WO2022238214A1 - Method for controlling a power supply - Google Patents

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WO2022238214A1
WO2022238214A1 PCT/EP2022/062072 EP2022062072W WO2022238214A1 WO 2022238214 A1 WO2022238214 A1 WO 2022238214A1 EP 2022062072 W EP2022062072 W EP 2022062072W WO 2022238214 A1 WO2022238214 A1 WO 2022238214A1
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WO
WIPO (PCT)
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rail vehicle
deactivated
activated
charge
energy
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/062072
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German (de)
French (fr)
Inventor
Georg Lohneis
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
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Publication of WO2022238214A1 publication Critical patent/WO2022238214A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an energy supply of a device in a rail vehicle.
  • Devices of a rail vehicle are permanently switched on during the operation of the rail vehicle via the control technology of the rail vehicle.
  • equipment on the rail vehicle activates cyclically to determine a position of the rail vehicle and transmits this to a fixed control point called the landside. After the transfer has taken place, the devices involved stop operating again; they remain deactivated until they activate themselves again within the scope of a cycle or after a predetermined time has elapsed to carry out the task.
  • Such a cyclic switching on, including operation of the devices, should be guaranteed for as long a period of time as possible. This depends on the energy supply of the devices involved.
  • an on-board battery of the rail vehicle to supply energy to such a device.
  • the on-board battery is used to bring a pantograph of the rail vehicle into contact with an overhead line bring or is used in a diesel engine-powered rail vehicle to start the diesel engine, etc.
  • the pantograph When the rail vehicle is deactivated, the pantograph is lowered and therefore has no contact with the overhead line, which means that the on-board battery cannot be charged through the overhead line.
  • the on-board battery therefore only has a predetermined or limited capacity, which depends on the state of charge of the battery over time, the age of the battery, the ambient conditions (e.g. temperature) of the battery, etc.
  • the device when the rail vehicle is deactivated, the device is repeatedly put into operation for a predetermined period of time in order to carry out an assigned task.
  • the device In order to carry out the task, the device is supplied with energy via an on-board battery of the rail vehicle as long as the charge state of the on-board battery exceeds a specified lower capacity limit of the on-board battery, which describes a specified minimum capacity of the on-board battery.
  • the device is supplied with energy via an energy store in the device as soon as the state of charge of the on-board battery of the rail vehicle reaches or falls below the specified lower capacity limit.
  • the rail vehicle is deactivated by switching off the control system of the rail vehicle. Accordingly, the rail vehicle is activated by switching on the control technology of the rail vehicle. A first operating state thus describes the activated rail vehicle, while a second operating state describes the deactivated rail vehicle.
  • the on-board battery or the energy store of the device is charged with energy until the specified respective upper or maximum capacity limits are reached.
  • the operating state of the rail vehicle is detected using a sensor, for example using a motion sensor.
  • the first operating state is inferred.
  • the second operating state is inferred.
  • the energy store of the device is charged or buffered via components of the rail vehicle when the rail vehicle is activated.
  • the energy store of the device is charged or buffered via the on-board battery of the rail vehicle when the rail vehicle is activated.
  • the assigned task of a first device is to determine a position of the rail vehicle.
  • a so-called “Mobile Communication Gateway, MCG” of the rail vehicle is used to transmit the position and/or the state of charge to the stationary control point, which thus represents a long-distance data transmission device.
  • a rail vehicle-internal timer is activated, which switches the device on at regular intervals operation or which repeatedly puts the device into operation for a specified period of time.
  • an energy store that is an internal and integrated part of the device is used as the energy store of the device.
  • the device is switched off until it is activated again after a waiting period has elapsed in order to carry out the assigned task again.
  • the present invention enables devices that are intended for the cyclical fulfillment of tasks to be used for a longer period of time when the rail vehicle is switched off.
  • the present invention enables a rail vehicle operator to obtain relevant vehicle data over a longer period of time via long-distance data transmission to the landside.
  • the present invention makes it possible to optimize the capacity and size of the required energy stores on the part of the devices.
  • the primary use of the on-board battery of the rail vehicle to supply energy to the devices makes it possible to even minimize their internal energy storage in terms of capacity and size.
  • the present invention enables fast long-distance data transmission of relevant vehicle data, in that the devices are preferably operated in a power-saving mode.
  • FIG. 1 shows the method according to the invention in a basic block diagram.
  • a mobile communication gateway MCG of the rail vehicle with which a remote transmission of the determined position or the determined state of charge of the on-board battery BAT to a stationary control point LS, on the land side, is carried out.
  • the Mobile Communication Gateway MCG is an integral part of the rail vehicle and is used for communication with the land side, both in normal operational operation of the rail vehicle and within the scope of the invention.
  • the mobile communication gateway MCG contains a remote transmission functionality MC, which is referred to as mobile communication functionality, and a status monitoring functionality STAT-MCG.
  • the position report and/or the charging status report of the devices POS and LZ-BAT is regularly transmitted to the landside LS via the remote transmission functionality MC in the first operating state, ie when the rail vehicle is activated.
  • This functionality is shown in the figure with the reference sign OPT1.
  • the devices POS, LZ-BAT and MCG are activated cyclically with the aid of a time switch ZSU internal to the rail vehicle.
  • the time switch ZSU receives a message about the operating status, represented here by the reference symbol OPT2.
  • OPT2 the ZSU time switch is put into operation or activated.
  • these devices are activated via a digital input D-IN, so that a request-based activation of the devices POS, LZ-BAT and MCG for the transmission of the position or the state of charge is ensured.
  • the devices are activated via a motion sensor SEN. This ensures that the devices are activated in both operating states if the ZSU timer has expired or if the ZSU timer is not active. This functionality is shown in the figure with the reference sign OPT3.
  • Additional devices can be activated via a digital output D-OUT.
  • a signal for this output is preferably formed when a cyclical data transmission is carried out by the devices or when the first operating state is inferred via the acceleration sensor due to a movement of the rail vehicle. This functionality is shown in the figure with the reference sign OPT4.
  • the implementation of the method according to the invention is also initiated via the time switch ZSU, via the digital input D-IN, via the digital output D-OUT or via the movement sensor SEN.
  • the type of energy supply to the devices mentioned is implemented via an energy management system EMGMT of the rail vehicle.
  • a state of charge of the on-board battery BAT of the rail vehicle is reported to the energy management EMGMT by a capacity monitor, which is implemented here as a voltage monitor USUEB, for example.
  • the energy management system EMGMT is informed of the operating status BET-SFZ of the rail vehicle ("rail vehicle in operation"
  • the energy management system EMGMT determines the operating state BET-SFZ of the rail vehicle via the acceleration sensor SEN.
  • the devices mentioned, the time switch ZSU and the energy management system EMGMT are activated to carry out the invention.
  • the energy management EMGMT determines the type of energy supply ENVER for the devices mentioned, which is provided either via the on-board battery BAT of the rail vehicle or via an internal energy store AKKU of the individual devices.
  • the type of energy supply is determined depending on the reported state of charge of the on-board battery BAT of the rail vehicle.
  • the devices involved can no longer be supplied with energy by the on-board battery BAT of the rail vehicle, the devices then preferably automatically switch over to an internal energy supply, which is ensured by the respective internal energy store AKKU of the devices. After completing the special tasks, the devices involved are deactivated or switched off until the start of the next cycle.

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Abstract

The invention relates to a method for controlling a power supply for a device of a rail vehicle. The device in this instance is started up for a predefined period at recurring times when the rail vehicle is deactivated, in order to perform an assigned task. The device is supplied with power to perform the task by way of an onboard battery of the rail vehicle so long as a state of charge of the onboard battery exceeds a predefined lower power supply limit. The device is supplied with power to perform the task by way of an energy store of the device as soon as the state of charge of the onboard battery of the rail vehicle reaches or drops below the predefined lower power supply limit.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Steuerung einer Energieversorgung Method for controlling an energy supply
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Energieversorgung eines Geräts eines Schienenfahrzeugs. The invention relates to a method for controlling an energy supply of a device in a rail vehicle.
Geräte eines Schienenfahrzeugs sind während des Betriebs des Schienenfahrzeugs über die Leittechnik des Schienenfahrzeugs dauerhaft eingeschaltet. Devices of a rail vehicle are permanently switched on during the operation of the rail vehicle via the control technology of the rail vehicle.
Wird das Schienenfahrzeug durch ein Ausschalten der Leittech- nik außer Betrieb genommen bzw. deaktiviert, besteht für aus- gewählte Geräte die Anforderung, sich zeitlich wiederkehrend in vorgegebenen Zeitabständen in Betrieb zu setzen, bzw. sich zu aktivieren, um zugewiesene Aufgaben durchzuführen und um sich nach erfolgter Erledigung der Aufgaben wieder zu deakti- vieren. If the rail vehicle is taken out of service or deactivated by switching off the control technology, there is a requirement for selected devices to be put into operation recurringly at specified time intervals or to be activated in order to carry out assigned tasks and to take care of themselves to be deactivated again after the tasks have been completed.
Beispielsweise aktivieren sich Geräte des Schienenfahrzeugs zyklisch, um eine Position des Schienenfahrzeugs festzustel- len und diese zu einer ortsfesten Kontrollstelle, die als Landseite bezeichnet wird, zu übertragen. Nach erfolgter Übertragung stellen die beteiligten Geräte den Betrieb wieder ein, sie bleiben deaktiviert, bis sie sich im Rahmen eines Zyklus bzw. nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit zur Durch- führung der Aufgabe erneut aktivieren. For example, equipment on the rail vehicle activates cyclically to determine a position of the rail vehicle and transmits this to a fixed control point called the landside. After the transfer has taken place, the devices involved stop operating again; they remain deactivated until they activate themselves again within the scope of a cycle or after a predetermined time has elapsed to carry out the task.
Ein derartiges zyklisches Einschalten samt Betrieb der Geräte soll für möglichst lange Zeiträume gewährleistet sein. Dies ist abhängig von der Energieversorgung der jeweils beteilig- ten Geräte. Such a cyclic switching on, including operation of the devices, should be guaranteed for as long a period of time as possible. This depends on the energy supply of the devices involved.
Es ist bekannt, zur Energieversorgung eines derartigen Geräts eine Bordbatterie des Schienenfahrzeugs zu verwenden. Die Bordbatterie wird bei der Aktivierung des Schienenfahrzeugs zum operativen Betreib dazu verwendet, einen Stromabnehmer des Schienenfahrzeugs in Kontakt mit einer Oberleitung zu bringen oder wird bei einem Dieselmotor-betriebenen Schienen- fahrzeug dazu verwendet, den Dieselmotor zu starten, etc. It is known to use an on-board battery of the rail vehicle to supply energy to such a device. When the rail vehicle is activated for operational operation, the on-board battery is used to bring a pantograph of the rail vehicle into contact with an overhead line bring or is used in a diesel engine-powered rail vehicle to start the diesel engine, etc.
Beim deaktivierten Schienenfahrzeug ist der Stromabnehmer ab- gesenkt und damit kontaktfrei zur Oberleitung, ein Aufladen der Bordbatterie durch die Oberleitung ist damit unterbunden. When the rail vehicle is deactivated, the pantograph is lowered and therefore has no contact with the overhead line, which means that the on-board battery cannot be charged through the overhead line.
Auch beim deaktivierten Dieselmotor-betriebenen Schienenfahr- zeug ist das Aufladen der Bordbatterie nicht mehr gegeben. Even when the diesel engine-powered rail vehicle is deactivated, the on-board battery is no longer charged.
Die Bordbatterie weist damit nur eine vorbestimmte bzw. be- grenzte Kapazität auf, die abhängig ist vom Ladezustand der Batterie in Abhängigkeit der Zeit, vom Alter der Batterie, von den Umgebungsbedingungen (z.B. Temperatur) der Batterie, etc. The on-board battery therefore only has a predetermined or limited capacity, which depends on the state of charge of the battery over time, the age of the battery, the ambient conditions (e.g. temperature) of the battery, etc.
Damit ist der oben geschilderte zyklische Geräte-Betrieb beim deaktivierten Schienenfahrzeug nur für eine gewisse Zeit si- chergestellt . This means that the cyclic device operation described above is only guaranteed for a certain period of time when the rail vehicle is deactivated.
Es ist bekannt, zur Energieversorgung eines zyklisch akti- vierten Geräts einen Energiespeicher zu verwenden, der inte- grierter Bestandteil des Geräts ist. Auch dieser interne Energiespeicher weist beim deaktivierten Schienenfahrzeug nur eine vorbestimmte Kapazität auf, die ebenfalls von den oben genannten Bedingungen abhängig ist. It is known to use an energy store, which is an integrated part of the device, to supply energy to a cyclically activated device. When the rail vehicle is deactivated, this internal energy store also has only a predetermined capacity, which is also dependent on the above-mentioned conditions.
Damit ist auch hier der oben geschilderte zyklische Geräte- Betrieb beim deaktivierten Schienenfahrzeug nur für eine ge- wisse Zeit sichergestellt. Here, too, the cyclic device operation described above is only ensured for a certain period of time when the rail vehicle is deactivated.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ver- bessertes Verfahren zur Steuerung einer Energieversorgung ei- nes Geräts eines Schienenfahrzeugs anzugeben, mit dem eine verlängerte Zeit für einen zyklischen Betrieb des Geräts ge- währleistet wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. It is therefore the object of the present invention to specify an improved method for controlling an energy supply of a device in a rail vehicle, with which an extended time for cyclic operation of the device is guaranteed. This object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Energie- versorgung eines Geräts eines Schienenfahrzeugs wird das Ge- rät bei deaktiviertem Schienenfahrzeug zeitlich wiederkehrend für eine vorgegebenen Zeitdauer in Betrieb gesetzt, um eine zugewiesene Aufgabe durchzuführen. In the method according to the invention for controlling an energy supply of a device in a rail vehicle, when the rail vehicle is deactivated, the device is repeatedly put into operation for a predetermined period of time in order to carry out an assigned task.
Das Gerät wird zur Durchführung der Aufgabe über eine Bord- batterie des Schienenfahrzeugs mit Energie versorgt, solange ein Ladezustand der Bordbatterie eine vorgegebene untere Ka- pazitätsgrenze der Bordbatterie, die eine vorgegebene minima- le Kapazität der Bordbatterie beschreibt, überschreitet. In order to carry out the task, the device is supplied with energy via an on-board battery of the rail vehicle as long as the charge state of the on-board battery exceeds a specified lower capacity limit of the on-board battery, which describes a specified minimum capacity of the on-board battery.
Das Gerät wird zur Durchführung der Aufgabe über einen Ener- giespeicher des Geräts mit Energie versorgt, sobald der Lade- zustand der Bordbatterie des Schienenfahrzeugs die vorgegebe- ne untere Kapazitätsgrenze erreicht oder unterschreitet. To carry out the task, the device is supplied with energy via an energy store in the device as soon as the state of charge of the on-board battery of the rail vehicle reaches or falls below the specified lower capacity limit.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Schienenfahr- zeug durch ein Ausschalten der Leittechnik des Schienenfahr- zeugs deaktiviert. Entsprechend wird das Schienenfahrzeug durch ein Einschalten der Leittechnik des Schienenfahrzeugs aktiviert . Damit beschreibt ein erster Betriebszustand das aktivierte Schienenfahrzeug, während ein zweiter Betriebszu- stand das deaktivierte Schienenfahrzeug beschreibt. In an advantageous development, the rail vehicle is deactivated by switching off the control system of the rail vehicle. Accordingly, the rail vehicle is activated by switching on the control technology of the rail vehicle. A first operating state thus describes the activated rail vehicle, while a second operating state describes the deactivated rail vehicle.
Im aktivierten bzw. ersten Betriebszustand des Schienenfahr- zeugs wird die Bordbatterie bzw. der Energiespeicher des Ge- räts mit Energie aufgeladen, bis vorgegebene jeweilige obere bzw. maximale Kapazitätsgrenzen erreicht sind. In the activated or first operating state of the rail vehicle, the on-board battery or the energy store of the device is charged with energy until the specified respective upper or maximum capacity limits are reached.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Betriebszustand des Schienenfahrzeugs mit Hilfe eines Sensors, beispielswiese mit Hilfe eines Bewegungssensors, detektiert. Bei einer Bewegung des Schienenfahrzeugs, die in einem vorbe- stimmten Ausmaß erfolgt, wird auf den ersten Betriebszustand geschlossen . Bei einem Stillstand des Schienenfahrzeugs, der in einem vorbestimmten Ausmaß detektiert wird, wird auf den zweiten Betriebszustand geschlossen. In an advantageous development, the operating state of the rail vehicle is detected using a sensor, for example using a motion sensor. When the rail vehicle moves to a predetermined extent, the first operating state is inferred. When the rail vehicle is at a standstill, which is detected to a predetermined extent, the second operating state is inferred.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Energiespeicher des Gerätes über Komponenten des Schienenfahrzeugs aufgeladen bzw. gepuffert, wenn das Schienenfahrzeug aktiviert ist. In an advantageous development, the energy store of the device is charged or buffered via components of the rail vehicle when the rail vehicle is activated.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Energiespeicher des Gerätes über die Bordbatterie des Schienenfahrzeugs auf- geladen bzw. gepuffert, wenn das Schienenfahrzeug aktiviert ist. In an advantageous development, the energy store of the device is charged or buffered via the on-board battery of the rail vehicle when the rail vehicle is activated.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es die zugewiesene Aufgabe eines ersten Geräts, eine Position des Schienenfahr- zeugs festzustellen. In an advantageous development, the assigned task of a first device is to determine a position of the rail vehicle.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es die zugewiesene Aufgabe eines zweiten Geräts, einen Ladezustand der Bordbat- terie des Schienenfahrzeugs oder einen Ladezustand des Ener- giespeichers des Geräts festzustellen. In an advantageous development, it is the assigned task of a second device to determine the state of charge of the on-board battery of the rail vehicle or the state of charge of the energy store of the device.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es die zugewiesene Aufgabe eines dritten Geräts, die Position und/oder den Lade- zustand an eine ortsfeste Kontrollstelle zu übertragen. In an advantageous development, it is the assigned task of a third device to transmit the position and/or the state of charge to a stationary control point.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird zur Übertragung der Position und/oder des Ladezustand an die ortsfeste Kontroll- stelle ein so genanntes „Mobile Communication Gateway, MCG" des Schienenfahrzeugs verwendet, das damit eine Daten- Fernübertragungseinrichtung darstellt. In an advantageous development, a so-called "Mobile Communication Gateway, MCG" of the rail vehicle is used to transmit the position and/or the state of charge to the stationary control point, which thus represents a long-distance data transmission device.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird beim Deaktivieren des Schienenfahrzeugs eine Schienenfahrzeug-interne Zeit- schaltuhr aktiviert, die das Gerät zeitlich wiederkehrend in Betrieb setzt oder die das Gerät zeitlich wiederkehrend für eine vorgegebenen Zeitdauer in Betrieb setzt. In an advantageous development, when the rail vehicle is deactivated, a rail vehicle-internal timer is activated, which switches the device on at regular intervals operation or which repeatedly puts the device into operation for a specified period of time.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird als Energiespeicher des Geräts ein Energiespeicher verwendet, der interner und integrierter Bestandteil des Geräts ist. In an advantageous development, an energy store that is an internal and integrated part of the device is used as the energy store of the device.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Gerät nach er- folgter Durchführung der zugewiesenen Aufgabe außer Betrieb gesetzt, bis es nach Ablauf einer Wartezeit erneut aktiviert wird, um die zugewiesene Aufgabe erneut durchzuführen. In an advantageous development, after the assigned task has been successfully carried out, the device is switched off until it is activated again after a waiting period has elapsed in order to carry out the assigned task again.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein längerer Einsatz von Geräten bei ausgeschaltetem Schienenfahrzeug ermöglicht, die zur zyklischen Erfüllung von Aufgaben vorgesehen sind. The present invention enables devices that are intended for the cyclical fulfillment of tasks to be used for a longer period of time when the rail vehicle is switched off.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es einem Schienenfahr- zeug-Betreiber, relevante Fahrzeugdaten über einen längeren Zeitraum über die Datenfernübertragung zur Landseite zu er- halten. The present invention enables a rail vehicle operator to obtain relevant vehicle data over a longer period of time via long-distance data transmission to the landside.
Durch die vorliegende Erfindung wird ermöglicht, benötigte Energiespeicher seitens der Geräte in ihrer Kapazität und ih- rer Größe optimiert anzupassen. The present invention makes it possible to optimize the capacity and size of the required energy stores on the part of the devices.
Durch die primäre Verwendung der Bordbatterie des Schienen- fahrzeugs zur Energieversorgung der Geräte wird ermöglicht, deren interne Energiespeicher in Kapazität bzw. Größe sogar zu minimieren. The primary use of the on-board battery of the rail vehicle to supply energy to the devices makes it possible to even minimize their internal energy storage in terms of capacity and size.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine schnelle Datenfern- übertragung von relevante Fahrzeugdaten ermöglicht, indem die Geräte bevorzugt in einem Stromsparmodus betrieben werden. The present invention enables fast long-distance data transmission of relevant vehicle data, in that the devices are preferably operated in a power-saving mode.
Damit wird eine schnelle Aktivierung bzw. ein schnelles Hoch- fahren der Geräte erreicht. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert . This enables quick activation or quick start-up of the devices. The invention is explained in more detail below with reference to a drawing.
Dabei zeigt FIG 1 das erfindungsgemäße Verfahren in einem prinzipiellen Blockschaltbild. 1 shows the method according to the invention in a basic block diagram.
Bei einem Außer-Betrieb-gesetzten bzw. deaktivierten Schie- nenfahrzeug sollen beispielhaft folgende Geräte zur Durchfüh- rung einer Aufgabe bzw. Sonderaufgäbe zyklisch aktiviert wer- den: In the case of a rail vehicle that has been taken out of service or deactivated, the following devices should be activated cyclically to carry out a task or special task:
- ein Gerät POS zur Positionsbestimmung des Schienenfahr- zeugs, - a POS device for determining the position of the rail vehicle,
- ein Gerät LZ-BAT zur Bestimmung des Ladezustands der Bordbatterie BAT des Schienenfahrzeugs, sowie - a device LZ-BAT for determining the state of charge of the on-board battery BAT of the rail vehicle, as well as
- ein Mobile-Communication Gateway MCG des Schienenfahr- zeugs, mit dem eine Fernübertagung der ermittelten Posi- tion bzw. des ermittelten Ladezustands der Bordbatterie BAT zu einer ortsfesten Kontrollstelle LS, der Landsei- te, durchgeführt wird. - A mobile communication gateway MCG of the rail vehicle, with which a remote transmission of the determined position or the determined state of charge of the on-board battery BAT to a stationary control point LS, on the land side, is carried out.
Das Mobile Communication Gateway MCG ist fester Bestandteil des Schienenfahrzeugs und dient zur Kommunikation mit der Landseite, sowohl im operativen Normalbetrieb des Schienen- fahrzeugs als auch im Rahmen der Erfindung. The Mobile Communication Gateway MCG is an integral part of the rail vehicle and is used for communication with the land side, both in normal operational operation of the rail vehicle and within the scope of the invention.
Das Mobile-Communication Gateway MCG beinhaltet zu diesem Zweck eine Fernübertragungs-Funktionalität MC, die als Mobi- le-Communication-Functionality bezeichnet wird, sowie eine Zustandsüberwachungsfunktionalität STAT-MCG. For this purpose, the mobile communication gateway MCG contains a remote transmission functionality MC, which is referred to as mobile communication functionality, and a status monitoring functionality STAT-MCG.
Mit Hilfe der Zustandsüberwachungsfunktionalität STAT-MCG wird beim ersten Betriebszustand, d.h. beim aktivierten Schienenfahrzeug, die Positionsmeldung und/oder die Ladezu- standsmeldung der Geräte POS und LZ-BAT regelmäßig über die Fernübertragungs-Funktionalität MC an die Landseite LS über- tragen. Diese Funktionalität ist in der Figur mit dem Bezugs- zeichen OPT1 dargestellt. Beim zweiten Betriebszustand, d.h. beim deaktivierten Schie- nenfahrzeug, erfolgt die zyklische Aktivierung der Geräte POS, LZ-BAT und MCG mit Hilfe einer Schienenfahrzeug-internen Zeitschaltuhr ZSU. With the aid of the status monitoring functionality STAT-MCG, the position report and/or the charging status report of the devices POS and LZ-BAT is regularly transmitted to the landside LS via the remote transmission functionality MC in the first operating state, ie when the rail vehicle is activated. This functionality is shown in the figure with the reference sign OPT1. In the second operating state, ie when the rail vehicle is deactivated, the devices POS, LZ-BAT and MCG are activated cyclically with the aid of a time switch ZSU internal to the rail vehicle.
Zu diesem Zweck erhält die Zeitschaltuhr ZSU eine Meldung des Betriebszustands, hier dargestellt durch das Bezugszeichen OPT2. Bei einer Deaktivierung des Schienenfahrzeugs wird die Zeitschaltuhr ZSU in Betrieb gesetzt bzw. aktiviert. For this purpose, the time switch ZSU receives a message about the operating status, represented here by the reference symbol OPT2. When the rail vehicle is deactivated, the ZSU time switch is put into operation or activated.
Alternativ oder zusätzlich dazu erfolgt über einen digitalen Eingang D-IN eine Aktivierung dieser Geräte, so dass auch ei- ne Anforderungs-basierte Aktivierung der Geräte POS, LZ-BAT und MCG zur Übertragung der Position bzw. des Ladezustands sichergestellt ist. Alternatively or additionally, these devices are activated via a digital input D-IN, so that a request-based activation of the devices POS, LZ-BAT and MCG for the transmission of the position or the state of charge is ensured.
Alternativ oder zusätzlich dazu erfolgt eine Aktivierung der Geräte über einen Bewegungssensor SEN. Damit wird eine Akti- vierung der Geräte in beiden Betriebszuständen sicherge- stellt, wenn die Zeitschaltuhr ZSU abgelaufen sein sollte oder wenn die Zeitschaltuhr ZSU nicht aktiv sein sollte. Die- se Funktionalität ist in der Figur mit dem Bezugszeichen OPT3 dargestellt . Alternatively or additionally, the devices are activated via a motion sensor SEN. This ensures that the devices are activated in both operating states if the ZSU timer has expired or if the ZSU timer is not active. This functionality is shown in the figure with the reference sign OPT3.
Über einen digitalen Ausgang D-OUT ist eine Aktivierung von weiteren Geräten realisierbar. Ein Signal für diesen Ausgang wird bevorzugt gebildet, wenn eine zyklische Datenübertragung durch die Geräte durchgeführt wird bzw. wenn über den Be- schleunigungssensor durch eine Bewegung des Schienenfahrzeugs auf den ersten Betriebszustand geschlossen wird. Diese Funk- tionalität ist in der Figur mit dem Bezugszeichen OPT4 darge- stellt. Additional devices can be activated via a digital output D-OUT. A signal for this output is preferably formed when a cyclical data transmission is carried out by the devices or when the first operating state is inferred via the acceleration sensor due to a movement of the rail vehicle. This functionality is shown in the figure with the reference sign OPT4.
Über die Zeitschaltuhr ZSU, über den digitalen Eingang D-IN, über den digitalen Ausgang D-OUT bzw. über den Bewegungs- sensor SEN wird auch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens initiiert. Die Art der Energieversorgung der genannten Geräte wird über ein Energiemanagement EMGMT des Schienenfahrzeugs realisiert. The implementation of the method according to the invention is also initiated via the time switch ZSU, via the digital input D-IN, via the digital output D-OUT or via the movement sensor SEN. The type of energy supply to the devices mentioned is implemented via an energy management system EMGMT of the rail vehicle.
Zu diesem Zweck wird dem Energiemanagement EMGMT durch eine Kapazitätsüberwachung, die hier beispielhaft als Spannungs- überwachung USUEB realisiert ist, ein Ladezustand der Bord- batterie BAT des Schienenfahrzeugs gemeldet. For this purpose, a state of charge of the on-board battery BAT of the rail vehicle is reported to the energy management EMGMT by a capacity monitor, which is implemented here as a voltage monitor USUEB, for example.
Außerdem wird dem Energiemanagement EMGMT der Betriebszustand BET-SFZ des Schienenfahrzeugs („Schienenfahrzeug im Betrieb"In addition, the energy management system EMGMT is informed of the operating status BET-SFZ of the rail vehicle ("rail vehicle in operation"
/ „Schienenfahrzeug außer Betrieb") gemeldet. / "Rail vehicle out of service") reported.
Beispielsweise bestimmt das Energiemanagement EMGMT den Be- triebszustand BET-SFZ des Schienenfahrzeugs über den Be- schleunigungssensor SEN. For example, the energy management system EMGMT determines the operating state BET-SFZ of the rail vehicle via the acceleration sensor SEN.
Bei einem detektierten Stillstand bzw. Deaktivierung des Schienenfahrzeugs werden die genannten Geräte, die Zeit- schaltuhr ZSU sowie das Energiemanagement EMGMT zur Durchfüh- rung der Erfindung aktiviert. When a standstill or deactivation of the rail vehicle is detected, the devices mentioned, the time switch ZSU and the energy management system EMGMT are activated to carry out the invention.
Das Energiemanagement EMGMT bestimmt dann die Art der Ener- gieversorgung ENVER der genannten Geräte, die entweder über die Bordbatterie BAT des Schienenfahrzeugs oder über einen internen Energiespeicher AKKU der einzelnen Geräte erfolgt. The energy management EMGMT then determines the type of energy supply ENVER for the devices mentioned, which is provided either via the on-board battery BAT of the rail vehicle or via an internal energy store AKKU of the individual devices.
Die Bestimmung der Art der Energieversorgung erfolgt in Ab- hängigkeit vom gemeldeten Ladezustand der Bordbatterie BAT des Schienenfahrzeugs. The type of energy supply is determined depending on the reported state of charge of the on-board battery BAT of the rail vehicle.
Können die beteiligten Geräte nicht mehr durch die Bordbatte- rie BAT des Schienenfahrzeugs mit Energie versorgt werden, dann schalten die Geräte bevorzugt automatisch auf eine in- terne Energieversorgung um, die durch jeweilige interne Ener- giespeicher AKKU der Geräte sichergestellt wird. Nach Erledigung der Sonderaufgaben werden die beteiligten Ge- räte deaktiviert bzw. bis zum Beginn des nächsten Zyklus aus- geschaltet. If the devices involved can no longer be supplied with energy by the on-board battery BAT of the rail vehicle, the devices then preferably automatically switch over to an internal energy supply, which is ensured by the respective internal energy store AKKU of the devices. After completing the special tasks, the devices involved are deactivated or switched off until the start of the next cycle.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Verfahren zur Steuerung einer Energieversorgung eines Ge- räts eines Schienenfahrzeugs, 1. Method for controlling an energy supply of a device of a rail vehicle,
- bei dem das Gerät bei deaktiviertem Schienenfahrzeug zeitlich wiederkehrend für eine vorgegebenen Zeitdauer in Betrieb gesetzt wird, um eine zugewiesene Aufgabe durchzuführen, - in which the device is repeatedly put into operation for a specified period of time when the rail vehicle is deactivated in order to carry out an assigned task,
- bei dem das Gerät zur Durchführung der Aufgabe über eine Bordbatterie des Schienenfahrzeugs mit Energie versorgt wird, solange ein Ladezustand der Bordbatterie eine vor- gegebene untere Energieversorgungsgrenze überschreitet,- in which the device for performing the task is supplied with energy via an on-board battery of the rail vehicle as long as the state of charge of the on-board battery exceeds a specified lower energy supply limit,
- bei dem das Gerät zur Durchführung der Aufgabe über ei- nen Energiespeicher des Geräts mit Energie versorgt wird, sobald der Ladezustand der Bordbatterie des Schie- nenfahrzeugs die vorgegebene untere Energieversorgungs- grenze erreicht oder unterschreitet. - in which the device for carrying out the task is supplied with energy via an energy store of the device as soon as the state of charge of the on-board battery of the rail vehicle reaches or falls below the specified lower energy supply limit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
- bei dem das Schienenfahrzeug durch ein Ausschalten der Leittechnik des Schienenfahrzeugs deaktiviert wird, und- in which the rail vehicle is deactivated by switching off the control system of the rail vehicle, and
- bei dem das Schienenfahrzeug durch ein Einschalten der Leittechnik des Schienenfahrzeugs aktiviert wird, - in which the rail vehicle is activated by switching on the control system of the rail vehicle,
- wobei ein erster Betriebszustand das aktivierte Schie- nenfahrzeug beschreibt und wobei ein zweiter Betriebszu- stand das deaktivierte Schienenfahrzeug beschreibt. - wherein a first operating state describes the activated rail vehicle and wherein a second operating state describes the deactivated rail vehicle.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Betriebszustand des Schienenfahrzeugs mit Hilfe eines Sensors, bevorzugt eines Bewegungssensors, detektiert wird. 3. The method as claimed in claim 2, in which the operating state of the rail vehicle is detected using a sensor, preferably a motion sensor.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Energiespei- cher des Gerätes über Komponenten des Schienenfahrzeugs aufgeladen bzw. gepuffert wird, wenn das Schienenfahrzeug aktiviert ist. 4. The method as claimed in claim 2 or 3, in which the energy storage device of the device is charged or buffered via components of the rail vehicle when the rail vehicle is activated.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Energiespeicher des Gerätes über die Bordbatterie des Schienenfahrzeugs aufge- laden bzw. gepuffert wird. 5. The method as claimed in claim 4, in which the energy store of the device is charged or buffered via the on-board battery of the rail vehicle.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
- bei dem es die zugewiesene Aufgabe eines ersten Geräts ist, eine Position des Schienenfahrzeugs festzustellen, und/oder - in which the assigned task of a first device is to determine a position of the rail vehicle, and/or
- bei dem es die zugewiesene Aufgabe eines zweiten Geräts ist, einen Ladezustand der Bordbatterie des Schienen- fahrzeugs festzustellen, und - in which the assigned task of a second device is to determine the state of charge of the rail vehicle's on-board battery, and
- bei dem es die zugewiesene Aufgabe eines dritten Geräts ist, die Position und/oder den Ladezustand an eine orts- feste Kontrollstelle zu übertragen. - where the assigned task of a third device is to transmit position and/or charge status to a fixed control point.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem zur Übertragung der Po- sition und/oder des Ladezustand an die ortsfeste Kontroll- stelle eine Daten-Fernübertragungseinrichtung des Schie- nenfahrzeugs verwendet wird. 7. The method as claimed in claim 6, in which a remote data transmission device of the rail vehicle is used to transmit the position and/or the state of charge to the stationary control point.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim deaktivierten Schienenfahrzeug eine Schienenfahrzeug- interne Zeitschaltuhr aktiviert wird, 8. The method according to any one of the preceding claims, in which a rail vehicle internal timer is activated when the rail vehicle is deactivated,
- die das Gerät zeitlich wiederkehrend in Betrieb setzt, oder - which puts the device into operation at regular intervals, or
- die das Gerät zeitlich wiederkehrend für eine vorgegebe- nen Zeitdauer in Betrieb setzt. - which repeatedly puts the device into operation for a specified period of time.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Energiespeieher des Geräts ein Energiespeieher ver- wendet wird, der interner und integrierter Bestandteil des Geräts ist. 9. The method as claimed in one of the preceding claims, in which an energy store which is an internal and integrated part of the device is used as the energy store of the device.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gerät nach erfolgter Durchführung der zugewiese- nen Aufgabe außer Betrieb gesetzt wird, bis es nach Ab- lauf einer Wartezeit erneut aktiviert wird, um die zuge- wiesene Aufgabe erneut durchzuführen. 10. The method as claimed in one of the preceding claims, in which the device is deactivated after the assigned task has been carried out until it is activated again after a waiting time has elapsed in order to carry out the assigned task again.
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