichtung umschaltet.
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Im
Falle des häufig
auftretenden Szenarios einer Kopplung von Wagen unterschiedlicher
Baureihen (meist unterschiedlich alter Baureihen) kann dann beispielsweise
vorgesehen sein, dass ein Wagen aus einer jüngeren Baureihe die Steuereinrichtung
trägt und
sowohl mit einer Datenübertragungseinrichtung
jüngeren
Typs als auch mit einer Datenübertragungseinrichtung älteren Typs
ausgestattet ist. Wird ein Wagen einer älteren Baureihe (der eine mit dem älteren Typ
kompatible Datenübertragungseinrichtung
aufweist) mit diesem Wagen aus der jüngeren Baureihe (oder einem
Verband aus Wagen dieser jüngeren
Baureihe) gekoppelt, so erkennt die Steuereinrichtung die Ankopplung
einer solchen älteren
Datenübertragungseinrichtung
und schaltet automatisch auf die Nutzung der Datenübertragungseinrichtung
um, die mit diesem älteren
Typ kompatibel ist.
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Hiermit
ist es in einfacher Weise möglich, Wagen
mit Datenübertragungseinrichtungen
unterschiedlichen Typs zu koppeln. Während der Herstellungsaufwand
für die
jüngeren
Wagen in vertretbaren Grenzen bleibt, reduziert sich der Umrüstungsaufwand
für die älteren Wagen
zumindest erheblich. Im günstigsten
Fall ist keinerlei Umrüstung
an den älteren
Wagen erforderlich, und eine Kopplung der Wagen kann ohne weiteren
Aufwand erfolgen.
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Es
versteht sich hierbei, dass der die Steuereinrichtung tragende Wagen
auch mehr als zwei Datenübertragungseinrichtungen
unterschiedlichen Typs tragen kann, um so seine Koppelbarkeit mit
Wagen unterschiedlichsten Typs zu gewährleisten.
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Ein
weiterer Vorteil dieser Gestaltung liegt darin, dass bei einem Verband,
der ausschließlich aus
Wagen besteht, welche Datenübertragungseinrichtungen
beider Typen aufweisen, im Normalfall der Betrieb mit den (gegebenenfalls
leistungsfähigeren) Datenübertragungseinrichtungen
des einen Typs erfolgt, während
im Falle einer Störung dieser
Datenübertragungseinrichtungen
des einen Typs auf einen Betrieb mit den (gegebenenfalls weniger
leistungsfähigen)
Datenübertragungseinrichtungen
des anderen Typs umgeschaltet wird. Die hiermit geschaffene Redundanz
bringt eine meist ohnehin erwünschte
erhöhte
Betriebssicherheit des Fahrzeugs mit sich, sodass der erhöhte Aufwand
bei diesen Wagen in jedem Fall gerechtfertigt ist.
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Bei
vorteilhaften Varianten der Erfindung ist es ohne Weiteres möglich, die
Datenübertragungseinrichtungen
und gegebenenfalls auch die jeweils zugehörigen Steuerungsbereiche in
der Steuereinrichtung logisch zu trennen, sodass eine getrennte Zulassung
bzw. Zertifizierung dieser beiden Steuerungsstränge erfolgen kann. Eine Änderung
in dem einen Strang erfordert dann keine erneute Zulassung bzw.
Zertifizierung des anderen, unveränderten Stranges, wodurch sich
die Anpassung an veränderte
Gegebenheiten bei unveränderter
Kompatibilität mit
(unveränderten)
Wagen anderen Typs erheblich vereinfacht.
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Gemäß einem
ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Schienenfahrzeug
mit wenigstens einem ersten Wagen, wobei der erste Wagen eine Steuereinrichtung
zur Steuerung entfernter Komponenten des Schienenfahrzeugs und eine
mit der Steuereinrichtung verbundene erste Datenübertragungseinrichtung eines
ersten Typs zur Übertragung
von Steuerdaten der Steuereinrichtung zu den entfernten Komponenten
umfasst. Es ist weiterhin wenigstens eine zweite Datenübertragungseinrichtung
eines von dem ersten Typ verschiedenen zweiten Typs zur Übertragung
von Steuerdaten der Steuereinrichtung zu den entfernten Komponenten vorgesehen.
Die Steuereinrichtung weist eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung
wenigstens einer für die
zu verwendende Datenübertragungseinrichtung repräsentativen
Erfassungsgröße auf.
Weiterhin ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, in Abhängigkeit
von dem aktuellen Wert der Erfassungsgröße von der Nutzung der ersten
Datenübertragungseinrichtung
auf eine Nutzung der zweiten Datenübertragungseinrichtung umzuschalten.
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Bei
den jeweils über
die unterschiedlichen Datenübertragungseinrichtungen übertragenen Steuerdaten
kann es sich in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Typ der Datenübertragungseinrichtung
sowohl um identische Daten bzw. Daten identischen Inhalts als auch
um Daten unterschiedlichen Inhalts handeln. Weiterhin können sich
diese Steuerdaten natürlich
lediglich hinsichtlich ihrer Gestaltung (Format, Paketierung etc.)
unterscheiden.
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Für die Datenübertragungseinrichtungen können grundsätzlich beliebige
bekannte Leittechniksysteme für
Schienenfahrzeuge zur Anwendung kommen. Diese können ganz oder teilweise drahtgebunden
aber auch ganz oder teilweise drahtlos gestaltet sein. Vorzugsweise
handelt es sich hierbei um herkömmliche
Bussysteme, insbesondere herkömmliche
Zugbussysteme. Bei vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs
ist der vorgesehen, dass der erste Typ der ersten Datenübertragungseinrichtung
ein erstes Bussystem ist und zusätzlich
oder alternativ der zweite Typ der zweiten Datenübertragungseinrichtung ein
zweites Bussystem ist.
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Die
Datenübertragungseinrichtungen
unterschiedlichen Typs können
sich grundsätzlich
hinsichtlich beliebiger Eigenschaften unterscheiden. Vorzugsweise
weist die erste Datenübertragungseinrichtung
eine erste Datenübertragungsrate,
eine erste maximale Datenpaketgröße und ein
erstes Spannungsniveau der Frittspannung auf, während die zweite Datenübertragungseinrichtung
eine zweite Datenübertragungsrate,
eine zweite maximale Datenpaketgröße und ein zweites Spannungsniveau der
Frittspannung aufweist. Die erste Datenübertragungsrate ist dann bevorzugt
größer als
die zweite Datenübertragungsrate.
Zusätzlich
oder alternativ ist die erste maximale Datenpaketgröße größer als
die zweite maximale Datenpaketgröße. Ebenso
kann zusätzlich
oder alternativ das erste Spannungsniveau höher sein als das zweite Spannungsniveau.
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Die
Unterschiede der beiden Datenübertragungseinrichtungstypen
können
grundsätzlich
beliebig stark ausfallen. Vorzugsweise beträgt die erste Datenübertragungsrate
wenigstens 500 kBaud, insbesondere wenigstens 1 MBaud, während die
zweite Datenübertragungsrate
höchstens
250 kBaud, insbesondere höchstens
125 kBaud, beträgt.
Zusätzlich oder
alternativ kann die erste maximale Datenpaketgröße wenigstens 64 Byte, insbesondere
wenigstens 128 Byte, betragen, während
die zweite maximale Datenpaketgröße höchstens
64 Byte, insbesondere höchstens
32 Byte, beträgt.
Weiterhin kann zusätzlich
oder alternativ das erste Spannungsniveau wenigstens 24 V, insbesondere
wenigstens 48 V, betragen, während
das zweite Spannungsniveau höchstens
60 V, insbesondere höchstens
28 V, beträgt.
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Die
Einspeisung der Steuerdaten in die beiden unterschiedlichen Datenübertragungseinrichtungen
kann grundsätzlich
durch dieselbe Steuereinheit erfolgen. Bei den oben bereits geschilderten
vorteilhaften Varianten mit einer logischen Trennung zwischen den
beiden Steuerungssträngen
ist demgegenüber
vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine erste Steuereinheit
und eine zweite Steuereinheit umfasst, wobei die erste Steuereinheit
zur Einspeisung der Steuerdaten mit der ersten Datenübertragungseinrichtung
verbunden ist, die zweite Steuereinheit zur Einspeisung der Steuerdaten
mit der zweiten Datenübertragungseinrichtung
verbunden ist und die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, in
Abhängigkeit
von dem aktuellen Wert der wenigstens einen Erfassungsgröße von der
Nutzung der ersten Steuereinheit auf eine Nutzung der zweiten Steuereinheit
umzuschalten.
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Die
Umschaltung von der Nutzung der ersten Steuereinheit auf die Nutzung
der zweiten Steuereinheit kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter
Weise erfolgen. Beispielsweise kann eine rein softwarebasierte Umschaltung
erfolgen, bei der die Umschaltung lediglich über eine veränderte Adressierung
in der Steuereinrichtung, also beispielsweise das Ansprechen unterschiedlicher
Speicherbereiche, erfolgt. Bei besonders einfachen und robusten
Varianten der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuereinrichtung
eine Energieversorgungseinrichtung und eine mit der Erfassungseinrichtung
verbindbare Umschalteinrichtung, wobei die Energieversorgungseinrichtung über die
Umschalteinrichtung mit der ersten Steuereinheit oder der zweiten
Steuereinheit verbindbar ist. Die Umschalteinrichtung ist dazu ausgebildet,
in Abhängigkeit
von dem aktuellen Wert der wenigstens einen Erfassungsgröße die erste
Steuereinheit oder die zweite Steuereinheit mit der Energieversorgungseinrichtung
zu verbinden. Hierdurch ist in besonders einfacher Weise sichergestellt,
dass zuverlässig
nur eine der beiden Steuereinheiten aktiv ist.
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Das
Erkennen der Ankopplung eines Wagens mit ausschließlich einer
Datenübertragungseinrichtung
des zweiten Typs kann grundsätzlich
auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Vorzugsweise umfasst der
erste Wagen wenigstens eine Kopplungseinrichtung zur Ankopplung
eines zweiten Wagens und die Erfassungseinrichtung umfasst eine
Erfassungseinheit zur Erfassung eines an einem Anschluss der Kopplungseinrichtung
anliegenden Signals als für
die zu verwendende Datenübertragungseinrichtung
repräsentative
Erfassungsgröße. Mit
anderen Worten muss lediglich an der Kopplungseinrichtung ein entsprechendes
Signal abgegriffen werden, anhand dessen dann entschieden werden
kann, ob und auf welchen Datenübertragungseinrichtungstyp
umgeschaltet wird.
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Für diese
Entscheidung kommen grundsätzlich
beliebige geeignete Signale an dem betreffenden Anschluss der Kopplungseinrichtung
infrage. Vorzugsweise ist die für
die zu verwendende Datenübertragungseinrichtung
repräsentative
Erfassungsgröße ein an
dem Anschluss der Kopplungseinrichtung anliegendes Spannungsniveau,
da sich derartige unterschiedliche Spannungsniveaus in der Regel
besonders einfach erfassen und verarbeiten lassen.
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Bei
bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ist weiterhin
vorgesehen, dass die Steuereinrichtung einen manuell betätigbaren
Auswahlschalter umfasst und die Erfassungseinrichtung als eine für die zu
verwendende Datenübertragungseinrichtung
repräsentative
Erfassungsgröße eine
für den
Schaltzustand des Auswahlschalters repräsentative Größe erfasst.
Mithin ist es also bei dieser Variante möglich, dass der Fahrzeugführer entscheidet,
dass auf den einen oder anderen Datenübertragungseinrichtungstyp
umgeschaltet wird. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn
der Fahrzeugführer
eine Störung
in der Datenübertragungseinrichtung
des einen Typs erkennt und sich zu einem manuellen Umschalten entschließt. Es versteht
sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine derartige
Umschaltung im Störungsfall
auch automatisch erfolgen kann.
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Wie
bereits erwähnt,
lassen sich mit der vorliegenden Erfindung Schienenfahrzeuge zusammenstellen,
die ausschließlich
aus einem Verband aus Wagen bestehen, die jeweils Datenübertragungseinrichtungen
beider Typen tragen. Bevorzugt kommt die Erfindung jedoch bei Schienenfahrzeugen
zur Anwendung, bei denen wenigstens ein mit dem ersten Wagen gekoppelter
zweiter Wagen vorgesehen ist, wobei der zweite Wagen keine Datenübertragungseinrichtung
des ersten Typs sowie eine Datenübertragungseinrichtung
eines dritten Typs umfasst, die mit der Datenübertragungseinrichtung des
zweiten Typs des ersten Wagens über
eine Kopplungseinrichtung gekoppelt ist. Dieser dritte Typ ist zumindest
mit dem zweiten Typ kompatibel, insbesondere mit dem zweiten Typ
identisch. Die Steuereinrichtung ist dann auf die Nutzung der zweiten
Datenübertragungseinrichtung
umgeschaltet, sodass die Ansteuerung der Komponenten des Schienenfahrzeugs
problemlos vonstatten gehen kann.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Verfahren zur Steuerung
eines Schienenfahrzeugs mit wenigstens einem ersten Wagen, bei dem über eine
Steuereinrichtung des ersten Wagens entfernte Komponenten des Schienenfahrzeugs
ansteuerbar sind, indem über
eine erste Datenübertragungseinrichtung
eines ersten Typs zu den entfernten Komponenten übertragene Steuerdaten verwendet
werden. Die entfernten Komponenten des Schienenfahrzeugs sind ansteuerbar,
indem Steuerdaten über
wenigstens eine zweite Datenübertragungseinrichtung
eines von dem ersten Typ verschiedenen zweiten Typs zu den entfernten
Komponenten übertragen
werden. Es wird wenigstens eine für die zu verwendende Datenübertragungseinrichtung
repräsentative Erfassungsgröße erfasst
und die Steuereinrichtung schaltet in Abhängigkeit von dem aktuellen
Wert der Erfassungsgröße von der
Nutzung der ersten Datenübertragungseinrichtung
auf eine Nutzung der zweiten Datenübertragungseinrichtung um. Mit
diesem Verfahren lassen sich die oben beschriebenen Vorteile und
Varianten in demselben Maße realisieren,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich auf die obigen
Ausführungen
Bezug genommen wird.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der
nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,
welche auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt. Es zeigt:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs
in einer ersten Konfiguration, bei dem eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs durchgeführt werden kann;
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2 ein
schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs
in einer zweiten Konfiguration, bei dem eine bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs durchgeführt werden kann;
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3 ein
schematisches Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs
in einer dritten Konfiguration, bei dem eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Steuerung eines Schienenfahrzeugs durchgeführt werden kann.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Die 1 und 2 zeigen
schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 101 in
unterschiedlichen Konfigurationen. Das Schienenfahrzeug 101 umfasst
in der Konfiguration aus 1 einen ersten Wagen 101.1,
einen zweiten Wagen 101.2 und einen dritten Wagen 101.3,
die über
eine erste Kopplungseinrichtung 102.1 bzw. eine zweite
Kopplungseinrichtung 102.2 miteinander gekoppelt sind.
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Der
erste Wagen 101.1 umfasst eine Steuereinrichtung 103 mit
einer ersten Steuereinheit 103.1, die mit einer ersten
Datenübertragungseinrichtung
in Form eines ersten Datenbusses 104 verbunden ist. Der
Datenbus 104 ist als Zugbus ausgebildet und dient in an
sich bekannter Weise unter anderem dazu, von der ersten Steuereinheit 103.1 eingespeiste Steuerdaten
zu entfernten, anzusteuernden Komponenten (nicht dargestellt) des
Fahrzeugs 101 zu übermitteln.
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Der
erste Wagen 101.1 umfasst weiterhin eine zweite Steuereinheit 103.2 der
Steuereinrichtung 103. Die zweite Steuereinheit 103.2 ist
mit einer zweiten Datenübertragungseinrichtung
in Form eines zweiten Datenbusses 105 verbunden. Der Datenbus 105 ist
ebenfalls als Zugbus ausgebildet und dient in an sich bekannter
Weise unter anderem dazu, von der zweiten Steuereinheit 103.2 eingespeiste
Steuerdaten zu entfernten, anzusteuernden Komponenten (nicht dargestellt)
des Fahrzeugs 101 zu übermitteln.
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Während der
erste Zugbus 104 von einem ersten Typ ist, ist der zweite
Zugbus 105 von einem zweiten Typ, der von dem ersten Typ
verschieden ist. Bei dem ersten Zugbus 104 handelt es auf
sich im vorliegenden Beispiel um einen Datenbus mit einer ersten
Datenübertragungsrate
von 1 MBaud, bei dem eine erste maximale Datenpaketgröße von 128
Byte realisiert werden kann. Der erste Zugbus 104 wird dabei
mit einer ersten Frittspannung von 48 V betrieben. Der zweite Zugbus 105 ist
demgegenüber
ein Datenbus mit einer zweiten Datenübertragungsrate von 125 kBaud,
bei dem eine zweite maximale Datenpaketgröße von 32 Byte realisiert werden
kann. Der zweite Zugbus 105 wird dabei mit einer zweiten Frittspannung
von 28 V betrieben.
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Hieraus
wird deutlich, dass es sich bei dem ersten Zugbus 104 um
einen deutlich leistungsfähigeren
Datenbus als bei dem zweiten Zugbus 105 handelt. Es versteht
sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch ein anderes
Verhältnis der
Leistungsfähigkeit
der beiden Datenbusse gegeben sein kann. So kann insbesondere auch
vorgesehen sein, dass die beiden Datenbusses grundsätzlich dieselbe
Leistungsfähigkeit
aufweisen, sich jedoch hinsichtlich anderer Parameter unterscheiden.
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Der
zweite Wagen 101.2 weist demgegenüber lediglich eine dritte Datenübertragungseinrichtung
in Form eines dritten Datenbusses 106 auf, der mit dem
zweiten Datenbus 105 über
eine erste Kontakteinrichtung 102.3 der ersten Kopplungseinrichtung 102.1 gekoppelt
ist. Der dritte Datenbus 106 ist wiederum ein Zugbus eines
dritten Typs, der mit dem zweiten Typ des zweiten Zugbusses 105 kompatibel ist.
Im einfachsten Fall sind der zweite und dritte Typ identisch. Der
dritte Zugbus 106 ist im vorliegenden Beispiel wiederum
ein Datenbus mit einer dritten Datenübertragungsrate von 125 kBaud,
bei dem eine dritte maximale Datenpaketgröße von 32 Byte realisiert werden kann.
Der dritte Zugbus 106 wird mit einer dritten Frittspannung
betrieben, die ebenfalls 28 V beträgt.
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Der
dritte Wagen 101.3 ist wiederum identisch zu dem ersten
Wagen 101.1 aufgebaut, sodass hinsichtlich seiner Eigenschaften
auf die obigen Ausführungen
zu dem ersten Wagen 101.1 verwiesen wird.
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Wird
der erste Wagen 101.1 (wie nachfolgend noch im Zusammenhang
mit 2 näher
erläutert
wird) alleine betrieben oder ausschließlich mit Wagen (wie dem dritten
Wagen 101.3) betrieben, die ebenfalls einen Zugbus des
ersten Typs und einen Zugbus des zweiten Typs aufweisen (also beispielsweise
mit Wagen der gleichen Baureihe), so erfolgt im Normalfall die Datenübertragung über den
leistungsfähigeren
ersten Zugbus 104.
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Wird
hingegen der zweite Wagen 101.2 mit dem ersten Wagen 101.1 gekoppelt,
so wird in der Steuereinrichtung 103 (wie nachfolgend noch
näher erläutert wird)
erfasst, dass der zweite Wagen 101.2 keinen Zugbus des
ersten Typs aufweist, sondern lediglich einen Zugbus des dritten
Typs, mit dem zweiten Typ kompatibel ist. Ist dies der Fall, wird
in der Steuereinrichtung 103 von der Nutzung des ersten Zugbusses 104 auf
eine Nutzung des zweiten Zugbusses 105 umgeschaltet.
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Dieses
Umschalten erfolgt über
eine Umschalteinrichtung 103.3 der Steuereinrichtung 103, über welche
die erste Steuereinheit 103.1 oder die zweite Steuereinheit 103.2 mit
einer Energieversorgungseinrichtung 107 verbunden werden
kann. Nur diejenige Steuereinheit 103.1 bzw. 103.2,
die mit der Energieversorgungseinrichtung 107 verbunden
ist, ist aktiv, während
die andere deaktiviert ist.
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Hierdurch
ergibt sich auf einfache Weise eine logische Trennung der beiden
unterschiedlichen Steuerungsstränge
der Steuereinrichtung 103, sodass eine getrennte Zulassung
bzw. Zertifizierung dieser beiden Steuerungsstränge erfolgen kann. Eine Änderung
in dem einen Strang (beispielsweise dem Strang mit der ersten Steuereinheit 103.1 und dem
ersten Zugbus 104) erfordert dann keine erneute Zulassung
bzw. Zertifizierung des anderen, unveränderten Stranges (beispielsweise
dem Strang mit der zweiten Steuereinheit 103.2 und dem
zweiten Zugbus 105), wodurch sich die Anpassung an veränderte Gegebenheiten
bei unveränderter
Kompatibilität
mit (unveränderten)
Wagen anderen Typs erheblich vereinfacht.
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Die
Umschalteinrichtung 103.3 wird dabei über eine erste Erfassungseinrichtung 103.4 der Steuereinrichtung 103 angesteuert.
Diese erfasst als eine für
die zu verwendende Datenübertragungseinrichtung
repräsentative
Erfassungsgröße das Spannungsniveau
an einem Anschlusselement 102.4 der ersten Kopplungseinrichtung 102.1.
Im vorliegenden Fall ist durch eine Signaleinrichtung 108 des
zweiten Wagens 101.2 an dem Anschlusselement 102.4 ein Spannungsniveau
von 24 V angelegt. Es versteht sich jedoch, dass der anderen Varianten
der Erfindung auch ein beliebiges anderes Spannungsniveau gewählt sein
kann.
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Das
Spannungsniveau an dem Anschlusselement 102.4 wird von
der ersten Erfassungseinrichtung 103.4 erfasst, die dann
ein entsprechendes Steuersignal an einen Steuereingang der Umschalteinrichtung 103.3 übermittelt.
In Abhängigkeit
von diesem Steuersignal der ersten Erfassungseinrichtung 103.4 verbindet
die Umschalteinrichtung dann die zweite Steuereinheit 103.2 mit
der Energieversorgungseinrichtung 107 und aktiviert somit
die zweite Steuereinheit 103.2 und damit die Nutzung des
zweiten Zugbusses 105.
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Hiermit
ist eine schnelle Umschaltung auf den jeweils geeigneten Zugbus
sichergestellt, welche zudem garantiert, dass es zu keinen Beschädigungen
der Fahrzeugkomponenten durch übermäßig hohe
Spannungen oder dergleichen kommt.
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Wie 1 zu
entnehmen ist, wird dieses Steuersignal über eine Signalleitung 109 auch
zu der zweiten Kopplungseinrichtung 102.2 und damit zu dem
dritten Wagen 101.3 weitergeleitet, sodass auch in dem
identisch zu dem ersten Wagen 101.1 aufgebauten dritten
Wagen 101.3 ein Umschalten auf die Nutzung des zweiten
Fahrzeugbusses 105 erfolgt. Mit anderen Worten ist hiermit
sichergestellt, dass sämtliche
Wagen des Fahrzeugs 101 auf die Nutzung eines mit dem dritten
Zugbus 106 kompatiblen Zugbusses 105 umgeschaltet
werden, sobald der zweite Wagen 101.2 an den ersten Wagen 101.1 angekoppelt
wird. Vergleichbares gilt, wenn der dritte Wagen 101.3 später an den
bereits bestehenden Verbund aus dem ersten Wagen 101.1 und
im zweiten Wagen 101.2 angekoppelt wird.
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Eine
Konfiguration, wie sie in 1 dargestellt
ist, ergibt sich häufig
bei einer Kopplung von Wagen unterschiedlich alter Baureihen. Bei
dem ersten Wagen 101.1 handelt es sich dann um einen Wagen
aus einer jüngeren
Baureihe, während
der zweite Wagen 101.2 aus einer älteren Baureihe stammt. Wird
dieser zweite Wagen 101.2 aus der älteren Baureihe mit dem ersten
Wagen 101.1 aus der jüngeren Baureihe
gekoppelt, so erkennt die Steuereinrichtung 103 die Ankopplung
eines solchen älteren
Zugbusses 106 und schaltet automatisch auf die Nutzung des
Zugbusses 105 um, der mit diesem älteren Typ kompatibel ist.
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Hiermit
ist es in einfacher Weise möglich, Wagen
mit Zugbussen unterschiedlichen Typs zu koppeln. Während der
Herstellungsaufwand für
die jüngeren
Wagen 101.1, 101.3 in vertretbaren Grenzen bleibt,
reduziert sich der Umrüstungsaufwand
für die älteren Wagen 101.2 erheblich.
Im günstigsten Fall
ist keinerlei Umrüstung
an den älteren
Wagen 101.2 erforderlich, und eine Kopplung der Wagen kann
ohne weiteren Aufwand erfolgen. So ist es im vorliegenden Beispiel
lediglich nötig,
in dem zweiten Wagen 101.2 an das Anschlusselement 102.4 das entsprechende
Spannungsniveau anzulegen, um sicherzustellen, dass die Erfassungseinrichtung 103.4 einer
Kopplung ein korrektes Signal liefert.
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Ein
weiterer Vorteil dieser Gestaltung wird an Hand der 2 deutlich.
So wird bei einem Verband, der ausschließlich aus Wagen 101.1, 101.3 besteht, welche
Zugbusse 104, 105 beider Typen aufweisen, erfolgt
im Normalfall der Betrieb mit den leistungsfähigeren Zugbussen 104 des
ersten Typs. In diesem Fall ist die jeweilige erste Steuereinheit 103.1 über die
Umschalteinrichtung 103.3 mit der Energieversorgungseinrichtung 107 verbunden
und damit aktiviert (wie dies in 2 dargestellt
ist).
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Im
Falle einer Störung
eines dieser ersten Zugbusse 104 des ersten Typs kann die
Steuereinrichtung 103 automatisch auf einen Betrieb mit
den weniger leistungsfähigen
zweiten Zugbussen 105 des zweiten Typs umschalten. Die
hiermit geschaffene Redundanz bringt eine meist ohnehin erwünschte erhöhte Betriebssicherheit
des Fahrzeugs 101 mit sich, sodass der erhöhte Aufwand
bei diesen Wagen 101.1, 101.3 in jedem Fall gerechtfertigt
ist.
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Das
Umschalten auf den Betrieb mit den zweiten Zugbussen 105 kann
aber auch manuell ausgelöst
werden. Die Steuereinrichtung 103 umfasst hierzu einen
mit der Umschalteinrichtung 103.3 verbundenen manuell betätigbaren
Auswahlschalter 103.5, über
den beispielsweise der Fahrzeugführer die
Umschaltung auslösen
kann. Als eine für
den zu verwendenden Zugbus repräsentative
Erfassungsgröße wird
folglich eine für
den Schaltzustand des Auswahlschalters 103.5 repräsentative
Größe erfasst.
Mithin ist es also bei dieser Variante möglich, dass der Fahrzeugführer entscheidet,
dass auf den einen oder anderen Zugbus eines andern Typs umgeschaltet
wird.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Die 3 zeigt
eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 201.
Das Schienenfahrzeug 201 entspricht in Funktion und Gestaltung
grundsätzlich
dem Schienenfahrzeug 101 aus den 1 und 2,
sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
Insbesondere sind in 3 identische Komponenten mit
identischen Bezugsziffern und gleichartige Komponenten mit um den
Wert 100 erhöhten
Bezugsziffern versehen. Sofern nachfolgend keine anderslautenden
Angaben gemacht werden, wird bezüglich
der Eigenschaften der jeweiligen Komponente auf die obigen Ausführungen
zum ersten Ausführungsbeispiel
verwiesen.
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Der
Unterschied des Schienenfahrzeugs 201 zu dem Schienenfahrzeug 101 aus 1 besteht
in der Art der Umschaltung zwischen der Nutzung der ersten Steuereinheit 103.1 und
der Nutzung der zweiten Steuereinheit 103.2 der Steuereinrichtung 203. Dieses
Umschalten erfolgt über
eine Umschalteinrichtung 203.3 der Steuereinrichtung 203, über welche
zum einen der Datenausgang der ersten Steuereinheit 103.1 entweder
mit der Einspeisung 203.6 in den Datenbus 104 verbunden
ist () oder von dieser Einspeisung 203.6 abgekoppelt ist.
In der in 3 dargestellten abgekoppelten
Position werden dann mit anderen Worten die am Datenausgang der
ersten Steuereinheit 103.1 anliegenden Daten nicht in den ersten
Datenbus 104 weitergeleitet.
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Zum
anderen ist über
die Umschalteinrichtung 203.3 der Datenausgang der zweiten
Steuereinheit 103.2 entweder mit der Einspeisung 203.7 in
den Datenbus 105 verbunden oder von dieser Einspeisung 203.7 abgekoppelt
(gestrichelt dargestellte Schaltposition in 3). In der
in 3 gestrichelt dargestellten abgekoppelten Schaltposition
werden dann mit anderen Worten die am Datenausgang der zweiten Steuereinheit 103.2 anliegenden
Daten nicht in den zweiten Datenbus 105 weitergeleitet.
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Die
beiden Steuereinheiten 103.1 und 103.2 sind gegebenenfalls
gleichzeitig mit einer Energieversorgungseinrichtung (nicht dargestellt)
verbunden und erzeugen jeweils die der aktuellen Betriebssituation
des Fahrzeugs 201 entsprechenden Steuerdaten für die anzusteuernden
entfernten Komponenten des Fahrzeugs 201.
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Wie 3 zu
entnehmen ist, ist die Umschalteinrichtung 203.3 so gestaltet,
dass entweder die erste Steuereinheit 103.1 mit dem ersten
Datenbus 104 gekoppelt ist oder die zweite Steuereinheit 103.2 mit
dem zweiten Datenbus 105 gekoppelt ist. Diese Schaltung
kann wiederum rein mechanisch realisiert sein, indem über einen
mechanischen Schalter die entsprechenden Datenleitungen verbunden
bzw. unterbrochen werden. Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung
ist jedoch vorgesehen, dass diese Schaltung rein softwaremäßig realisiert ist,
indem beispielsweise über
eine entsprechende Adressierung der Daten sichergestellt ist, dass
nur die Steuerdaten einer der beiden Steuereinrichtungen 103.1 und 103.2 die
zugehörige
Einspeisung 203.6 bzw. 203.7 und damit den zugehörigen Datenbus 104 bzw. 105 erreichen.
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Wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ist für
den Fall, dass der erste Wagen 101.1 alleine oder ausschließlich mit
Wagen (wie dem dritten Wagen 101.3) betrieben wird, die
ebenfalls einen Zugbus des ersten Typs und einen Zugbus des zweiten
Typs aufweisen (also beispielsweise mit Wagen der gleichen Baureihe),
vorgesehen, dass im Normalfall die Datenübertragung über den leistungsfähigeren
ersten Zugbus 104 erfolgt.
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Wird
hingegen der zweite Wagen 101.2 mit dem ersten Wagen 101.1 gekoppelt,
so wird in der Steuereinrichtung 103 wie schon bei dem
ersten Ausführungsbeispiel
erfasst, dass der zweite Wagen 101.2 keinen Zugbus des
ersten Typs aufweist, sondern lediglich einen Zugbus des dritten
Typs, der mit dem zweiten Typ kompatibel ist. Ist dies der Fall,
wird über
die Umschalteinrichtung 203.3 der Steuereinrichtung 203 von
der Nutzung des ersten Zugbusses 104 auf eine Nutzung des
zweiten Zugbusses 105 umgeschaltet.
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Hierdurch
ergibt sich auf einfache Weise ebenfalls eine logische Trennung
der beiden unterschiedlichen Steuerungsstränge der Steuereinrichtung 203,
sodass eine getrennte Zulassung bzw. Zertifizierung dieser beiden
Steuerungsstränge
erfolgen kann. Eine Änderung
in dem einen Strang (beispielsweise dem Strang mit der ersten Steuereinheit 103.1 und
dem ersten Zugbus 104) erfordert dann keine erneute Zulassung
bzw. Zertifizierung des anderen, unveränderten Stranges (beispielsweise
dem Strang mit der zweiten Steuereinheit 103.2 und dem
zweiten Zugbus 105), wodurch sich die Anpassung an veränderte Gegebenheiten
bei unveränderter
Kompatibilität
mit (unveränderten)
Wagen anderen Typs erheblich vereinfacht.
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Die
Umschalteinrichtung 203.3 wird wiederum über die
erste Erfassungseinrichtung 103.4 der Steuereinrichtung 103 angesteuert,
die wiederum in der oben beschriebenen Weise das Spannungsniveau
an dem Anschlusselement 102.4 der ersten Kopplungseinrichtung 102.1 erfasst.
Im vorliegenden Fall ist durch die Signaleinrichtung 108 des
zweiten Wagens 101.2 an dem Anschlusselement 102.4 wiederum
ein Spannungsniveau von 24 V angelegt. Es versteht sich jedoch,
dass der anderen Varianten der Erfindung auch ein beliebiges anderes
Spannungsniveau gewählt
sein kann.
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Das
Spannungsniveau an dem Anschlusselement 102.4 wird von
der ersten Erfassungseinrichtung 103.4 erfasst, die dann
ein entsprechendes Steuersignal an einen Steuereingang der Umschalteinrichtung 203.3 übermittelt.
In Abhängigkeit
von diesem Steuersignal der ersten Erfassungseinrichtung 103.4 verbindet
die Umschalteinrichtung 203.3 dann die zweite Steuereinheit 103.2 mit
der Einspeisung 203.7 und löst somit die Nutzung des zweiten Zugbusses 105 aus,
während
die erste Steuereinheit 103.1 von der Einspeisung 203.6 abgekoppelt
wird, sodass die Nutzung des ersten Zugbusses 104 endet.
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Hiermit
ist eine schnelle Umschaltung auf den jeweils geeigneten Zugbus
sichergestellt, welche zudem garantiert, dass es zu keinen Beschädigungen
der Fahrzeugkomponenten durch übermäßig hohe
Spannungen oder dergleichen kommt.
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Wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird
dieses Steuersignal über
die Signalleitung 109 auch zu der zweiten Kopplungseinrichtung 102.2 und damit
zu dem dritten Wagen 101.3 weitergeleitet, sodass auch
in dem identisch zu dem ersten Wagen 101.1 aufgebauten
dritten Wagen 101.3 ein Umschalten auf die Nutzung des
zweiten Fahrzeugbusses 105 erfolgt. Mit anderen Worten
ist hiermit sichergestellt, dass sämtliche Wagen des Fahrzeugs 101 auf
die Nutzung eines mit dem dritten Zugbus 106 kompatiblen
Zugbusses 105 umgeschaltet werden, sobald der zweite Wagen 101.2 an
den ersten Wagen 101.1 angekoppelt wird. Vergleichbares
gilt, wenn der dritte Wagen 101.3 später an den bereits bestehenden
Verbund aus dem ersten Wagen 101.1 und im zweiten Wagen 101.2 angekoppelt
wird.
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Eine
Konfiguration, wie sie in 3 dargestellt
ist, ergibt sich häufig
bei einer Kopplung von Wagen unterschiedlich alter Baureihen. Bei
dem ersten Wagen 101.1 handelt es sich dann um einen Wagen
aus einer jüngeren
Baureihe, während
der zweite Wagen 101.2 aus einer älteren Baureihe stammt. Wird
dieser zweite Wagen 101.2 aus der älteren Baureihe mit dem ersten
Wagen 101.1 aus der jüngeren Baureihe
gekoppelt, so erkennt die Steuereinrichtung 103 die Ankopplung
eines solchen älteren
Zugbusses 106 und schaltet automatisch auf die Nutzung des
Zugbusses 105 um, der mit diesem älteren Typ kompatibel ist.
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Hiermit
ist es in einfacher Weise möglich, Wagen
mit Zugbussen unterschiedlichen Typs zu koppeln. Während der
Herstellungsaufwand für
die jüngeren
Wagen 101.1, 101.3 in vertretbaren Grenzen bleibt,
reduziert sich der Umrüstungsaufwand
für die älteren Wagen 101.2 erheblich.
Im günstigsten Fall
ist keinerlei Umrüstung
an den älteren
Wagen 101.2 erforderlich, und eine Kopplung der Wagen kann
ohne weiteren Aufwand erfolgen. So ist es im vorliegenden Beispiel
lediglich nötig,
in dem zweiten Wagen 101.2 an das Anschlusselement 102.4 das entsprechende
Spannungsniveau anzulegen, um sicherzustellen, dass die Erfassungseinrichtung 103.4 bei
einer Kopplung ein korrektes Signal liefert.
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Wie
schon bei dem ersten Ausführungsbeispiel
erfolgt bei einem Verband, der ausschließlich aus Wagen 101.1, 101.3 besteht,
welche Zugbusse 104, 105 beider Typen aufweisen,
im Normalfall der Betrieb mit den leistungsfähigeren Zugbussen 104 des
ersten Typs. In diesem Fall ist die jeweilige erste Steuereinheit 103.1 über die
Umschalteinrichtung 203.3 mit der Einspeisung 203.6 verbunden
und damit die Nutzung des ersten Zugbusses 104 aktiviert.
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Im
Falle einer Störung
eines dieser ersten Zugbusse 104 des ersten Typs kann die
Steuereinrichtung 103 automatisch auf einen Betrieb mit
den weniger leistungsfähigen
zweiten Zugbussen 105 des zweiten Typs umschalten. Die
hiermit geschaffene Redundanz bringt eine meist ohnehin erwünschte erhöhte Betriebssicherheit
des Fahrzeugs 101 mit sich, sodass der erhöhte Aufwand
bei diesen Wagen 101.1, 101.3 in jedem Fall gerechtfertigt
ist.
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Das
Umschalten auf den Betrieb mit den zweiten Zugbussen 105 kann
aber auch manuell ausgelöst
werden. Die Steuereinrichtung 203 umfasst hierzu wiederum
einen mit der Umschalteinrichtung 203.3 verbundenen manuell
betätigbaren
Auswahlschalter 103.5, über
den beispielsweise der Fahrzeugführer
die Umschaltung auslösen
kann. Als eine für
den zu verwendenden Zugbus repräsentative
Erfassungsgröße wird
folglich eine für
den Schaltzustand des Auswahlschalters 103.5 repräsentative Größe erfasst.
Mithin ist es also bei dieser Variante möglich, dass der Fahrzeugführer entscheidet,
dass auf einen Zugbus eines andern Typs umgeschaltet wird.
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Es
versteht sich, dass bei den oben beschriebenen Fahrzeugkonfigurationen
gegebenenfalls auch noch ein oder mehrere weitere Wagen 101.2 und/oder 101.3 (bis
hinzu maximal zulässigen Anzahl
von Wagen im Verbund des Fahrzeugs 101) hinzugefügt werden
können.
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Es
versteht sich weiterhin, dass bei Abkopplung des zweiten Wagens 101.2 gegebenenfalls
auch wieder ein Umschalten auf die Nutzung des ersten Zugbusses 104 erfolgen
kann, sofern dann nur noch Wagen des gleichen Typs wie der erste
und dritte Wagen 101.1, 101.3 gekoppelt sind.
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Schließlich versteht
es sich, dass die Steuereinrichtung 103 noch weitere Funktionen
aufweisen kann. Insbesondere kann sie ein Diagnosesystem umfassen,
welches gegebenenfalls auch in der Lage ist, für den gekoppelten zweiten Wagen 101.2 eine entsprechende
Diagnose durchzuführen.