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Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuge sowie auf Verfahren zum Betreiben elektrischer Anordnungen in Fahrzeugen.
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Im Bereich der Schienenfahrzeugtechnik bzw. im Eisenbahnbereich sind Schienenfahrzeuge bekannt, die mit einem Wandler, der eingangsseitig einen Anschluss für ein fahrzeugeigenes oder fahrzeugfremdes Speisenetz aufweist und ausgangsseitig eine Gleichspannung erzeugen kann, und einem mit der Gleichspannung des Wandlers betreibbaren internen Gleichstromnetz ausgestattet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug anzugeben, das einen besonders sicheren Betrieb mit Blick auf die Gefahr eines Ausfalls der Strom- bzw. Spannungsversorgung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Ersatzstromversorgungseinrichtung zwischen den Wandler und das interne Gleichstromnetz geschaltet ist, die Eingangsspannung der Ersatzstromversorgungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar durch die Gleichspannung des Wandlers gebildet wird und die Ersatzstromversorgungseinrichtung als Ausgangsspannung ihre Eingangsspannung oder ersatzweise eine von einem Energiespeicher der Ersatzstromversorgungseinrichtung gelieferte Hilfsbetriebsspannung in das interne Gleichstromnetz einspeist, und das Fahrzeug eine Überwachungseinrichtung aufweist, die dazu ausgestaltet ist, zumindest drei Kontrollsignale zu verarbeiten, nämlich ein erstes Kontrollsignal, das die vom Wandler ausgegebene Gleichspannung beschreibt, ein zweites Kontrollsignal, das die von der Ersatzstromversorgungseinrichtung in das Gleichstromnetz eingespeiste Ausgangsspannung beschreibt, und ein drittes Kontrollsignal, das den Ladezustand des Energiespeichers beschreibt und ein Ladezustandssignal bildet, und in Abhängigkeit von den drei Kontrollsignalen zumindest ein Zustandssignal erzeugt, das einen Zustand der den Wandler und die Ersatzstromversorgungseinrichtung umfassenden elektrischen Anordnung angibt.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist darin zu sehen, dass die Ersatzstromversorgungseinrichtung erfindungsgemäß zwischen den Wandler und das interne Gleichstromnetz geschaltet ist, sodass die Gleichspannung des Wandlers und die in das Gleichstromnetz eingespeiste Ausgangsspannung unabhängig voneinander messtechnisch erfasst werden können. Diese Maßnahme ermöglicht es wiederum der erfindungsgemäß vorgesehenen Überwachungseinrichtung, auf der Basis zumindest dreier Kontrollsignale ein den jeweiligen Zustand von Wandler und Ersatzstromversorgungseinrichtung beschreibendes Zustandssignal zu erzeugen, wodurch ein etwaiger Ausfall von Komponenten besonders sicher erfasst werden kann und Sicherungsmaßnahmen zur Sicherung des Fahrbetriebs des Fahrzeugs schnell getroffen werden können. Stellt die Überwachungseinrichtung einen kritischen Zustand fest und erzeugt sie ein entsprechendes Zustandssignal, so kann seitens einer übergeordneten Fahrzeugassistenzeinrichtung oder eines fahrzeugseitigen Steuergeräts eine Notaktion, beispielsweise das Bremsen des Fahrzeugs, ausgelöst werden, solange noch ausreichend Energie zur Durchführung dieses Notfallschritts zur Verfügung steht.
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Der Wandler ist vorzugsweise mit sicherer Trennung ausgeführt und verhindert, dass unzulässige Überspannungen oder Störungen in das sicherheitsbelastete interne Gleichstromnetz verschleppt werden.
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Der Wandler ist vorzugsweise auch rückwirkungsfrei und verhindert, dass Energie aus der Ersatzstromversorgungseinrichtung in das übergeordnete Speisenetz zurückgespeist wird.
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Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Überwachungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie ein einen Fehler einer Steuereinheit der Ersatzstromversorgungseinrichtung anzeigendes Fehlersignal erzeugt, wenn das erste Kontrollsignal innerhalb eines für das erste Kontrollsignal vorgegebenen Toleranzbereichs liegt und das zweite Kontrollsignal außerhalb eines für das zweite Kontrollsignal vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Der für das erste und/oder zweite Kontrollsignal vorgegebene Toleranzbereich kann beispielsweise der Nennspannung/Sollspannung des internen Gleichstromnetzes entsprechen mit einer Toleranz von ± 10%.
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Die Überwachungseinrichtung erzeugt als Zustandssignal vorzugsweise ein einen Fehler des Energiespeichers der Ersatzstromversorgungseinrichtung anzeigendes Fehlersignal, wenn das dritte Kontrollsignal einen Ladezustand außerhalb eines für den Ladezustand des Energiespeichers vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Der für das dritte Kontrollsignal vorgegebene Toleranzbereich kann beispielsweise 50% bis 100% der Nennladung/Maximalladung des Energiespeichers betragen.
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Als Zustandssignal erzeugt die Überwachungseinrichtung vorzugsweise ein einen Fehler des Wandlers oder des Speisenetzes anzeigendes Fehlersignal, wenn das erste Kontrollsignal außerhalb eines für das erste Kontrollsignal vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
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Die Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen Testbetrieb durchzuführen, bei dem sie die eingangsseitige Speisung der Ersatzstromversorgungseinrichtung, also die an der Ersatzstromversorgungseinrichtung anliegende Eingangsspannung, abschaltet, insbesondere durch Abschalten des Wandlers oder durch Abschalten der externen Speisung des Wandlers durch das Speisenetz, und nach dem Abschalten den zeitlichen Verlauf der drei Kontrollsignale auswertet.
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Bei der letztgenannten Ausführungsvariante ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung ein den ordnungsgemäßen Zustand der Ersatzstromversorgungseinrichtung anzeigendes Prüfsignal erzeugt, wenn nach dem Abschalten der eingangsseitigen Speisung der Ersatzstromversorgungseinrichtung das zweite und dritte Kontrollsignal für eine vorgegebene Mindestzeitspanne innerhalb ihrer Toleranzbereiche verbleiben.
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Die Überwachungseinrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie den Testbetrieb regelmäßig oder unregelmäßig selbsttätig oder auf einen externen Steuerbefehl hin durchführt.
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Das Speisenetz ist vorzugsweise ein Gleichspannungsnetz, insbesondere ein Gleichspannungsbordnetz des Fahrzeugs, und der Wandler ist vorzugsweise ein DC/DC-Wandler, der von dem Gleichspannungsnetz gespeist wird.
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An das von der Ersatzstromversorgungseinrichtung gespeiste interne Gleichstromnetz ist bevorzugt eine Steuereinrichtung angeschlossen, die die drei Kontrollsignale (von vorzugsweise unabhängig voneinander arbeitenden Messeinrichtungen) empfängt und in verarbeiteter oder unverarbeiteter Form an die Überwachungseinrichtung weiterleitet.
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Die Steuereinrichtung, die Überwachungseinrichtung und die Verbindungsstrecke zwischen der Steuereinrichtung und der Überwachungseinrichtung erfüllen vorzugsweise einen vorgegebenen Sicherheitsstandard.
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Der vorgegebene Sicherheitsstandard ist vorzugsweise SAS1/SIL1 oder besser als dieser (z. B. SAS4/SIL4).
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Die Ersatzstromversorgungseinrichtung, insbesondere deren Steuereinheit, arbeitet vorzugsweise verzögerungslos oder zumindest so verzögerungsarm, sodass sie als unterbrechungsfreie Stromversorgungseinrichtung angesehen werden kann.
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Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Anordnung eines Fahrzeugs, bei dem mit einem eingangsseitig an ein fahrzeugeigenes oder fahrzeugfremdes Speisenetz angeschlossenen Wandler ausgangsseitig eine Gleichspannung erzeugt wird und mit der Gleichspannung des Wandlers ein internes Gleichstromnetz betrieben wird.
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Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Verfahrens vorgesehen, dass eine Ersatzstromversorgungseinrichtung zwischen den Wandler und das interne Gleichstromnetz geschaltet ist, die Eingangsspannung der Ersatzstromversorgungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar durch die Gleichspannung des Wandlers gebildet wird und die Ersatzstromversorgungseinrichtung als Ausgangsspannung ihre Eingangsspannung oder ersatzweise eine von dem Energiespeicher gelieferte Hilfsbetriebsspannung in das interne Gleichstromnetz einspeist, und eine Überwachungseinrichtung zumindest drei Kontrollsignale verarbeitet, nämlich ein erstes Kontrollsignal, das die vom Wandler ausgegebene Gleichspannung beschreibt, ein zweites Kontrollsignal, das die von der Ersatzstromversorgungseinrichtung in das Gleichstromnetz eingespeiste Ausgangsspannung beschreibt, und ein drittes Kontrollsignal, das den Ladezustand des Energiespeichers beschreibt und ein Ladezustandssignal bildet, und in Abhängigkeit von den drei Kontrollsignalen ein Zustandssignal erzeugt, das einen Zustand der den Wandler und die Ersatzstromversorgungseinrichtung umfassenden Anordnung beschreibt.
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Bezüglich der Vorteile und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und den vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs verwiesen.
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Vorteilhaft ist es bei dem Verfahren insbesondere, wenn
- - ein einen Fehler einer Steuereinheit der Ersatzstromversorgungseinrichtung anzeigendes Fehlersignal erzeugt wird, wenn das erste Kontrollsignal innerhalb eines für das erste Kontrollsignal vorgegebenen Toleranzbereichs liegt und das zweite Kontrollsignal außerhalb eines für das zweite Kontrollsignal vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, und/oder
- - als Zustandssignal ein einen Fehler des Energiespeichers der Ersatzstromversorgungseinrichtung anzeigendes Fehlersignal erzeugt wird, wenn das dritte Kontrollsignal außerhalb eines für das dritte Kontrollsignal vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, und/oder
- - als Zustandssignal ein einen Fehler des Wandlers oder des Speisenetzes anzeigendes Fehlersignal erzeugt wird, wenn das erste Kontrollsignal außerhalb eines für das erste Kontrollsignal vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
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Vorzugsweise wird ein Testbetrieb durchgeführt, bei dem die eingangsseitige Speisung der Ersatzstromversorgungseinrichtung, also die an der Ersatzstromversorgungseinrichtung anliegende Eingangsspannung, abgeschaltet wird, insbesondere durch Abschalten des Wandlers oder durch Abschalten der externen Speisung des Wandlers durch das Speisenetz, und nach dem Abschalten der zeitliche Verlauf der drei Kontrollsignale ausgewertet wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
- 1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, anhand dessen ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betreiben einer darin vorhandenen elektrischen Anordnung beschrieben wird,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, bei dem eine Überwachungseinrichtung zusätzlich einen Testbetrieb ermöglicht,
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, bei dem eine mit einem internen Gleichstromnetz des Fahrzeugs in Verbindung stehende Steuereinrichtung Kontrollsignale über eine sichere Verbindungsstrecke an eine Überwachungseinrichtung übermittelt, wobei die Steuereinrichtung, die Verbindungsstrecke und die Überwachungseinrichtung einen vorgegebenen Sicherheitsstandard erfüllen, und
- 4-6 Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Fahrzeuge, bei denen jeweils ein internes Gleichstromnetz des Fahrzeugs mit einem externen, streckenseitigen Speisenetz in Verbindung steht.
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In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt ein Fahrzeug 1, bei dem es sich vorzugsweise um ein elektrisch betriebenes bzw. elektrisch antreibbares Schienenfahrzeug handelt. Das Fahrzeug 1 ist mit einem Wandler 10 verbunden, der eingangsseitig über einen Anschluss E10 an ein fahrzeugeigenes Speisenetz 20 angeschlossen ist. An einem Ausgang A10 erzeugt der Wandler 10 eine Gleichspannung U2.
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Handelt es sich bei der Spannung U1 des Speisenetzes 20 um eine Gleichspannung, so wird als Wandler 10 ein DC/DC-Wandler eingesetzt; handelt es sich bei der Spannung U1 des Speisenetzes 20 um eine Wechselspannung, so wird als Wandler 10 ein AC/DC-Wandler eingesetzt.
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Der Wandler 10 steht ausgangsseitig mit einem internen Gleichstromnetz 30 des Fahrzeugs 1 in Verbindung. Das interne Gleichstromnetz 30 ist jedoch nicht unmittelbar an den Wandler 10 angeschlossen, sondern über eine Ersatzstromversorgungseinrichtung 40. Die Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 umfasst einen Energiespeicher 41 (z. B. in Form einer oder mehrerer Batterien oder Kondensatoren) und eine Steuereinheit 42, die den Wandler 10 von dem internen Gleichstromnetz 30 trennt.
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Die Steuereinheit 42 ist derart ausgebildet, dass sie die Gleichspannung U2 des Wandlers 10 als Ausgangsspannung U3 bzw. Netzspannung in das interne Gleichstromnetz 30 einspeist oder ersatzweise eine von dem Energiespeicher 41 gelieferte Hilfsbetriebsspannung U4.
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Die Steuereinheit 42 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die Gleichspannung U2 des Wandlers 10 unmittelbar in das interne Gleichstromnetz 30 einspeist, wenn die Gleichspannung U2 in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt. Unterschreitet oder überschreitet die Gleichspannung U2 vorgegebene Grenzen, so wird die Steuereinheit 42 die Verbindung zwischen dem Wandler 10 und dem internen Gleichstromnetz 30 aufheben und ersatzweise die Hilfsbetriebsspannung U4 des Energiespeichers 41 in das interne Gleichstromnetz 30 einspeisen, sodass die weitere Energieversorgung des internen Gleichstromnetzes 30 nachfolgend durch den Energiespeicher 41 erfolgt.
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Zur Überwachung des Wandlers 10 und der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 ist eine Überwachungseinrichtung 50 vorgesehen, die mit drei Sensoren S1, S2 und S3 über aus Gründen der Übersicht nicht weiter gezeigte Sensorleitungen in Verbindung steht und von diesen drei Sensorsignale in Form von Kontrollsignalen K1, K2 oder K3 erhält:
- Ein erstes Kontrollsignal K1, das der Sensor S1 erzeugt, beschreibt die vom Wandler 10 ausgangsseitig ausgegebene Gleichspannung U2 und somit die Funktionsweise des Wandlers 10 und die korrekte Speisung des Wandlers 10 durch das Speisenetz 20, da der Wandler 10 nur korrekt arbeiten kann, wenn er ausreichend gespeist wird.
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Ein zweites Kontrollsignal K2, das der Sensor S2 erzeugt, beschreibt die von der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 in das interne Gleichstromnetz 30 eingespeiste Ausgangsspannung U3 und somit die Funktionsweise der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 einschließlich der darin enthaltenen Komponenten 41 und 42.
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Ein drittes Kontrollsignal K3, das der Sensor S3 erzeugt, beschreibt den Ladezustand des Energiespeichers 41 und somit die Möglichkeit der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40, die Ausgangsspannung U3 in das interne Gleichstromnetz 30 einzuspeisen, falls der Wandler 10 oder das externe Speisenetz 20 ausfällt.
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Die Überwachungseinrichtung 50 weist eine Recheneinrichtung 51 und einen Speicher 52 auf. In dem Speicher 52 ist ein Kontrollmodul KM abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 51 einen Kontrollbetrieb der Überwachungseinrichtung 50 ermöglicht bzw. gewährleistet, der vorzugsweise wie folgt abläuft:
- Stellt die Überwachungseinrichtung 50 bzw. deren Kontrollmodul KM fest, dass das erste Kontrollsignal K1(U2) innerhalb eines für das erstes Kontrollsignal K1 vorgegebenen Toleranzbereichs liegt und das zweite Kontrollsignal K2(U3) außerhalb eines für das zweite Kontrollsignal K2 vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, so erzeugt sie/es als Zustandssignal Z ein einen Fehler der Steuereinheit 42 der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 anzeigendes Fehlersignal F1.
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Stellt die Überwachungseinrichtung 50 bzw. deren Kontrollmodul KM fest, dass das dritte Kontrollsignal K3 außerhalb eines Toleranzbereichs liegt, der für einen ausreichenden Ladezustand des Energiespeichers charakteristisch ist, so erzeugt sie/es als Zustandssignal Z ein einen Fehler des Energiespeichers 41 angebendes Fehlersignal F2.
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Stellt die Überwachungseinrichtung 50 bzw. das Kontrollmodul KM fest, dass das erste Kontrollsignal K1(U2) außerhalb des für das erste Kontrollsignal K1 vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, so erzeugt sie/es ausgangsseitig als Zustandssignal Z ein einen Fehler des Wandlers 10 oder einen Fehler des Speisenetzes 20 anzeigendes Fehlersignal F3.
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Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug 1, das mit einem Wandler 10, einem fahrzeugeigenen Speisenetz 20, einem internen Gleichstromnetz 30 und einer Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 ausgestattet ist. Die letztgenannten Komponenten entsprechen den korrespondierenden Komponenten 10 bis 40, wie sie bereits im Zusammenhang mit der 1 erläutert worden sind.
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Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist in dem Speicher 52 der Überwachungseinrichtung 50 ein zusätzliches Testmodul TM abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 51 einen Testbetrieb der Überwachungseinrichtung 50 ermöglicht. Im Rahmen des Testbetriebs schaltet das Testmodul TM bzw. die Überwachungseinrichtung 50 die eingangsseitige Speisung der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40, also die an der Ersatzstromversorgungseinrichtung anliegende Gleichspannung U2 ab. Ein Abschalten der Gleichspannung U2 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 durch einen Schalter S, der zwischen dem Eingang E10 des Wandlers 10 und dem fahrzeugeigenen Speisenetz 20 angeordnet ist. Durch das Öffnen des Schalters S kann die Speisung des Wandlers 10 unterbunden werden, sodass dieser (sofort oder zumindest nach Abbau interner gespeicherter elektrischer Ladungen oder magnetischer Felder) keine Gleichspannung U2 mehr in die Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 einspeisen kann.
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Im Falle eines Ausfalls der Gleichspannung U2 des Wandlers 10 wird die Steuereinheit 42 - bei korrekter Arbeitsweise - die Hilfsbetriebsspannung U4 des Energiespeichers 41 ersatzweise in das interne Gleichstromnetz 30 einspeisen. Das Kontrollsignal K1(U2) wird anzeigen, dass es an der eingangsseitigen Speisung der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 fehlt; das Kontrollsignal K2(U3) bestätigt die weitere Versorgung des internen Gleichstromnetzes 30, die nun durch den Energiespeicher 41 der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 erfolgt.
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Im weiteren Testbetrieb wird das Testmodul TM den zeitlichen Verlauf der Kontrollsignale K2 und K3 beobachten. Im Falle eines korrekt arbeitenden Energiespeichers 41 wird die Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 für eine vorgegebene Mindestzeitspanne die Speisung des internen Gleichstromnetzes 30 aufrechterhalten können, sodass die Kontrollsignale K2 und K3 für diese Mindestzeitspanne weiter einen ordnungsgemäßen Hilfsbetrieb der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 anzeigen werden. In diesem Falle kann das Testmodul TM als Zustandssignal ein positives Prüfsignal P+ erzeugen.
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Ist die Ersatzstromversorgungseinrichtung 40, insbesondere deren Energiespeicher 41, fehlerhaft bzw. nicht ausreichend geladen, so wird es vor Ablauf der vorgegebenen Mindestzeitspanne zu einem Einbruch der Ausgangsspannung U3 der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 bzw. der Netzspannung des internen Gleichstromnetzes 30 kommen; dies wird das Testmodul TM der Überwachungseinrichtung 50 feststellen. In diesem Fall wird es als Zustandssignal ein Fehlersignal F4 erzeugen, das ein fehlerhaftes Verhalten der Ersatzstromversorgungseinrichtung 40, beispielsweise bedingt durch eine Verschlechterung der Ladekapazität des Energiespeichers 41 durch Alterung, anzeigt.
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Das Testmodul TM und das Kontrollmodul KM sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Testmodul TM regelmäßig oder unregelmäßig selbsttätig oder auf einen externen Steuerbefehl hin ausgeführt wird.
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Die 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug 1, bei dem die im Zusammenhang mit den 1 bis 2 bereits beschriebenen Komponenten 10, 20, 30 und 40 vorhanden sind. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 ist zusätzlich eine Steuereinrichtung 60 vorhanden, die an das interne Gleichstromnetz 30 angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung 60 steht mit den drei Sensoren S1, S2 und S3 über aus Gründen der Übersicht nicht weiter gezeigte Sensorleitungen in Verbindung und leitet deren Sensorsignale als Kontrollsignale K1, K2 oder K3 unmittelbar oder in verarbeiteter Form über eine Verbindungsstrecke 70 (z. B. in Form einer elektrischen oder optischen Leitung, einer optischen Strahlverbindung oder einer Funkverbindung) an die Überwachungseinrichtung 50 weiter. Die Überwachungseinrichtung 50 ist somit nicht unmittelbar an die Sensoren S1, S2 und S3 angeschlossen, sondern steht mit diesen nur mittelbar über die Steuereinrichtung 60 in Verbindung.
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Die Steuereinrichtung 60, die Verbindungsstrecke 70 und die Überwachungseinrichtung 50 sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie einen vorgegebenen Sicherheitsstandard, vorzugsweise mindestens SAS1 bzw. SIL1 erfüllen.
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Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den 1 bis 2 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 entsprechend.
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Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug 1, bei dem der Wandler 10 nicht an ein fahrzeugeigenes Speisenetz angeschlossen ist, sondern an ein fahrzeugfremdes, streckenseitiges Speisenetz 21, beispielweise über einen Pantographen 80. Der Wandler 10 und die Ersatzstromversorgungseinrichtung 40 dienen bei der Ausgestaltung gemäß 4 dazu, die vom Speisenetz 21 ausgangsseitig ausgegebene Gleichspannung U1 in gewandelter Form in das interne Gleichstromnetz 30 einzuspeisen, wie dies im Zusammenhang mit der 1 erläutert wurde. Diesbezüglich gelten die obigen Ausführungen, einschließlich mit Blick auf die Arbeitsweise der Überwachungseinrichtung 50, entsprechend.
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Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug 1, bei dem der Wandler 10, wie in 4 gezeigt, mit einem fahrzeugfremden Speisenetz 21 in Verbindung steht. Die aus dem Wandler 10, dem internen Gleichstromnetz 30 und der Überwachungseinrichtung 50 gebildete elektrische Anordnung entspricht der elektrischen Anordnung, wie sie im Zusammenhang mit der 2 erläutert wurde. Diesbezüglich sowie bezüglich des vom Testmodul TM ermöglichten Testbetriebs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der 2 verwiesen.
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Die 6 zeigt eine Ausführungsvariante des Ausführungsbeispiels gemäß 5, bei der - wie im Zusammenhang mit der 3 erläutert - eine Steuereinrichtung 60 und eine Verbindungsstrecke 70 eine sichere Übertragung von Kontrollsignalen K1, K2 und K3 zur Überwachungseinrichtung 50 ermöglichen; diesbezüglich sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der 3 verwiesen, die hier entsprechend gelten.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- Wandler
- 20
- fahrzeugeigenes Speisenetz
- 21
- fahrzeugfremdes Speisenetz
- 30
- internes Gleichstromnetz
- 40
- Ersatzstromversorgungseinrichtung
- 41
- Energiespeicher
- 42
- Steuereinheit
- 50
- Überwachungseinrichtung
- 51
- Recheneinrichtung
- 52
- Speicher
- 60
- Steuereinrichtung
- 70
- Verbindungsstrecke
- 80
- Pantograph
- A10
- Ausgang
- E10
- Anschluss
- F1
- Fehlersignal
- F2
- Fehlersignal
- F3
- Fehlersignal
- F4
- Fehlersignal
- K1
- Kontrollsignal
- K2
- Kontrollsignal
- K3
- Kontrollsignal
- KM
- Kontrollmodul
- P+
- positives Prüfsignal
- S
- Schalter
- S1
- Sensor
- S2
- Sensor
- S3
- Sensor
- TM
- Testmodul
- U1
- Gleichspannung
- U2
- Gleichspannung
- U3
- Ausgangsspannung
- U4
- Hilfsbetriebsspannung
- Z
- Zustandssignal
