DE102012220603A1

DE102012220603A1 - Positionserfassungsvorrichtung für eine Transporteinheit eines Verbands

Info

Publication number: DE102012220603A1
Application number: DE201210220603
Authority: DE
Inventors: Michael Pilger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2014-05-15
Also published as: WO2014075945A3; WO2014075945A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positionserfassungsvorrichtung für eine Transporteinheit (12.i) eines Verbands (10) von aneinander gekoppelten Transporteinheiten (12.0 bis 12.9), der zwei Kopfeinheiten und dazwischen angeordnete Mitteleinheiten aufweist, umfassend: – eine Erfassungseinheit (22) zur Erfassung der Position der Transporteinheit (12.i) als Mitteleinheit im Verband (10), wobei die Erfassungseinheit (22) dazu vorgesehen ist, auf der Basis zumindest einer Zustandskenngröße eine Positionskenngröße (Pi) für die Position bereitzustellen, – einen ersten Satz (16.A) von Erfassungsleitungen (18.1 bis 18.8), der einem ersten Ende der Transporteinheit (12.i) zugeordnet ist und – zumindest einen zweiten Satz (16.B) von Erfassungsleitungen (18.1 bis 18.8), der dem zweiten Ende der Transporteinheit (12.i) zugeordnet ist, wobei – der erste und der zweite Satz (16.A, 16.B) mit Erfassungsleitungen (18) von zugeordneten, benachbarten Transporteinheiten (12.(i – 1), 12.(i + 1)) verbindbar sind, – zumindest ein Satz (16.A; 16.B) als vorderer Satz ausgebildet ist, dessen Zustand von einer ersten zugeordneten, benachbarten Transporteinheit (12.(i – 1); 12.(i + 1)) vorgegeben ist und – die Zustandskenngröße eine Kenngröße für den Zustand des vorderen Satzes (16.A; 16.B) ist. Um eine gattungsgemäße Positionserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Anpassung der Zusammenstellung eines Fahrzeugsverbands mit einem geringen Aufwand bezüglich der Positionserfassung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungsvorrichtung eine Schaltvorrichtung (28) aufweist, die dazu vorgesehen ist, abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand des weiteren, hinteren Satzes (16.B; 16.A) festzulegen, welcher den Zustand der Erfassungsleitungen (18) einer weiteren zugeordneten, benachbarten Mitteleinheit vorgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionserfassungsvorrichtung für eine Transporteinheit eines Verbands von aneinander gekoppelten Transporteinheiten, der zwei Kopfeinheiten und dazwischen angeordnete Mitteleinheiten aufweist, umfassend eine Erfassungseinheit zur Erfassung der Position der Transporteinheit als Mitteleinheit im Verband, wobei die Erfassungseinheit dazu vorgesehen ist, auf der Basis zumindest einer Zustandskenngröße eine Positionskenngröße für die Position bereitzustellen, einen ersten Satz von Erfassungsleitungen, der einem ersten Ende der Transporteinheit zugeordnet ist und zumindest einen zweiten Satz von Erfassungsleitungen, der dem zweiten Ende der Transporteinheit zugeordnet ist, wobei der erste und der zweite Satz mit Erfassungsleitungen von zugeordneten, benachbarten Transporteinheiten verbindbar sind, zumindest ein Satz als vorderer Satz ausgebildet ist, dessen Zustand von einer ersten zugeordneten, benachbarten Transporteinheit vorgegeben ist und die Zustandskenngröße eine Kenngröße für den Zustand des vorderen Satzes ist.
Beim Betreiben eines Fahrzeugsverbands ist die Kenntnis der Position jeder Transporteinheit im Verband eine zwingende Voraussetzung für ein einwandfreies Ausführen leittechnischer Vorgänge. Bei einem Schienenfahrzeug erfolgt nach Zusammenstellen der Wagen die sogenannte „Zugtaufe“. Um die Peripherieadressen der leittechnischen Funktionseinheiten eindeutig zu berechnen muss die Position eindeutig erfasst und in codierter Form im gesamten System bekannt gegeben werden.
Die Erfassung der Position einer Transporteinheit innerhalb eines Verbands kann manuell erfolgen, indem die Adressierung mittels Codiersteckers von Hand erfolgt, wie z.B. durch das Anbringen von sogenannten Jumpers an ein Codierungsmittel.
Um diese Aufgabe zu automatisieren ist bereits vorgeschlagen worden, eine Positionskenngröße für die zu erfassende Position einer Transporteinheit abhängig vom Zustand von Steuerleitungen der Transporteinheit bereitzustellen. Die Positionskenngröße wird hierbei durch eine Verbindung bestimmter Steuerleitungen mit dem Codierungsmittel bzw. dessen digitalen Eingängen bereitgestellt. Die Steuerleitungen unterschiedlicher Transporteinheiten sind derart miteinander verdrahtet, dass der Zustand der Steuerleitungen in einer Transporteinheit vom Zustand der Steuerleitungen einer benachbarten Transporteinheit abhängt und eine unterschiedliche Konfiguration der Steuerleitungen in jeder Transporteinheit entsteht. Hierdurch kann anhand dieser unterschiedlichen Konfigurationen bzw. Zuständen der Steuerleitungen eine eindeutige Erfassung der Position erfolgen.
In diesen Lösungen geht die Verdrahtung der Steuerleitung von einer festen Zusammenstellung des Fahrzeugsverbands aus, wobei ein Umtausch zweier Transporteinheiten innerhalb des Verbands oder eine Änderung der Orientierung einer Transporteinheit im Verband ggf. eine aufwendige Anpassung der Verdrahtung bedingt.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Positionserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Anpassung der Zusammenstellung eines Fahrzeugsverbands mit einem geringen Aufwand bezüglich der Positionserfassung ermöglicht.
Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Positionserfassungsvorrichtung eine Schaltvorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand des weiteren, hinteren Satzes festzulegen, welcher den Zustand der Erfassungsleitungen einer weiteren zugeordneten, benachbarten Mitteleinheit vorgibt. Hierdurch kann eine erhöhte Flexibilität im Hinblick auf eine Änderung der Zusammenstellung des Fahrzeugsverbands erreicht werden. Eine Inkrementierung der Positionskenngröße von einer ersten Transporteinheit zu einer benachbarten, zweiten Transporteinheit erfolgt vorteilhafterweise mittels eines Schaltvorgangs in jeder der als Mitteleinheit ausgebildeten Transporteinheit, wodurch eine einheitliche Verdrahtung der Erfassungsleitungen für die Transporteinheiten erreicht werden kann. Hiermit können die Transporteinheiten eine beliebige Position in einem Verband annehmen, da eine Anpassung der Verdrahtung nicht notwendig ist.
Die Begriffe „vorderer Satz“ und „hinterer Satz“ können sich insbesondere auf ein Zähl- bzw. Inkrementierungsrichtung entlang des Fahrzeugsverbands beziehen. Diese Richtung wird vorzugweise durch die Betätigung eines Schaltmittels in einer der Kopfeinheiten des Verbands vorgegeben, wobei dieses Schaltmittel den Zustand des vorderen Satzes von Erfassungsleitungen der ersten benachbarten Mitteleinheit vorgibt.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung eine erste Schalteinheit, die dem zweiten Satz zugeordnet ist, und eine zweite Schalteinheit aufweist, die dem ersten Satz zugeordnet ist, wobei – bei der Ausbildung des ersten Satzes als vorderer Satz – die erste Schalteinheit abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand des zweiten, als hinterer Satz ausgebildeten Satzes festlegt und – bei der Ausbildung des zweiten Satzes als vorderer Satz – die zweite Schalteinheit abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand des ersten, als hinterer Satz ausgebildeten Satzes festlegt. Hierdurch kann die Flexibilität im Hinblick auf die Ausrichtung der Transporteinheit relativ zu den weiteren Transporteinheiten vorteilhaft erhöht werden. In dieser Ausführung kann eine Transporteinheit eine beliebige Position und eine beliebige Ausrichtung im Fahrzeugsverband annehmen, ohne dass eine aufwendige Anpassung der Verdrahtung der Erfassungsleitungen notwendig ist, da der vordere Satz vom ersten oder vom zweiten Satz von Erfassungsleitungen gebildet werden kann. Zweckmäßigerweise sind die Schalteinheiten relativ zu einer senkrecht zur Zählrichtung ausgerichteten Mittelebene der Transporteinheit spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass jeder Erfassungsleitung des hinteren Satzes jeweils eine Erfassungsleitung des vorderen Satzes zugeordnet ist, dass die Zustandskenngröße durch den Zustand einer Erfassungsleitung des vorderen Satzes gegeben ist und die Schaltvorrichtung zumindest ein Schaltmittel aufweist, welches jeweils abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand zumindest einer Erfassungsleitung im hinteren Satz festlegt, der eine unterschiedliche Erfassungsleitung des vorderen Satzes zugeordnet ist, wodurch eine einfache Ausführung der Sätze von Erfassungsleitungen und der Schaltvorrichtung erreicht werden kann. Vorteilhafterweise ist in dieser Ausführung der Zustand eines Satzes von Erfassungsleitungen durch den Zustand einer einzigen, bestimmten Erfassungsleitung gegeben. Beispielsweise kann diese Erfassungsleitung als „aktiv“ betrachtet werden, während die übrigen Erfassungsleitungen des Satzes als „inaktiv“ zu betrachten sind. Ferner kann das Schaltmittel durch ein Signal aktiviert werden, welches von der Erfassungsleitung des vorderen Satzes geführt wird, die für den Zustand des vorderen Satzes maßgeblich ist.
Besonders vorteilhaft sind der erste und der zweite Satz von den gleichen Erfassungsleitungen gebildet. Darunter soll insbesondere verstanden werden, dass die Erfassungsleitungen erste Abschnitte, die den ersten Satz bilden, und zweite Abschnitte aufweisen, die den zweiten Satz bilden, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jeder Erfassungsleitung miteinander elektrisch verbindbar sind. In dieser Ausführung erstrecken sich die Erfassungsleitungen vorzugsweise vom ersten Ende bis zum zweiten Ende der Transporteinheit.
Um einen einfachen, einheitlichen Übergang zwischen den Transporteinheiten zu erreichen, weisen der vordere Satz und der hintere Satz vorzugsweise die gleiche Anzahl an steuerbaren Erfassungsleitungen. In dieser Ausführung kann eine Inkrementierung dadurch einfach erfolgen, dass – in Zählrichtung betrachtet – den Zustand sukzessiver Erfassungsleitungen in hinteren Satz durch die Schaltvorrichtung festgelegt wird.
Soll die Positionserfassungsvorrichtung für Transporteinheiten eines Fahrzeugverbands mit fester, vorbestimmter Anzahl von Transporteinheiten eingesetzt werden, wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, dass die Sätze von Erfassungsleitungen jeweils eine Anzahl von Erfassungsleitungen aufweisen, die wenigstens der Anzahl von Mitteleinheiten im Verband entspricht.
Es kann ferner eine konstruktiv einfache Verschaltung des Schaltmittels und der Erfassungsleitungen erreicht werden, wenn der Zustand der Erfassungsleitungen ein Spannungszustand ist, wobei das Schaltmittel jeweils durch eine von einer Erfassungsleitung des vorderen Satzes geführte Spannung betätigbar ist. Es kann außerdem ein gängiges, kostengünstiges Schaltmittel eingesetzt werden, wenn dieses als Schaltrelais ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausführung wird vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung Schaltmittel aufweist, die jeweils einem unterschiedlichen Paar von Erfassungsleitungen des hinteren Satzes zugeordnet sind. Ein Schaltmittel kann im zugeordneten Paar des hinteren Satzes bewirken, dass eine erste Erfassungsleitung dieses Paars, welcher die Erfassungsleitung des vorderen Satzes zugeordnet ist, deren Zustand für die Zustandskenngröße maßgeblich ist, in einen von diesem abweichenden Zustand versetzt wird, während eine weitere Erfassungsleitung des Paars in einen Zustand versetzt wird, der an die – in Zählrichtung betrachtet – nächste Transporteinheit weitergegeben wird. Beispielweise kann die erst genannte Erfassungsleitung des Paars von einem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand versetzt werden, während die zweite Erfassungsleitung des Paars in einen aktiven Zustand versetzt wird.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit ein digitales Codierungsmittel mit digitalen Eingängen, wobei die Positionskenngröße einer Kombination aktiver und nicht-aktiver Eingänge entspricht, zumindest einen Satz von Schaltmitteln der Schaltvorrichtung, der abhängig von der Zustandskenngröße unterschiedliche Schaltkonfigurationen annimmt, und eine Schaltung umfasst, welche die Schaltmittel mit den Eingängen derart verschaltet, dass unterschiedliche Schaltkonfigurationen jeweils einer unterschiedlichen Kombination der Eingänge entsprechen. In dieser Ausführung dient die Schaltvorrichtung sowohl zur Festlegung der Zustandskenngröße zur Weiterleitung an die – in Zählrichtung betrachtet – nächste Transporteinheit als auch zur Erfassung der Positionskenngröße, indem durch die Schaltung eine bijektive Beziehung zwischen einer Kombination von Stellungen der Schaltmittel und einer Kombination von aktiven und inaktiven Eingängen bzw. einer Positionskenngröße herstellbar ist. Durch das Heranziehen der ohnehin für die Inkrementierung der Position eingesetzten Schaltmittel für die Positionserfassung kann auf eine aufwendige Verdrahtung zur direkten Erfassung der Zustände der Erfassungsleitungen eingespart werden.
Es wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: einen Fahrzeugsverband von Transporteinheiten in einer schematischen Seitenansicht,
2: eine Transporteinheit des Fahrzeugsverbands aus 1 in einer detaillierten Ansicht und
3: eine Kodiertabelle einer Kodiervorrichtung der Transporteinheit aus 2.
1 zeigt einen Fahrzeugsverband 10, welcher von einer Aneinanderreichung von miteinander gekoppelten, als Schienenfahrzeugseinheiten ausgebildeten Transporteinheiten 12.0 bis 12.9 gebildet ist. Die Transporteinheiten 12.0 und 12.9 entsprechen Kopfeinheiten des Fahrzeugsverbands 10, wobei eine Reihe von Mitteleinheiten, die von den Transporteinheiten 12.1 bis 12.8 gebildet sind, zwischen den Kopfeinheiten angeordnet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind in der Figur nur die als Mitteleinheit ausgebildeten Transporteinheiten 12.1 und 12.8 dargestellt. Der Fahrzeugsverband 10 ist als Triebzug ausgebildet, wobei eine alternative Ausführung mit der Ausbildung einer der Kopfeinheiten als Lokomotive und der weiteren Transporteinheiten als Reisezugwagen ebenfalls möglich ist.
Die als Mitteleinheit ausgebildeten Transporteinheiten 12.1 bis 12.8 sind mit einer Positionserfassungsvorrichtung 14 versehen, die zur Erfassung der Position der jeweiligen Mitteleinheit im Fahrzeugsverband 10 dient. Die Positionserfassung ist für jede Transporteinheit 12 vor einem Betrieb des gebildeten Fahrzeugsverbands 10 als Personenzug, und zwar insbesondere für die Ausführung von Konfigurationsvorgängen, die unter dem fachmännischen Begriff „Zugtaufe“ zusammengefasst sind, zwingend erforderlich.
Die Mitteleinheiten sind jeweils mit zwei Sätzen 16.A und 16.B von Erfassungsleitungen 18.1 bis 18.8 ausgestattet (siehe 2). Diese Sätze 16.A, 16.B sind mit korrespondierenden Sätzen in den benachbarten Transporteinheiten verbunden. Jedem Ende einer Mitteleinheit ist demnach ein Satz 16 von Erfassungsleitungen 18 zugeordnet. Die Anzahl von Erfassungsleitungen 18 in den Sätzen 16.A, 16.B entspricht insbesondere der Anzahl der als Mitteleinheit ausgebildeten Transporteinheiten 12.1 bis 12.8. Die Sätze 16.A, 16.B in einer Mitteleinheit sind von Leitungen gebildet, die sich durchgehend von einem Ende bis zum anderen Ende der Mitteleinheit erstrecken. Die Sätze 16.A und 16.B sind demnach in der betrachteten Ausführung von den gleichen Erfassungsleitungen gebildet. Die Sätze 16 von Erfassungsleitungen 18 sind im gekoppelten Zustand mit einer weiteren Transporteinheit 12 an jedem Ende der Mitteleinheit mit einem Satz von Verbindungsleitungen 20 gekoppelt, die sich zwischen den gekoppelten Mitteleinheiten erstrecken. Die Erfassungsleitungen 18 der verschiedenen Mitteleinheiten zusammen mit den Verbindungsleitungen 20 bilden im gebildeten Zustand des Fahrzeugsverbands 10 jeweils eine Leitung, die sich durchgehend entlang der gesamten Aneinanderreihung von Mitteleinheiten erstreckt.
Die folgende Beschreibung ist auf die Ausbildung der Positionserfassungsvorrichtung 14 einer der als Mitteleinheit ausgebildeten und in 2 dargestellten Transporteinheit 12.i gerichtet, wobei der Index den Wert 1 bis 8 annehmen kann. Diese Beschreibung findet demnach für alle Mitteleinheiten des Fahrzeugsverbands 10 Anwendung. Es wird angenommen, dass sich die Transporteinheit 12.(i – 1) in der Figur links von der Transporteinheit 12.i befindet. Das linke Ende der Transporteinheit 12.i wird als „erstes Ende“ bezeichnet.
Zur Erfassung der Position der Transporteinheit 12.i als Mitteleinheit im gebildeten Fahrzeugsverband 10 der 1 verfügt die Positionserfassungsvorrichtung 14 der Transporteinheit 12.i über eine Erfassungseinheit 22, die dazu vorgesehen ist, eine Positionskenngröße P für die zu erfassende Position bereitzustellen.
Im betrachteten Ausführungsbeispiel weist die Erfassungseinheit 22 ein digitales Erfassungsmittel 24 mit digitalen Eingängen 26.0 bis 26.4 auf, wobei die Positionskenngröße P einer Kombination aktiver und nicht-aktiver Eingänge entspricht. Ein Eingang wird hierbei als „aktiv“ oder „inaktiv“ betrachtet, wenn an ihn eine elektrische Spannung von 110 V bzw. eine kleinere Spannung, insbesondere eine Nullspannung, angelegt ist. Einem aktiven Eingang wird der Wert „1“ zugeordnet, während der Wert „0“ einem inaktiven Eingang zugeordnet wird. Der Spannungswert von 110 V ist beispielhaft, wobei weitere Werte für eine Signalspannung denkbar sind. Die Kombination der aktiven und nicht-aktiven Eingänge 26.1 bis 26.4 bilden als Positionskenngröße P demnach eine binäre Darstellung der Position der Mitteleinheit im Fahrzeugsverband 10, wie in der in 3 dargestellten Tabelle gezeigt. Die linke Spalten stellen – für einen Verband mit acht Mitteleinheiten – mögliche Kombinationen der Eingänge 26.1 bis 26.4 bzw. Positionskenngrößen P₁ bis P₈ dar und die rechte Spalte entspricht der jeweiligen Position der Mitteleinheiten 12.1 bis 12.8 im Fahrzeugsverband 10. In der mittleren Spalte ist der Zustand des Eingangs 26.0 dargestellt. Dieser Eingang 26.0 ist in den als Kopfeinheit ausgebildeten Transporteinheiten 12.0 und 12.9 aktiv und für alle Mitteleinheiten inaktiv.
Die Bereitstellung der Positionskenngröße P_i für die Transporteinheit 12.i der 2 erfolgt auf der Basis einer Zustandskenngröße, die eine Kenngröße für den Zustand eines Satzes 16 von Erfassungsleitungen 18 ist. Hierbei wird eine bijektive Beziehung zwischen einer Zustandskenngröße und einer Positionskenngröße P erstellt. Hierzu weist die Erfassungseinheit 22 einen Satz von als Schaltrelais ausgebildeten Schaltmitteln K1 bis K16 einer Schaltvorrichtung 28 auf, die auf die Erfassungsleitungen 18.1 bis 18.8 agieren, wobei der Satz von Schaltmitteln K abhängig von der Zustandskenngröße unterschiedliche Schaltkonfigurationen annehmen kann. Eine „Schaltkonfiguration“ ist hierbei durch eine Kombination von leitenden und nichtleitenden Stellungen der Schaltmittel K gegeben.
Um die Eingänge 26 des Erfassungsmittels 24 in Abhängigkeit dieser Schaltkonfigurationen zu aktivieren bzw. um eine Positionskenngröße auf der Basis einer bestimmten Schaltkonfiguration bereitzustellen umfasst die Erfassungseinheit 22 ferner eine Schaltung 30, die die Schaltmittel K1 bis K16 mit den Eingängen 26.1 bis 26.4 derart verschaltet, dass unterschiedliche Schaltkonfigurationen jeweils einer unterschiedlichen Kombination von aktiven und inaktiven Eingängen 26 bzw. einer unterschiedlichen Positionskenngröße P entsprechen. Hierbei wird mittels der Schaltung 30 – abhängig von der leitenden oder nichtleitenden Stellung eines oder mehrerer Schaltmittel K in zugeordneten Erfassungsleitungen 18 – eine Verbindung eines oder mehrerer Eingänge 26 mit einer Leitung 31 hergestellt oder getrennt, auf welche eine Spannung von 110 V angelegt ist, sodass dieser Eingang 26 bzw. diese Eingänge 26 aktiviert werden. Beispielweise kann durch das Schaltmittel K2 den Eingang 26.1 aktiviert werden, wobei das Schaltmittel K6 zur Aktivierung der Eingänge 26.1 und 26.2 dient.
Die Schaltvorrichtung 28 und die Schaltung 30 bilden somit eine Kodiervorrichtung zusammen, durch welche entsprechend der Zustandskenngröße die Positionskenngröße kodiert wird.
Die Bereitstellung der Positionskenngröße P_i anhand der Zustandskenngröße mittels der Schaltvorrichtung 28 und der diese mit dem Erfassungsmittel 24 verbindenden Schaltung 30 wird nun in der Beschreibung unten für die Transporteinheit 12.i erläutert.
Es wird angenommen, dass der Zustand der Erfassungsleitungen 18.1 bis 18.8 des ersten Satzes 16.A durch die zugeordnete, benachbarte Transporteinheit 12.(i – 1) vorgegeben ist. Diese gibt vor, dass die Erfassungsleitung 18.i im dem ersten Ende zugeordneten ersten Satz 16.A der Transporteinheit 12.i aktiv ist, d.h. dass sie eine Spannung von 110 V führt, und dass alle weiteren Erfassungsleitungen 18 eine kleinere Spannung, vorzugsweise eine Nullspannung führen. Die Inkrementierung der Positionskenngröße P erfolgt daher vom ersten Ende bis zum zweiten Ende, d.h. von links nach rechts. Der erste Satz 16.A von Erfassungsleitungen 18 wird hierbei bezüglich der Inkrementierungsrichtung als „vorderer Satz“ betrachtet, während der zweite Satz 16.B als „hinterer Satz“ betrachtet wird.
Die Spannung der Erfassungsleitung 18.i wird vom vorderen Satz 16.A bis zum hinteren Satz 16.B geführt. Für jedes Paar von Erfassungsleitungen 18.i und 18.(i + 1) im hinteren Satz 16.B ist ein Schaltmittel K.(2·i) der Schaltvorrichtung 28 vorgesehen. Dieses wird von der von der Erfassungsleitung 18.i des vorderen Satzes 16.A geführten Spannung betätigt. Durch diese Betätigung wird einerseits die Führung der Spannung zur zugeordneten, benachbarten Mitteleinheit bzw. Transporteinheit 12.(i + 1) durch die Erfassungsleitung 18.i des hinteren Satzes 16.B mittels Erdung unterbrochen und die weitere Erfassungsleitung 18.(i + 1) des dem Schaltmittel K.(2·i) zugeordneten Paares, die bis dahin inaktive Erfassungsleitung ist, wird mittels des Schaltmittels K.(2·i) an die Spannung 110 V angeschlossen.
Es erfolgt demnach abhängig vom Zustand, insbesondere von der geführten Spannung der Erfassungsleitung 18.i im vorderen Satz 16.A an einem ersten Ende der Transporteinheit 12.i ein Schaltvorgang eines Schaltmittels K.(2·i) der Schaltvorrichtung 28, das den Erfassungsleitungen 18.i und 18.(i + 1) im hinteren Satz 16.B am zweiten Ende der Transporteinheit 12.i zugeordnet ist: Wenn eine 110 V-Spannung auf der Erfassungsleitung 18.i im vorderen Satz 16.A angelegt ist, bewirkt das Schaltmittel K.(2·i) eine Erdung der Erfassungsleitung 18.i im hinteren Satz 16.B einerseits und einen Anschluss der Erfassungsleitung 18.(i + 1) an eine 110 V-Spannung andererseits, die an den vorderen Satz 16.A der benachbarten Transporteinheit 12.(i + 1) weitergeleitet wird. Die Schaltmittel K.(2·i) bilden eine erste Schalteinheit 34 der Schaltvorrichtung 28, wobei die erste Schalteinheit 34 dem zweiten Satz 16.B zugeordnet ist bzw. auf den zweiten Satz 16.B agiert.
Zusammengefasst werden – durch die auf der Erfassungsleitung 18.i des vorderen Satzes 16.A angelegte Spannung – das Schaltmittel K.(2·i) betätigt, welches dem Paar von Erfassungsleitungen 18.i und 18.(i + 1) im hinteren Satz 16.B zugeordnet ist, die Erfassungsleitung 18.i deaktiviert und die Erfassungsleitung 18.(i + 1) aktiviert.
Die Positionserfassung der Mitteleinheiten 12.1 bis 12.8 in Verbindung mit der Zugtaufe wird nun erläutert.
Es wird hierbei angenommen, dass ein Führerraum in der Transporteinheit 12.0 besetzt wird, d.h. dass diese Transporteinheit 12.0 als führende Einheit beim Betrieb des Fahrzeugsverbands dient. Diese als Kopfeinheit ausgebildete Transporteinheit 12.0 ist mit einem Betätigungsmittel 32 ausgestattet (1), durch welches der Triebfahrzeugführer eine Erfassungsleitung durch Anlegen einer 110 V-Spannung aktiviert. Diese Erfassungsleitung ist mit der ersten Erfassungsleitung 18.1 der ersten, benachbarten Mitteleinheit (Transporteinheit 12.1) elektrisch verbunden. Die als Kopfeinheit ausgebildete Transporteinheit 12.0 gibt demnach den Zustand der Erfassungsleitungen der vorderen Satzes 16.A dieser Transporteinheit 12.1 vor: Die Erfassungsleitung 18.1 ist aktiv bzw. führt eine 110 V-Spannung, während alle weiteren Erfassungsleitungen 18.2 bis 18.8 inaktiv sind.
Diese Spannung wird bis zu einem Schaltmittel K2 geführt, welches den Erfassungsleitungen 18.1 und 18.2 im hinteren Satz 16.B am anderen Ende der Transporteinheit 12.1 zugeordnet ist. Das Schaltmittel K2 wird durch die Spannung der Erfassungsleitung 18.1 des vorderen Satzes 16.A betätigt, wobei die Erfassungsleitung 18.1 im hinteren Satz 16.B geerdet wird und die Erfassungsleitung 18.2 mit der 110 V-Spannung verbunden wird. Hierdurch wird eine Weiterleitung dieser Spannung über die Erfassungsleitung 18.1 an die benachbarte Transporteinheit 12.2 verhindert. Diese wird mittels der Erfassungsleitung 18.2 weitergeleitet.
Mit der Betätigung des Schaltmittels K2 wird mittels der Schaltung 30 nur der Eingang 26.1 des Erfassungsmittels 24 mit einer 110 V-Spannung verbunden. Somit wird die binäre Positionskenngröße P₁ (0001) bereitgestellt.
Dieser Vorgang wird in der nächsten Transporteinheit 12.2 wiederholt. Die Erfassungsleitung 18.2 im vorderen Satz 16.A ist aktiv, wodurch ein Schaltmittel K4, welches den Erfassungsleitungen 18.2 und 18.3 im zweiten Satz 16.B zugeordnet ist, eine Erdung der Erfassungsleitung 18.2 und ein Aktivieren der Erfassungsleitung 18.3 bewirkt. Durch die Betätigung des Schaltmittels K4 wird außerdem eine leitende Verbindung zwischen dem Eingang 26.2 des Erfassungsmittels 24 und der 110 V-Spannung hergestellt. Somit wird die binäre Positionskenngröße P₂ (0010) bereitgestellt.
Wiederum gibt die Transporteinheit 12.2 den Zustand einer Erfassungsleitung 18 der nächsten Transporteinheit 12.3 vor, bei welcher die Erfassungsleitung 18.3 im ersten Satz 16.A aktiv ist. Diese bewirkt eine Betätigung eines Schaltmittels K6, welches die Erfassungsleitung 18.3 im zweiten Satz 16.A erdet und die Erfassungsleitung 18.4 aktiviert. Mittels der Schaltung 30 entspricht diese Schaltkonfiguration der Positionskenngröße P₃ (0011).
Es wird – um unnötige Wiederholungen zu vermeiden – auf die Beschreibung des Positionserfassungsprozesses für die weiteren Transporteinheiten 12.4 bis 12.8 verzichtet.
Zurückkommend auf die Transporteinheit 12.i der 2 wird nun angenommen, dass eine Inkrementierung der Positionskenngröße P in der Figur von rechts nach links bzw. vom zweiten Ende bis zum ersten Ende der Transporteinheit 12.i erfolgt. In diesem Fall werden die Sätze 16.A und 16.B von Erfassungsleitungen 18 als „hinterer Satz“ bzw. „vorderer Satz“ betrachtet.
Es wird daher angenommen, dass der Zustand der Erfassungsleitungen 18.1 bis 18.8 des zweiten Satzes 16.B durch die zugeordnete, benachbarte Transporteinheit 12.(i + 1) vorgegeben ist. Diese gibt vor, dass die Erfassungsleitung 18.i im dem zweiten Ende zugeordneten zweiten Satz 16.B der Transporteinheit 12.i aktiv ist, d.h. dass sie eine Spannung von 110 V führt, und dass alle weiteren Erfassungsleitungen 18 eine kleinere Spannung, vorzugsweise eine Nullspannung führen.
Die Spannung der Erfassungsleitung 18.i wird vom vorderen Satz 16.B bis zum hinteren Satz 16.A geführt. Für jedes Paar von Erfassungsleitungen 18.i und 18.(i + 1) im hinteren Satz 16.A ist ein Schaltmittel K.(2·i – 1) der Schaltvorrichtung 28 vorgesehen. Dieses wird von der von der Erfassungsleitung 18.i des vorderen Satzes 16.B geführten Spannung betätigt. Durch diese Betätigung wird einerseits die Führung der Spannung zur zugeordneten, benachbarten Mitteleinheit bzw. Transporteinheit 12.(i – 1) durch die Erfassungsleitung 18.i des hinteren Satzes 16.A mittels Erdung unterbrochen und die weitere Erfassungsleitung 18.(i + 1) des dem Schaltmittel K.(2·i – 1) zugeordneten Paares, die bis dahin inaktive Erfassungsleitung ist, wird mittels des Schaltmittels K.(2·i – 1) an die Spannung 110 V angeschlossen.
Es erfolgt demnach abhängig vom Zustand, insbesondere von der geführten Spannung der Erfassungsleitung 18.i im vorderen Satz 16.B am zweiten Ende der Transporteinheit 12.i ein Schaltvorgang eines Schaltmittels K.(2·i – 1) der Schaltvorrichtung 28, das den Erfassungsleitungen 18.i und 18.(i + 1) im hinteren Satz 16.A am ersten Ende der Transporteinheit 12.i zugeordnet ist: Wenn eine 110 V-Spannung auf der Erfassungsleitung 18.i im vorderen Satz 16.B angelegt ist, bewirkt das Schaltmittel K.(2·i – 1) eine Erdung der Erfassungsleitung 18.i im hinteren Satz 16.A einerseits und einen Anschluss der Erfassungsleitung 18.(i + 1) an eine 110 V-Spannung andererseits, die an den vorderen Satz 16.B der benachbarten Transporteinheit 12.(i – 1) weitergeleitet wird. Die Schaltmittel K.(2·i – 1) bilden eine zweite Schalteinheit 36 der Schaltvorrichtung 28, wobei die zweite Schalteinheit 36 dem ersten Ende der Transporteinheit 12.i bzw. auf den ersten Satz 16.A agiert. Die Schalteinheit 34 bleibt für die betrachtete Inkrementierungsrichtung inaktiv, d.h. das Schaltmittel K.(2·i) am zweiten Ende befindet in einer Stellung derart, dass die von der Erfassungsleitung 18.i im vorderen Satz 16.B geführte Spannung bis zum Schaltmittel K.(2·i – 1) am ersten Ende unterbrochen geführt wird. Dies gilt dementsprechend für die Schalteinheit 36 bei umgekehrter Inkrementierungsrichtung.
Zusammengefasst werden – durch die auf der Erfassungsleitung 18.i des vorderen Satzes 16.B angelegte Spannung – das Schaltmittel K.(2·i – 1) betätigt, welches dem Paar von Erfassungsleitungen 18.i und 18.(i + 1) im hinteren Satz 16.A zugeordnet ist, die Erfassungsleitung 18.i deaktiviert und die Erfassungsleitung 18.(i + 1) aktiviert.
Die Positionserfassung der Mitteleinheiten 12.1 bis 12.8 in Verbindung mit der Zugtaufe für diese Inkrementierungsrichtung wird nun erläutert.
Es wird hierbei angenommen, dass ein Führerraum in der Transporteinheit 12.9 besetzt wird, d.h. dass diese Transporteinheit 12.9 als führende Einheit beim Betrieb des Fahrzeugsverbands dient. Diese als Kopfeinheit ausgebildete Transporteinheit 12.9 ist mit einem Betätigungsmittel 32 ausgestattet (1), durch welches der Triebfahrzeugführer eine Erfassungsleitung durch Anlegen einer 110 V-Spannung aktiviert. Diese Erfassungsleitung ist mit der ersten Erfassungsleitung 18.1 der ersten, benachbarten Mitteleinheit (Transporteinheit 12.8) elektrisch verbunden. Die als Kopfeinheit ausgebildete Transporteinheit 12.9 gibt demnach den Zustand der Erfassungsleitungen der vorderen Satzes 16.B dieser Transporteinheit 12.8 vor: Die Erfassungsleitung 18.1 ist aktiv bzw. führt eine 110 V-Spannung, während alle weiteren Erfassungsleitungen 18.2 bis 18.8 inaktiv sind.
Diese Spannung wird bis zu einem Schaltmittel K1 geführt, welches den Erfassungsleitungen 18.1 und 18.2 im hinteren Satz 16.A am anderen Ende der Transporteinheit 12.1 zugeordnet ist. Das Schaltmittel K1 wird durch die Spannung der Erfassungsleitung 18.1 betätigt, wobei die Erfassungsleitung 18.1 im hinteren Satz 16.A geerdet wird und die Erfassungsleitung 18.2 mit der 110 V-Spannung verbunden wird. Hierdurch wird eine Weiterleitung dieser Spannung über die Erfassungsleitung 18.1 an die benachbarte Transporteinheit 12.7 verhindert. Diese wird mittels der Erfassungsleitung 18.2 weitergeleitet.
Mit der Betätigung des Schaltmittels K1 wird mittels der Schaltung 30 nur der Eingang 26.1 des Erfassungsmittels 24 mit einer 110 V-Spannung verbunden. Somit wird die binäre Positionskenngröße P₁ (0001) bereitgestellt.
Dieser Vorgang wird in der nächsten Transporteinheit 12.7 wiederholt. Die Erfassungsleitung 18.2 im vorderen Satz 16.B ist aktiv, wodurch ein Schaltmittel K3, welches den Erfassungsleitungen 18.2 und 18.3 im hinteren Satz 16.A zugeordnet ist, eine Erdung der Erfassungsleitung 18.2 und ein Aktivieren der Erfassungsleitung 18.3 bewirkt. Durch die Betätigung des Schaltmittels K3 wird außerdem eine leitende Verbindung zwischen dem Eingang 26.2 des Erfassungsmittels 24 und der 110 V-Spannung hergestellt. Somit wird die binäre Positionskenngröße P₂ (0010) bereitgestellt.
Wiederum gibt die Transporteinheit 12.7 den Zustand einer Erfassungsleitung 18 der nächsten Transporteinheit 12.6 vor, bei welcher die Erfassungsleitung 18.3 im vorderen Satz 16.B aktiv ist. Diese bewirkt eine Betätigung eines Schaltmittels K5, welches die Erfassungsleitung 18.3 im hinteren Satz 16.A erdet und die Erfassungsleitung 18.4 aktiviert. Mittels der Schaltung 30 entspricht diese Schaltkonfiguration der Positionskenngröße P₃ (0011).
Es wird – um unnötige Wiederholungen zu vermeiden – auf die Beschreibung des Positionserfassungsprozesses für die weiteren Transporteinheiten 12.5 bis 12.1 verzichtet.
Die Schalteinheiten 34 und 36 der Schaltvorrichtung 28 sind derart ausgebildet, dass eine Änderung der Inkrementierungsrichtung einem Umtausch der Zuordnungen der Begriffe „vorderer Satz“ und „hinterer Satz“ zu den Sätzen 16.A und 16.B entspricht. Dadurch, dass die Zuordnung der Begriffe „vorderer Satz“ und „hinterer Satz“ zu den Sätzen 16.A und 16.B umgetauscht werden kann, ist der oben beschriebene Erfassungsvorgang unabhängig von der Orientierung der Transporteinheit 12.i relativ zu den übrigen Transporteinheiten im Fahrzeugsverband 10.
Insbesondere sind die Schalteinheiten 34 und 36 relativ zu einer gedachten Mittelebene, die senkrecht zur Inkrementierungsrichtung ausgerichtet ist, der Transporteinheit 12.i zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet.

Claims

Positionserfassungsvorrichtung für eine Transporteinheit (12.i) eines Verbands (10) von aneinander gekoppelten Transporteinheiten (12.0 bis 12.9), der zwei Kopfeinheiten und dazwischen angeordnete Mitteleinheiten aufweist, umfassend: – eine Erfassungseinheit (22) zur Erfassung der Position der Transporteinheit (12.i) als Mitteleinheit im Verband (10), wobei die Erfassungseinheit (22) dazu vorgesehen ist, auf der Basis zumindest einer Zustandskenngröße eine Positionskenngröße (P_i) für die Position bereitzustellen, – einen ersten Satz (16.A) von Erfassungsleitungen (18.1 bis 18.8), der einem ersten Ende der Transporteinheit (12.i) zugeordnet ist und – zumindest einen zweiten Satz (16.B) von Erfassungsleitungen (18.1 bis 18.8), der dem zweiten Ende der Transporteinheit (12.i) zugeordnet ist, wobei – der erste und der zweite Satz (16.A, 16.B) mit Erfassungsleitungen (18) von zugeordneten, benachbarten Transporteinheiten (12.(i – 1), 12.(i + 1)) verbindbar sind, – zumindest ein Satz (16.A; 16.B) als vorderer Satz ausgebildet ist, dessen Zustand von einer ersten zugeordneten, benachbarten Transporteinheit (12.(i – 1), 12.(i + 1))) vorgegeben ist und – die Zustandskenngröße eine Kenngröße für den Zustand des vorderen Satzes (16.A; 16.B) ist, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung (28), die dazu vorgesehen ist, abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand des weiteren, hinteren Satzes (16.B; 16.A) festzulegen, welcher den Zustand der Erfassungsleitungen (18) einer weiteren zugeordneten, benachbarten Mitteleinheit vorgibt.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (28) eine erste Schalteinheit (34), die dem zweiten Satz (16.B) zugeordnet ist, und eine zweite Schalteinheit (36) aufweist, die dem ersten Satz (16.A) zugeordnet ist, wobei – bei der Ausbildung des ersten Satzes (16.A) als vorderer Satz – die erste Schalteinheit (34) abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand des zweiten, als hinterer Satz ausgebildeten Satzes (16.B) festlegt und – bei der Ausbildung des zweiten Satzes (16.B) als vorderer Satz – die zweite Schalteinheit (36) abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand des ersten, als hinterer Satz ausgebildeten Satzes (16.A) festlegt.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Erfassungsleitung (18) des hinteren Satzes (16.B; 16.A) jeweils eine Erfassungsleitung (18) des vorderen Satzes (16.A; 16.B) zugeordnet ist, dass die Zustandskenngröße durch den Zustand einer Erfassungsleitung (18.i) des vorderen Satzes (16.A; 16.B) gegeben ist und die Schaltvorrichtung (28) zumindest ein Schaltmittel (K.(2·i); K.(2·i – 1)) aufweist, welches jeweils abhängig von der Zustandskenngröße den Zustand zumindest einer Erfassungsleitung (18.(i + 1)) im hinteren Satz (16.B; 16.A) festlegt, der eine unterschiedliche Erfassungsleitung (18.(i + 1)) des vorderen Satzes (16.A; 16.B) zugeordnet ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sätze (16.A, 16.B) von Erfassungsleitungen (18) jeweils eine Anzahl von Erfassungsleitungen (18) aufweisen, die wenigstens der Anzahl von Mitteleinheiten im Verband (10) entspricht.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der Erfassungsleitungen (18) ein Spannungszustand ist, wobei das Schaltmittel (K.(2·i); K.(2·i – 1)) jeweils durch eine von einer Erfassungsleitung (18.i) des vorderen Satzes (16.A; 16.B) geführte Spannung betätigbar ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (K.(2·i), K.(2·i – 1)) als Schaltrelais ausgebildet ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (28) Schaltmittel (K.(2·i); K.(2·i – 1)) aufweist, die jeweils einem unterschiedlichen Paar von Erfassungsleitungen (18.i, 18.(i + 1)) des hinteren Satzes (16.B; 16.A) zugeordnet sind.
Positionserfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (22) ein digitales Codierungsmittel (24) mit digitalen Eingängen (26.0 bis 26.4), wobei die Positionskenngröße (P_i) einer Kombination aktiver und nicht-aktiver Eingänge (26.1 bis 26.4) entspricht, zumindest einen Satz von Schaltmitteln (K1 bis K16) der Schaltvorrichtung (28), der abhängig von der Zustandskenngröße unterschiedliche Schaltkonfigurationen annimmt, und eine Schaltung (30) umfasst, welche die Schaltmittel (K1 bis K16) mit den Eingängen (26.1 bis 26.4) derart verschaltet, dass unterschiedliche Schaltkonfigurationen jeweils einer unterschiedlichen Kombination der Eingänge (26.1 bis 26.4) entsprechen.
Transporteinheit, insbesondere Schienenfahrzeugseinheit, mit einer Positionsverfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verband von Transporteinheiten, insbesondere Schienenfahrzeugseinheiten, die mit einer Positionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestattet sind.