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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem ersten und wenigstens einem zweiten Antriebsaggregat sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs.
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Bei Kraftfahrzeugen mit einer Mehrzahl von Antriebsaggregaten und insbesondere bei Schienenfahrzeugen ist typischerweise vorgesehen, dass diese nur über Signalkabel zur Leittechnik und/oder vermittelt über ein zentrales Kraftfahrzeug-Steuergerät – quasi sternförmig – verbunden sind. Dagegen existiert kein direkter Kommunikationspfad zwischen den Antriebsaggregaten unterhalb der Fahrzeug-Leittechnik. Funktionen der Antriebsaggregate können daher nur in unzureichender Weise miteinander synchronisiert oder gezielt asynchron durchgeführt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Kraftfahrzeug geschaffen wird, welches wenigstens ein erstes Antriebsaggregat und wenigstens ein zweites Antriebsaggregat aufweist. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich durch eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten Antriebsaggregat und dem zweiten Antriebsaggregat aus. Die beiden Antriebsaggregate sind also nicht lediglich durch Signalkabel zur Leittechnik, oder aber sternförmig über ein zentrales Steuergerät miteinander verbunden, sondern vielmehr – insbesondere strukturell unterhalb der Fahrzeug-Leittechnik – direkt miteinander über die direkte Kommunikationsverbindung. Dies ermöglicht insbesondere eine verbesserte Synchronisation und/oder ein gezielt asynchrones Durchführen bestimmter Funktionen der Antriebsaggregate.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist die direkte Kommunikationsverbindung durch eine elektronische Datenverbindung, insbesondere einen Datenbus, insbesondere einen CAN-Bus, verwirklicht, die eine direkte Kommunikation zwischen den Antriebsaggregaten erlaubt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Antriebsaggregate direkt miteinander über Ethernet verbunden sind. Auch eine andere geeignete elektronische Kommunikationsverbindung zwischen den Antriebsaggregaten ist möglich, solange diese eine direkte Kommunikation, insbesondere ohne Umweg über ein zentrales Kraftfahrzeug-Steuergerät, ermöglicht.
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Die direkte Kommunikationsverbindung ist vorzugsweise eingerichtet zwischen Steuergeräten, die den Antriebsaggregaten jeweils zugeordnet sind. Diese weisen hierzu bevorzugt geeignete Schnittstellen auf, über welche die Kommunikationsverbindung hergestellt werden kann.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Antriebsaggregate ein Netzwerk bilden. Dies ermöglicht eine besonders effiziente und funktionelle Kommunikation zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten. Dabei weist vorzugsweise jedes Antriebsaggregat innerhalb des Netzwerks eine eigene, individuelle Adresse auf, über welche es eindeutig angesprochen werden kann. Die verschiedenen Antriebsaggregate können in dem Netzwerk direkt – insbesondere ohne Umweg über ein zentrales Kraftfahrzeug-Steuergerät – miteinander kommunizieren.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, bei welchem dieses eine Mehrzahl von Antriebsaggregaten aufweist, wobei es insbesondere mehr als zwei Antriebsaggregate aufweist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Kraftfahrzeug als Schienenfahrzeug mit Mehrfachtraktion ausgebildet ist, wobei eine Mehrzahl von als Triebwagen ausgebildeten Einzel-Kraftfahrzeugen zu einem Kraftfahrzeug zusammengeschaltet werden. Weist hierbei ein Triebwagen zwei separate Antriebsaggregate auf, kann das Kraftfahrzeug dann beispielsweise bei Doppeltraktion vier Antriebsaggregate und bei Dreifachtraktion sechs Antriebsaggregate aufweisen. Grundsätzlich ist eine beliebige Anzahl von Antriebsaggregaten in dem Netzwerk verbindbar. Insbesondere bei einer größeren Anzahl von Antriebsaggregaten verwirklichen sich in besonderer Weise die Vorteile der direkten Kommunikationsverbindung, weil sich die Antriebsaggregate eigenständig untereinander synchronisieren und Funktionen untereinander aufteilen können. Dabei spielen insbesondere ansonsten problematische Laufzeiten von Signalen über Signalkabel der Leittechnik keine Rolle mehr.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens eines der Antriebsaggregate als hybrides Antriebsaggregat ausgebildet ist. Dieses weist vorzugweise wenigstens eine Brennkraftmaschine und wenigstens eine elektrische Maschine auf. Weiter umfasst das hybride Antriebsaggregat vorzugsweise ein Getriebe, einen elektrischen Umrichter und einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise einen Lithium-Ionenspeicher. Ein solches hybrides Antriebsaggregat wird insbesondere bei Schienenfahrzeugen auch als „Powerpack“ bezeichnet. In Zusammenhang mit hybriden Antriebsaggregaten verwirklichen sich in besonderer Weise die Vorteile der direkten Kommunikationsverbindung, weil hybride Antriebsaggregate bereits für sich genommen eine Vielzahl verschiedener Antriebsfunktionen oder -arten aufweisen, wobei eine Synchronisation der Antriebsfunktionen Antriebsaggregat-übergreifend einen besonders effizienten Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs, bei welchem alle Antriebsaggregate als hybride Antriebsaggregate ausgebildet sind.
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Ein hybrides Antriebsaggregat weist als Brennkraftmaschine vorzugsweise einen Dieselmotor auf. Alternativ ist es auch möglich, dass die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist. Es ist aber auch eine andere Ausgestaltung der Brennkraftmaschine, beispielsweise als Benzinmotor, möglich.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das Kraftfahrzeug wenigstens ein Antriebsaggregat aufweist, welches als reine Brennkraftmaschine ohne elektrische Maschine – gegebenenfalls abgesehen von einer kleinen elektrischen Hilfsmaschine wie beispielsweise einer Lichtmaschine – ausgebildet ist. Das Antriebsaggregat weist dann vorzugsweise zusätzlich noch ein Getriebe auf. Die Brennkraftmaschine kann als Dieselmotor, als Gasmotor, als Benzinmotor oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das Kraftfahrzeug wenigstens ein Antriebsaggregat aufweist, welches als reine elektrische Maschine ausgebildet ist.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens eines der Antriebsaggregate ein – insbesondere automatisiertes – Getriebe, insbesondere ein Lastschaltgetriebe, aufweist. In diesem Fall ist es über die direkte Kommunikationsverbindung in besonders günstiger Weise möglich, Schaltpunkte von Getrieben asynchron auszugestalten, um eine möglichst – gegebenenfalls vollständig – zugkraftunterbrechungsfreie Traktion für das Kraftfahrzeug zu verwirklichen. Besonders bevorzugt weist jedes der Antriebsaggregate des Kraftfahrzeugs ein – insbesondere automatisiertes – Getriebe, vorzugsweise ein Lastschaltgetriebe, auf.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Kraftfahrzeug als Schienenfahrzeug ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist das Kraftfahrzeug als Lokomotive, als Triebwagen oder Triebkopf, insbesondere als Railcar, oder als vollständiger Zug ausgebildet. Ein Triebwagen weist dabei vorzugsweise zwei Kraftfahrzeug-Teile auf, die als A-Teil und als B-Teil bezeichnet werden. Jedem der beiden Triebwagenteile ist dabei vorzugsweise ein separates Antriebsaggregat zugeordnet. Das Kraftfahrzeug kann eine Mehrzahl von Triebwagen als Einzel-Kraftfahrzeuge aufweisen, die zu dem Kraftfahrzeug zusammengekuppelt sind. Auf diese Weise ist es möglich, eine Mehrfachtraktion zu verwirklichen, insbesondere eine Doppeltraktion oder eine Dreifachtraktion. Das Kraftfahrzeug weist in diesem Fall dann beispielsweise vier oder sechs Antriebsaggregate auf, wie bereits zuvor erläutert. Bei einem Schienenfahrzeug mit seinen besonders vielfältigen Möglichkeiten, verschiedene Antriebsfunktionen oder -arten zu verwirklichen, realisieren sich insbesondere die Vorteile der direkten Kommunikationsverbindung zwischen den Antriebsaggregaten.
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Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs geschaffen wird, wobei wenigstens zwei Antriebsaggregate des Kraftfahrzeugs im Betrieb desselben direkt miteinander kommunizieren. Dabei verwirklichen sich in Zusammenhang mit dem Verfahren insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug erläutert wurden.
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Im Rahmen des Verfahrens wird bevorzugt ein Kraftfahrzeug nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, besonders bevorzugt ein Schienenfahrzeug, betrieben. Es ist möglich, dass im Rahmen des Verfahrens ein Einzel-Kraftfahrzeug betrieben wird, beispielsweise ein einzelner Triebwagen. Es ist aber auch möglich, dass das Kraftfahrzeug, welches im Rahmen des Verfahrens betrieben wird, ein aus einer Mehrzahl von Einzelfahrzeugen zusammengesetztes Gesamt-Kraftfahrzeug ist. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Mehrfachtraktion bei Schienenfahrzeugen verwirklicht werden, indem eine Mehrzahl von Triebwagen miteinander gekoppelt wird. Beispielsweise kann mit zwei aneinander gekoppelten Triebwagen eine Zweifachtraktion oder mit drei aneinander gekoppelten Triebwagen eine Dreifachtraktion verwirklicht werden. Das im Rahmen des Verfahrens betriebene Kraftfahrzeug stellt in diesem Zusammenhang den Verband aus den Einzel-Kraftfahrzeugen, mithin das Gesamt-Kraftfahrzeug dar. Die Antriebsaggregate kommunizieren bevorzugt über die direkte Kommunikationsverbindung miteinander.
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Bevorzugt wird eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der vorgesehen ist, dass ein Netzwerk zwischen wenigstens zwei Antriebsaggregaten des Kraftfahrzeugs gebildet wird. Besonders bevorzugt wird ein Netzwerk zwischen allen Antriebsaggregaten des Kraftfahrzeugs gebildet. In einem Netzwerk können alle miteinander verbundenen Antriebsaggregate direkt miteinander kommunizieren, ohne dass es eines Umwegs über ein zentrales Steuergerät bedarf.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass – vorzugsweise bei einem Starten des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einem Hochfahren oder Booten des Steuerungssystems des Kraftfahrzeugs – eine Position der einzelnen Antriebsaggregate in dem Kraftfahrzeug ermittelt wird. Dabei kann eine besonders sinnvolle und effiziente Aufteilung von Antriebsfunktionen oder -arten auf die Antriebsaggregate dann erfolgen, wenn diese ihre jeweilige Position in dem Kraftfahrzeug kennen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Position der Antriebsaggregate bezogen auf ein Einzel-Kraftfahrzeug bestimmt. Dabei erkennen die Antriebsaggregate selbsttätig ihre Position innerhalb des Einzel-Kraftfahrzeugs, insbesondere ob sie dem A-Teil oder dem B-Teil eines Triebwagens zugeordnet sind. Eine solche Positionserkennung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem eine Verschaltungsvariante in dem Einzel-Kraftfahrzeug an den Schnittstellen der Antriebsaggregate vorgesehen ist. Auf diese Weise ist eine Unterscheidung der Antriebsaggregate auf Kraftfahrzeugteilebene möglich. Beispielsweise ist es möglich, dass in dem A-Teil ein Eingang eines Steuergeräts eines Antriebsaggregats auf Masse geschaltet wird, während derselbe Eingang in dem B-Teil auf ein von Masse verschiedenes Potential gelegt wird. Ein Steuergerät eines Antriebsaggregats kann dann anhand des Potentials an diesem Eingang erkennen, ob es in dem A-Teil oder in dem B-Teil des Einzel-Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Es können auch mehrere Eingänge entsprechend mit Verschaltungsvarianten versehen sein, um vorzugsweise eine Mehrzahl von Informationen an die Antriebsaggregate zu übermitteln.
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Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt eine Position der einzelnen Antriebsaggregate relativ zu einem Gesamt-Kraftfahrzeug ermittelt. Dies schließt ein, dass die Antriebsaggregate beispielsweise bei Mehrfachtraktion erkennen, in welchem Einzel-Kraftfahrzeug sie angeordnet sind. Dies kann beispielsweise über Signallaufzeiten geschehen, wobei zunächst ein Master-Steuergerät in dem Netzwerk der Antriebsaggregate bestimmt wird, welches dann Signale an die anderen Steuergeräte aussendet und Antwortsignale empfängt, wobei die Signallaufzeiten zu den verschiedenen Steuergeräten ausgewertet werden und anhand dieser eine Relativlage der Antriebsaggregate bestimmt wird. Dabei ist es möglich, dass ein Antriebsaggregat, welches einem aktiven Führerstand des Gesamt-Kraftfahrzeugs am nächsten liegt, als Master ausgewählt wird, oder von dem aktiven Führerstand die Information übertragen erhält, dass es sich bei diesem um das dem Führerstand nächstgelegene Antriebsaggregat handelt. Relativ zu diesem können dann die Lagen der anderen Antriebsaggregate bestimmt werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass auf Einzel-Kraftfahrzeugebene zunächst festgestellt wird, welche Position das Einzel-Kraftfahrzeug innerhalb des Gesamt-Kraftfahrzeugs aufweist, was insbesondere geschehen kann, indem eine Fahrtrichtung, welche für das Gesamt-Kraftfahrzeug festgelegt wird, mit den Zuständen der Fahrzeug-Kupplungen, die zum Verbinden oder Koppeln der Einzel-Kraftfahrzeuge miteinander vorgesehen sind, der Einzel-Kraftfahrzeuge korreliert wird. Ist beispielsweise bei einem Einzel-Kraftfahrzeug die in Fahrtrichtung weisende Fahrzeug-Kupplung geöffnet, jedoch die gegen die Fahrtrichtung weisende Fahrzeug-Kupplung geschlossen, handelt es sich offensichtlich um das erste Einzel-Kraftfahrzeug in dem Verband. Ist umgekehrt die entgegen der Fahrtrichtung weisende Fahrzeug-Kupplung geöffnet und die in Fahrtrichtung weisende Fahrzeug-Kupplung geschlossen, handelt es sich offensichtlich um das letzte Einzel-Kraftfahrzeug in dem Verband. Sind dagegen beide Fahrzeug-Kupplungen des Einzel-Kraftfahrzeugs geschlossen, handelt es sich offenbar um ein Einzel-Kraftfahrzeug, das zwischen zwei anderen Einzel-Kraftfahrzeugen angeordnet ist. Entsprechende Feststellungen können durch ein Steuergerät auf Fahrzeug-Ebene getroffen werden, wobei entsprechende Informationen – gegebenenfalls über die zuvor erwähnten, geschalteten Eingänge – an die Steuergeräte der Antriebsaggregate übermittelt werden. Auf diese Weise können die Fahrzeuge mit den Antriebsaggregaten zusammenwirken, um die Position der Antriebsaggregate im Kraftfahrzeugverband festzustellen.
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Eine Positionsbestimmung der einzelnen Antriebsaggregate kann auch durch ein Signal eines einzelnen Steuergeräts eines Antriebsaggregats, sowie durch Aus- und Zuschalten der Steuergeräte der anderen Antriebsaggregate bestimmt werden.
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Die hier beschriebenen, verschiedenen Vorgehensweisen zur Positionsbestimmung können insbesondere miteinander kombiniert werden, um möglichst vollständige und genaue Informationen über die Positionen der einzelnen Antriebsaggregate sowohl innerhalb der Einzel-Kraftfahrzeuge als auch relativ zu dem Gesamt-Kraftfahrzeug zu erhalten.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass – vorzugsweise bei einem Starten des Kraftfahrzeugs – ein Master-Steuergerät für das Netzwerk bestimmt wird. Die anderen Steuergeräte werden vorzugsweise als Slave-Steuergeräte festgelegt. Es ist möglich, dass zusätzlich ein Ersatz-Master-Steuergerät bestimmt wird, welches solange als Slave-Steuergerät aktiv ist, solange das Master-Steuergerät fehlerfrei funktioniert, wobei es als Master-Steuergerät aktiviert wird, wenn das ursprüngliche Master-Steuergerät ausfällt. Ein Master-Steuergerät kann beispielsweise dadurch bestimmt werden, dass ein als erstes vollständig hochgefahrenes Steuergerät eines Antriebsaggregats sich selbst zum Master-Steuergerät erklärt und dies den übrigen Steuergeräten mitteilt. Alternativ sind andere, für sich genommen bekannte Vorgehensweisen möglich, um das Master-Steuergerät zu bestimmen.
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Alternativ oder zusätzlich wird – vorzugsweise bei einem Starten des Kraftfahrzeugs – jedem Antriebsaggregat eine Adresse zugewiesen. Dabei ist es möglich, dass sich die Steuergeräte der Antriebsaggregate selbst eine Adresse zuweisen, oder dass das Master-Steuergerät sich selbst und den anderen Steuergeräten Adressen zuweist. Dabei erhält jedes Antriebsaggregat eine ihm eigene, individuelle Adresse, über die es in dem Netzwerk eindeutig angesprochen werden kann. Hierdurch können unsichere Zustände durch die Bildung von Klonen vermieden werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass – vorzugsweise beim Starten des Kraftfahrzeugs – wenigstens zwei Gruppen von Antriebsaggregaten gebildet werden. Diese Gruppen bilden bevorzugt Unternetzwerke des Netzwerks. Beispielsweise ist es möglich, dass alle in einem A-Teil angeordneten Antriebsaggregate gemeinsam eine Gruppe bilden, die auch als A-Gruppe bezeichnet wird. In analoger Weise können alle in einem B-Teil angeordneten Antriebsaggregate eine Gruppe bilden, die als B-Gruppe bezeichnet wird. Die Bildung von Gruppen oder Unternetzwerken hat den Vorteil, dass Antriebsfunktionen oder -arten gruppenweise – und insbesondere zwischen den Gruppen zeitversetzt – ausgeführt werden können. Insbesondere ist es möglich, dass Antriebsfunktionen oder -arten durch im Vorfeld festgelegte Paare von Antriebsaggregaten abgestimmt zeitgleich Funktionen ausführen, wobei bestimmte Antriebsfunktionen oder -arten auch gezielt asynchron durch Paare von Antriebsanlagen oder Gruppen beziehungsweise Unternetzwerke durchgeführt werden können.
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In diesem Zusammenhang wird insbesondere eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher wenigstens eine Betriebsfunktion des Kraftfahrzeugs durch das Netzwerk zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten abgestimmt und/oder durch einzelne Gruppen oder Paare von Antriebsaggregaten – vorzugsweise zeitversetzt – durchgeführt wird. Es ist auch möglich, dass die wenigstens eine Betriebsfunktion zwischen den Antriebsaggregaten und/oder Gruppen harmonisiert, insbesondere zeitgleich ohne Zeitversatz, durchgeführt wird. Die Abstimmung und/oder Aufteilung von Betriebsfunktionen auf verschiedene Antriebsaggregate oder Gruppen von Antriebsaggregaten hat den Vorteil, dass eine sehr flexible, kraftstoff- und emissionssparende und komfortable Steuerung des Kraftfahrzeugs möglich wird. Beispielsweise können Schaltpunkte zwischen den einzelnen Antriebsaggregaten versetzt werden, sodass eine möglichst zugkraftunterbrechungsfreie Traktion verwirklicht wird. Andererseits können Betriebsfunktionen über alle Antriebsaggregate harmonisiert werden, sodass beispielsweise ein zeitgleiches Einsetzen von Traktion – insbesondere unter Volllast – mit minimiertem zeitlichen Versatz zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten möglich ist. Dabei zeigt sich, dass bei einer herkömmlichen Verbindung von Antriebsaggregaten über ein Signalkabel zur Leittechnik Verzögerungen von bis zu 0,5 Sekunden im Signalempfang zwischen den Antriebsaggregaten auftreten können. Eine solche Verzögerung ist insbesondere beim Aufbringen der Antriebsleistung deutlich bemerkbar und führt zu Komforteinbußen. Aufgrund der Synchronisierung über die direkte Kommunikationsverbindung und insbesondere das Netzwerk ist es möglich, einen zeitlichen Versatz zwischen den Antriebsaggregaten auf weniger als 0,1 Sekunde zu verringern. Hierdurch wird der Komfort des Kraftfahrzeugs insbesondere beim Anfahren und beim Realisieren eines Volllastbetriebs deutlich erhöht.
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Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die wenigstens eine Betriebsfunktion ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus dem Schalten eines Getriebes, insbesondere eines Lastschaltgetriebes, einem Bereitstellen von Antriebsleistung, einer elektrischen oder verbrennungsmotorischen Leistungserzeugung, einem Versorgen eines Bordnetzes mit Strom, einem Bereitstellen von Bremsleistung, insbesondere mittels eines Retarders und/oder durch Rekuperation, einem Wechsel einer Antriebsart, insbesondere einem streckenabschnittbezogenen Wechsel einer Antriebsart, und einer Eigendiagnose, insbesondere einer prädiktiven Wartungserkennung.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist es also möglich, dass das Schalten eines Getriebes, insbesondere eines Lastschaltgetriebes, durch das Netzwerk zwischen verschiedenen Antriebsaggregaten und/oder zwischen Gruppen von verschiedenen Antriebsaggregaten aufgeteilt oder abgestimmt wird. Dabei zeigt sich, dass insbesondere ein zeitliches Verteilen von Schaltpunkten auf die verschiedenen Antriebsaggregate oder Gruppen von Antriebsaggregaten dazu beitragen kann, möglichst unterbrechungsfrei Zugkraft bereitzustellen und so Komforteinbußen beim Schaltvorgang zu vermeiden. Besonders bevorzugt wird dies angewendet auf das Schalten eines Lastschaltgetriebes. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Form eines Fahrzeuggetriebes, bei dem eine Übersetzung unter Last, also während der Fahrt, ohne Unterbrechung des Drehmoments geändert werden kann. Dadurch ist es auch während des Schaltvorgangs möglich, Vortriebskräfte zu übertragen, sodass das Fahrzeug auch während des Schaltvorgangs weiter beschleunigt werden kann. Besonders bevorzugt wird das Verfahren angewendet auf ein automatisiertes Schaltgetriebe, insbesondere ein automatisiertes Lastschaltgetriebe. Dabei werden die Schaltvorgänge automatisch durch ein im Steuergerät des Antriebsaggregats hinterlegtes Schaltprogramm durchgeführt.
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Über die direkte Kommunikationsverbindung und/oder das Netzwerk zwischen den Antriebsaggregaten ist es möglich, eine Abstimmung der Schaltvorgänge herbeizuführen. Dabei ist es wichtig, dass es keine Klone geben darf. Da aber in dem Netzwerk jedes Antriebsaggregat und insbesondere jedes Steuergerät jedes Antriebsaggregats seine eigene, individuelle Adresse hat, ist es ohne weiteres möglich, die Schaltvorgänge für die Antriebsaggregate einzeln oder Gruppenweise zu synchronisieren oder gezielte asynchron – also insbesondere mit definierter zeitlicher Verzögerung – durchzuführen. Dadurch kann ein – wenn auch beim Lastschaltgetriebe geringer – Drehmomenteinbruch während des Schaltvorgangs deutlich vermindert werden, insbesondere erfolgt kein Drehmomenteinbruch bei allen Getrieben des Kraftfahrzeugs gleichzeitig.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die zu einer A-Gruppe zusammengeschalteten Antriebsaggregate gemeinsam einen Schaltvorgang ausführen, wobei der Schaltvorgang durch die zu einer B-Gruppe zusammengeschalteten Antriebsaggregate zeitversetzt durchgeführt wird.
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Alternativ oder zusätzlich ist im Rahmen des Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass das Bereitstellen von Antriebsleistung durch das Netzwerk zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten abgestimmt und/oder durch einzelne Gruppen von Antriebsaggregaten durchgeführt wird. Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Antriebsleistung abhängig von einer Momentenanforderung auf die Antriebsaggregate aufgeteilt wird. Bei Volllast, insbesondere beim Beschleunigen, arbeiten vorzugsweise alle Antriebsaggregate, wobei es aufgrund der direkten Kommunikationsverbindung möglich ist, die Antriebsaggregate mit äußerst geringer Zeitverzögerung von weniger als 0,1 Sekunde auf Volllastbetrieb zu schalten. Somit kann die volle Traktion über das gesamte Kraftfahrzeug nahezu gleichzeitig aufgebracht werden, was zum einen die Beschleunigungsleistung des Kraftfahrzeugs insbesondere beim Anfahren und zum anderen den Komfort deutlich erhöht. In anderen Fahrzuständen, insbesondere bei einer Beharrungsfahrt, bei welcher typischerweise höchstens 50 % der Leistung bei Volllast oder noch weniger zur Überwindung des Luftwiderstands und des geringen Reibungswiderstands erforderlich ist, kann die Antriebsleistung nur durch eine Auswahl von Antriebsaggregaten bereitgestellt werden, wobei die anderen Antriebsaggregate zur Durchführung anderer Funktionen genutzt werden können, beispielsweise zur Stromversorgung eines Bordnetzes. Es ist auch möglich, einzelne Antriebsaggregate gezielt im Leerlauf zu betreiben oder abzuschalten. Der Volllastanteil einzelner Antriebsaggregate kann so erhöht werden, sodass umgekehrt der Teillastanteil aller Antriebsaggregate gesenkt werden kann, was insgesamt zu Kraftstoffeinsparungen führt. Auch die spezifischen Emissionen der Antriebsaggregate können so reduziert werden. Durch die Kommunikation zwischen den Antriebsaggregaten kann stets eine unterbrechungsfreie Zugkraft bereitgestellt werden. Antriebsaggregate, die gerade keine Antriebsleistung bereitstellen, können auch eine Eigendiagnose, insbesondere eine prädiktive Wartungserkennung, durchführen.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass eine elektrische Leistungserzeugung sowie eine verbrennungsmotorische Leistungserzeugung abgestimmt zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten und/oder durch einzelne Gruppen von Antriebsaggregaten durchgeführt wird. Insbesondere ist es im Teillastbereich des Kraftfahrzeugs möglich, dass einzelne Antriebsaggregate verbrennungsmotorisch arbeiten und dabei sowohl mechanische Antriebsleistung als auch elektrische Leistung erzeugen. Die elektrische Leistung kann wiederum in anderen Antriebsaggregaten, die momentan nicht verbrennungsmotorisch betrieben werden, genutzt werden, um elektrische Antriebsleistung zu erzeugen. Auch dies ermöglicht eine Erhöhung des Volllastanteils für die Antriebsaggregate sowie insbesondere eine Erniedrigung des Teillastanteils für alle Antriebsaggregate. Eine Aufteilung von elektrischer und verbrennungsmotorischer Leistung ist selbstverständlich insbesondere bei Antriebsaggregaten möglich, die als hybride Antriebsaggregate ausgebildet sind.
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Es ist auch möglich, unter bestimmten Bedingungen ein rein elektrisches Anfahren, beispielsweise in einem Bahnhof, durchzuführen, indem alle Antriebsaggregate gemeinsam rein elektrische Antriebsleistung zur Verfügung stellen.
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Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass eine Stromversorgung für ein Bordnetz durch das Netzwerk zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten abgestimmt und/oder durch einzelne Gruppen von Antriebsaggregaten durchgeführt wird. Dabei können – wie bereits erwähnt – insbesondere Antriebsaggregate, die gerade keine Antriebsleistung zur Verfügung stellen, zur Stromversorgung des Bordnetzes genutzt werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird ein Bereitstellen von Bremsleistung durch das Netzwerk zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten abgestimmt und/oder durch einzelne Gruppen von Antriebsaggregaten durchgeführt. Dabei kann die Bremsleistung – vorzugsweise ebenfalls aufgeteilt auf verschiedene Antriebsaggregate und/oder Gruppen von Antriebsaggregaten – insbesondere durch einen Retarder und/oder durch Rekuperation bereitgestellt werden. Die Aufteilung der Bremsleistung auf die verschiedenen Antriebsaggregate kann insbesondere genutzt werden, um den Bremsvorgang über das gesamte Kraftfahrzeug harmonischer zu gestalten und so eine sicherere Lage desselben – insbesondere bei einem Schienenfahrzeug auf den Schienen – zu ermöglichen. Außerdem kann über die direkte Kommunikationsverbindung eine unterbrechungsfreie Verzögerung gewährleistet werden. Über die direkte Kommunikationsverbindung ist es auch möglich, ein für das Gesamt-Kraftfahrzeug möglichst verschleißfreies Bremsen zu gewährleisten, weil gegebenenfalls vorhandene Bremsleistungsreserven von Antriebsaggregaten sinnvoll eingesetzt werden können. Weiterhin kann ein Ladungszustand von den einzelnen Antriebsaggregaten zugeordneten Batterien oder Akkumulatoren bei der Aufteilung der Bremsleistung berücksichtigt werden, sodass beispielsweise ein Antriebsaggregat, dessen Batterie oder Akkumulator nahezu vollständig geladen ist, Bremsleistung nicht durch Rekuperation, sondern vielmehr nur über einen Retarder oder auch gegebenenfalls durch mechanisches Bremsen bereitstellt, während dafür andere Antriebsaggregate, deren Batterien oder Akkumulatoren nicht vollständig gefüllt sind, in stärkerem Umfang Bremsleistung durch Rekuperation bereitstellen können.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Wechsel von Antriebsarten durch das Netzwerk zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten abgestimmt und/oder durch einzelne Gruppen von Antriebsaggregaten durchgeführt wird. Dabei kann insbesondere ein streckenabschnittbezogener Wechsel von Antriebsarten berücksichtigt werden. Solche Vorgehensweisen zum streckenabschnittbezogenen Wechsel von Antriebsarten sind beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 2010/017887 A1 sowie in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 014 591 A1 offenbart. Dabei kann ein elektronischer Streckenfahrplan als streckenabschnittbezogene Geschwindigkeiten über ein Zugsteuergerät vorgegeben werden, wobei vor Fahrtantritt streckenabschnittbezogene Antriebsarten des Schienenfahrzeugs mittels des elektronischen Streckenfahrplans prädiktiv bestimmt werden, wobei im Fahrbetrieb eine Positionsabweichung der Ist-Position zu einer aus dem elektronischen Streckenfahrplan ermittelten Soll-Position des Schienenfahrzeugs bestimmt wird, wobei anhand der Positionsabweichung eine Zeitreserve berechnet wird, und wobei in Abhängigkeit der Zeitreserve eine aktuelle Antriebsart beibehalten oder gewechselt wird. Solche streckenabschnittbezogenen Antriebsarten können nun mithilfe des Netzwerks oder der direkten Kommunikationsverbindung zwischen den Antriebsaggregaten in noch effizienterer Weise abgestimmt und auf die verschiedenen Antriebsaggregate verteilt werden. Dabei ist insbesondere eine verzögerungsfreie Harmonisierung zwischen den Antriebsaggregaten möglich.
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Alternativ oder zusätzlich wird eine Eigendiagnose, insbesondere eine prädiktive Wartungserkennung, bevorzugt durch das Netzwerk zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten abgestimmt und/oder durch einzelne Gruppen von Antriebsaggregaten durchgeführt. Dabei können insbesondere Antriebsaggregate, die momentan keine Antriebsleistung bereitstellen, eine Eigendiagnose, insbesondere eine prädiktive Wartungserkennung, durchführen. Dabei ist es möglich, dass eine entsprechende Zustandsmeldung an den Kraftfahrzeugführer ausgegeben wird.
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Die abgestimmte Ausführung der Funktionen durch die Antriebsaggregate oder durch im Vorfeld festgelegte Paare von Antriebsaggregaten, wird bevorzugt überwacht. Dabei darf es zu keinem unsicheren Zustand durch das Ausbleiben von Semaphoren kommen.
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Im Rahmen des Verfahrens ist es auch möglich, dass ein Ausfall eines Antriebsaggregats über das Netzwerk oder die direkte Kommunikationsverbindung durch die übrigen Antriebsaggregate kompensiert wird. Dadurch wird die Verfügbarkeit des Kraftfahrzeugs insgesamt erhöht.
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Durch die direkte Kommunikationsverbindung oder das Netzwerk ist es insbesondere auch möglich, dass für jedes Antriebsaggregat eine gleiche Software in den den Antriebsaggregaten jeweils zugeordneten Steuergeräten verwendet wird, ohne dass Kollisionen auftreten. Auch die Steuergeräte können vorzugsweise identisch gewählt werden. Durch die Bildung des Netzwerks weisen sich diese jeweils eindeutige Adressen zu und bestimmen ihre Funktion als Master oder Slave in dem Netzwerk, sodass Konflikte und/oder Kollisionen vermieden werden.
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Insbesondere wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher ein Soll-Moment durch die direkte Kommunikationsverbindung oder das Netzwerk auf die verschiedenen Antriebsaggregate aufgeteilt wird. Bei dem Soll-Moment kann es sich um ein Soll-Antriebsmoment oder ein Soll-Verzögerungs- und/oder -bremsmoment handeln. Die Aufteilung auf die verschiedenen Antriebsaggregate ermöglicht insbesondere das Fahren jedes Antriebsaggregats möglichst in seinem Bestpunkt, ein Leistungsmanagement, eine Harmonisierung zwischen den Antriebsaggregaten, insbesondere eine Berücksichtigung von deren Alter und/oder Wartungszustand, sowie eine Berücksichtigung von den Antriebsaggregaten zugeordneten Radsätzen und/oder Drehgestellen.
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Dabei ist es insbesondere möglich, dass Antriebsaggregate, die eine bevorstehende Wartung erkennen und/oder ein erhöhtes Betriebsalter aufweisen, aktiv durch Abstimmung über die direkte Kommunikationsverbindung geschont werden, wobei sie insbesondere eine geringere Antriebsleistung, elektrische Leistung und/oder Bremsleistung aufbringen können, wobei die insoweit bei diesen Antriebsaggregaten ausfallende Leistung durch die übrigen Antriebsaggregate bereitgestellt wird. Dabei ist es auch möglich, neuere, jüngere oder frisch gewartete Antriebsaggregate stärker zu belasten. Insgesamt ist es so über die direkte Kommunikationsverbindung oder das Netzwerk auch möglich, ein Alterungsverhalten und einen Verschleiß zwischen den Antriebsaggregaten zu harmonisieren, sodass insgesamt der Lebenszyklus der Antriebsaggregate verlängert wird. Auch können Wartungsarbeiten an allen Fahrzeugteilen zeitlich konzentriert werden.
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Weiterhin ist es über die direkte Kommunikationsverbindung oder das Netzwerk möglich, die Antriebsaggregate jeweils in ihrem Bestpunkt, also insbesondere in einem Betriebspunkt mit möglichst geringem spezifischen Kraftstoffverbrauch und möglichst geringen spezifischen Emissionen, zu betreiben. Dabei werden insbesondere Antriebs- und/oder Verzögerungsmomente aufgeteilt zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten.
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Insgesamt ist so durch das Netzwerk oder die direkte Kommunikationsverbindung ein erweitertes Leistungsmanagement der Antriebsaggregate durchführbar.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird auch ein Zustand von den Antriebsaggregaten zugeordneten Drehgestellen und/oder Radsätzen mit in die Aufteilung der Antriebs- und/oder Verzögerungsleistung einbezogen. Dabei ist die Leistung optimal auf die verschiedenen Radsätze und/oder Drehgestelle aufteilbar.
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Das zuvor beschriebene Kraftfahrzeug ist vorzugsweise eingerichtet zur Durchführung einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens. Dabei verwirklichen sich in besonderer Weise die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug und mit dem Verfahren erläutert wurden.
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Zur Erfindung gehört auch ein Steuergerät für ein Antriebsaggregat, welches eingerichtet ist zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, oder das eingerichtet ist zur Durchführung einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Steuergerät eine geeignete Schnittstelle zur Bildung einer direkten Kommunikationsverbindung und insbesondere eines Netzwerks aufweist.
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Die Beschreibung des Kraftfahrzeugs einerseits und des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale des Kraftfahrzeugs, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Kraftfahrzeugs. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal des Kraftfahrzeugs bedingt ist. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs;
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2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs, und
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3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 1, das hier als Schienenfahrzeug und insbesondere als Triebwagen oder Railcar ausgebildet ist. Der Triebwagen weist zwei Wagenteile auf, nämlich einen ersten Wagenteil A und einen zweiten Wagenteil B. Jedem Wagenteil ist ein Antriebsaggregat zugeordnet, nämlich dem ersten Wagenteil A ein erstes Antriebsaggregat 3.A und dem zweiten Wagenteil B ein zweites Antriebsaggregat 3.B. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Antriebsaggregate 3 als hybride Antriebsaggregate und insbesondere identisch zueinander ausgebildet. Es wird daher im Folgenden nur das erste Antriebsaggregat 3.A näher erläutert. Alles hierzu Ausgeführte trifft genauso auf das zweite Antriebsaggregat 3.B zu.
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Das erste Antriebsaggregat 3.A weist eine Brennkraftmaschine 5 sowie eine elektrische Maschine 7 auf. Außerdem weist das erste Antriebsaggregat 3.A ein Getriebe 9 auf, das bevorzugt als Lastschaltgetriebe, insbesondere als automatisiertes Lastschaltgetriebe ausgebildet ist.
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Die beiden Antriebsaggregate 3.A und 3.B sind über eine direkte Kommunikationsverbindung 11 miteinander verbunden. Dabei handelt es sich bevorzugt um einen elektronischen Datenbus, insbesondere einen CAN-Bus oder um eine Ethernet-Verbindung.
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Die direkte Kommunikationsverbindung 11 besteht bevorzugt zwischen hier nicht eigens dargestellten Steuergeräten, welche den Antriebsaggregaten 3 jeweils zugeordnet sind.
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Insbesondere bei einem Starten des Kraftfahrzeugs 1, vorzugsweise beim Booten eines Systems desselben, wird bevorzugt ein Netzwerk zwischen den beiden Antriebsaggregaten 3 gebildet. Dabei wird bevorzugt zunächst eine Position der einzelnen Antriebsaggregate 3 in dem Kraftfahrzeug 1 ermittelt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs 1 wird vorzugsweise zunächst ermittelt, welches der Antriebsaggregate 3 dem ersten Wagenteil A und welches dem zweiten Wagenteil B zugeordnet ist. Dies kann beispielsweise über eine Verschaltungsvariante für die beiden Antriebsaggregate 3 geschehen, beispielsweise dadurch, dass für das erste Antriebsaggregat 3A in dem ersten Wagenteil A ein Eingang auf Masse geschaltet wird, der für das zweite Antriebsaggregat 3.B in dem zweiten Wagenteil B auf einem von Masse verschiedenen Potential liegt. Auf diese Weise können die im Übrigen identisch ausgebildeten Antriebsaggregate 3, die vorzugsweise auch mit einer identischen Software ausgestattet sind, ihre Position selbsttätig erkennen.
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Im Anschluss an die Positionsermittlung wird vorzugsweise ein Master-Steuergerät bestimmt. Beispielsweise ist es möglich, dass dasjenige Steuergerät des Antriebsaggregats 3, welches näher an einem für eine vorbestimmte Fahrtrichtung aktiven Führerstand des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist, zuerst hochfährt und sich selbst die Masterfunktion zuweist. Vorzugsweise wird auch ein Ersatz-Master-Steuergerät bestimmt, welches die Masterfunktion übernimmt, falls das Master-Steuergerät ausfällt. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird trivialerweise dann das einzige verbleibende Steuergerät des weiteren Antriebsaggregats, dessen Steuergerät nicht Master-Steuergerät ist, zum Ersatz-Master-Steuergerät bestimmt.
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Weiterhin wird jedem Antriebsaggregat 3 bevorzugt eine individuelle Adresse zugewiesen. Insbesondere ist es möglich, dass sich die Antriebsaggregate 3 selbst eine Adresse zuweisen.
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Über das derart gebildete Netzwerk ist es möglich, die Steuergeräte der Antriebsaggregate 3 und damit auch diese selbst zu synchronisieren, beispielsweise in Hinblick auf eine Getriebeschaltung, Rekuperation, elektrisches Anfahren, eine unterbrechungsfreie Zugkraft, eine unterbrechungsfreie Verzögerung, ein Bereitstellen von Traktionsleistung, eine Stromversorgung, und/oder eine Eigendiagnose mit prädiktiver Wartungserkennung. Auch andere, zuvor bereits ausführlicher beschriebene Betriebsfunktionen können über das Netzwerk auf die verschiedenen Antriebsaggregate verteilt und synchronisiert, oder gezielt asynchron, insbesondere zeitversetzt, durchgeführt werden.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs 1 sind zwei Triebwagen als Einzel-Kraftfahrzeuge zu einem Gesamt-Kraftfahrzeug, nämlich zu dem Kraftfahrzeug 1, zusammengekuppelt. Die beiden Einzel-Kraftfahrzeuge sind dabei jeweils ausgebildet, wie das in 1 dargestellte, erste Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs 1.
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Insbesondere sind hier ein erstes Einzel-Kraftfahrzeug 1.1 sowie ein zweites Einzel-Kraftfahrzeug 1.2 vorgesehen, wobei das erste Einzel-Kraftfahrzeug 1.1 einen ersten Wagenteil 1.1.A und einen zweiten Wagenteil 1.1.B aufweist, wobei das zweite Einzel-Kraftfahrzeug 1.2 einen ersten Wagenteil 1.2.A und einen zweiten Wagenteil 1.2.B aufweist.
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Wie gemäß 1 erläutert, ist jedem Wagenteil 1.1.A, 1.1.B, 1.2.A, 1.2.B jeweils ein Antriebsaggregat 3 zugeordnet, die hier als erstes Antriebsaggregat 3.1.A, als zweites Antriebsaggregat 3.1.B, als drittes Antriebsaggregat 3.2.A und als viertes Antriebsaggregat 3.2.B bezeichnet werden.
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Alle Antriebsaggregate 3 sind über die direkte Kommunikationsverbindung 11 – Einzel-Kraftfahrzeugübergreifend – verbunden. Dabei wird bevorzugt analog zu der zur 1 beschriebenen Vorgehensweise ein Netzwerk zwischen den Antriebsaggregaten 3 gebildet.
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Dabei ist es möglich, dass jedes der Antriebsaggregate 3 seine Position relativ zu dem ihm zugeordneten Einzel-Kraftfahrzeug 1.1, 1.2 ermittelt. Zusätzlich ist es möglich, dass die Antriebsaggregate 3 ihre Position relativ zu dem Gesamt-Kraftfahrzeug 1 ermitteln. Dies kann beispielsweise in Kommunikation mit den Einzel-Kraftfahrzeugen 1.1, 1.2 durchgeführt werden, indem jedes Einzel-Kraftfahrzeug 1.1, 1.2 beispielsweise anhand der Fahrtrichtung und seiner Fahrzeug-Kupplungszustände – wie oben beschrieben – seine eigene Position innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt. Es ist dann möglich, das – in Fahrtrichtung gesehen – erste Antriebsaggregat 3 zu identifizieren, wobei die übrigen Antriebsaggregate entweder ihre Position ebenfalls durch Kommunikation mit dem ihnen zugeordneten Einzel-Kraftfahrzeug 1.1, 1.2 bestimmen, oder indem ausgehend von dem ersten Antriebsaggregat eine Laufzeitmessung von Signalen zu den anderen Antriebsaggregaten durchgeführt wird und so deren Abstand von dem ersten Antriebsaggregat – in Fahrtrichtung gesehen – bestimmt wird.
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Auch im Fall des zweiten Ausführungsbeispiels des Kraftfahrzeugs 1 wird vorzugsweise ein Master-Steuergerät sowie ein Ersatz-Master-Steuergerät bestimmt. Weiterhin wird jedem Antriebsaggregat 3 eine Adresse zugewiesen.
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Vorzugsweise werden wenigstens zwei Gruppen von Antriebsaggregaten 3 oder Unternetzwerke gebildet. Beispielsweise ist es möglich, dass diejenigen Antriebsaggregate 3.1.A, 3.2.A, welche einem ersten Wagenteil 1.1.A, 1.2.A zugeordnet sind, zu einer ersten Gruppe zusammengefasst, wobei die einem zweiten Wagenteil 1.1.B, 1.2.B zugeordneten Antriebsaggregate 3.1.B, 3.2.B zu einer zweiten Gruppe zusammengefasst werden. Betriebsfunktionen des Kraftfahrzeugs 1 können dann gruppenweise auf die Antriebsaggregate – hier insbesondere paarweise – aufgeteilt werden.
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Eine solche Betriebsfunktion kann ausgewählt sein aus einer Gruppe bestehend aus einem Schalten des Getriebes 9, einem Bereitstellen von Antriebsleistung, einer elektrischen oder verbrennungsmotorischen Leistungserzeugung, einer Stromversorgung eines Bordnetzes, einem Bereitstellen von Bremsleistung, insbesondere über einen Retarder und/oder durch Rekuperation, einem Wechsel von insbesondere streckenabschnittsbezogenen Antriebsarten, und einer Eigendiagnose, insbesondere einer prädiktiven Wartungserkennung.
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Außerdem ist es möglich, dass über die direkte Kommunikationsverbindung 11 ein Soll-Moment, insbesondere ein Soll-Antriebsmoment oder ein Soll-Bremsmoment, auf die verschiedenen Antriebsaggregate 3 aufgeteilt wird. Hierdurch können diese in ihrem Bestpunkt gefahren werden. Auch ein Leistungsmanagement ist möglich.
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Analog zu dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs 1 ist auch ein weiteres Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem eine Dreifachtraktion verwirklicht ist, wobei ein weiterer Triebwagen an das Kraftfahrzeug 1 gemäß 2 gekoppelt wird. Die Bildung eines Netzwerks zwischen den Antriebsaggregaten funktioniert dann analog. Es können auch weitere Triebwägen hinzugefügt werden, um eine Mehrfachtraktion mit mehr als drei Einzel-Kraftfahrzeugen zu verwirklichen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens. Dabei ist in 3 dargestellt, wie eine Abstimmung zwischen Schaltprogrammen, die in den Steuergeräten von verschiedenen Antriebsaggregaten 3 hinterlegt sind, herbeigeführt werden kann, um eine Zeitverzögerung zwischen Schaltvorgängen der einzelnen, den Antriebsaggregaten 3 zugeordneten Getriebe 9 zu bewirken. Dabei wird also insbesondere eine Schaltpunktverschiebung vorgenommen.
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Zunächst erfolgt in einem zentralen Steuergerät 12 des Kraftfahrzeugs 1 – insbesondere abhängig von einem Fahrerwunsch F – eine Sollwertvorgabe 13 für eine Traktion, insbesondere indem ein Führer des Kraftfahrzeugs 1 einen Sollwert vorgibt. Diese Sollwertvorgabe wird durch das zentrale Steuergerät 12 des Kraftfahrzeugs 1 beispielsweise an die beiden Antriebsaggregate 3.A, 3.B gemäß 1 übermittelt. Diese sind insoweit sternförmig oder parallel mit dem zentralen Steuergerät 12 verbunden. Allerdings sind die beiden Antriebsaggregate 3.A, 3.B zusätzlich über die direkte Kommunikationsverbindung 11 unmittelbar miteinander verbunden und kommunizieren direkt miteinander. Im Rahmen dieser direkten Kommunikation über die direkte Kommunikationsverbindung 11 wird hier festgelegt, dass das erste Antriebsaggregat 3.A einen Schaltvorgang 15 zuerst durchführt, während das zweite Antriebsaggregat 3.B eine Schaltpunktverzögerung 17 umsetzt. Nach der zwischen den Antriebsaggregaten 3.A, 3.B vereinbarten Schaltpunktverzögerung 17 führt auch das zweite Antriebsaggregat 3.B den Schaltvorgang 15 durch.
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Durch die mit der Schaltpunktverzögerung 17 herbeigeführte Differenz der Schaltprogramme in den verschiedenen Antriebsaggregaten 3.A, 3.B wird eine vollkommen unterbrechungsfreie Bereitstellung von Traktion und damit ein besonders hoher Fahrkomfort für das Kraftfahrzeug 1 verwirklicht.
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Insgesamt zeigt sich, dass durch das Kraftfahrzeug 1 und das Verfahren in besonders effizienter Weise insbesondere spezielle Betriebsfunktionen von Antriebsaggregaten 3 synchronisiert oder harmonisiert und insbesondere auch gezielt asynchron durchgeführt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/017887 A1 [0039]
- DE 102009014591 A1 [0039]
