DE102017210488A1

DE102017210488A1 - Steuerung für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102017210488A1
Application number: DE102017210488.0A
Authority: DE
Inventors: Walter Hammer; Matthias Alexander Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2018-12-27

Abstract

Steuerung für ein Schienenfahrzeug, wobei die Steuerung ein Steuergerät und einen Programmspeicher aufweist, wobei im Programmspeicher wenigstens ein erstes Steuerprogramm abgelegt ist, wobei das erste Steuerprogramm in der Funktionsweise veränderbar ausgebildet ist, und wobei im Programmspeicher ein zweites Steuerprogramm abgelegt ist, wobei das zweite Steuerprogramm in der Funktionsweise unveränderbar ausgebildet ist, wobei die Steuerung ausgebildet ist, um mithilfe des ersten Steuerprogramms und mithilfe des zweiten Steuerprogrammes Funktionen des Schienenfahrzeuges zu steuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für ein Schienenfahrzeug, ein System zum Verändern eines Steuerprogrammes für eine Steuerung eines Schienenfahrzeuges, ein Verfahren zum Steuern von Funktionen eines Schienenfahrzeuges, ein Verfahren zum Verändern eines Steuerprogramms für eine Steuerung eines Schienenfahrzeuges und ein Computerprogrammprodukt.
Im Stand der Technik ist es bekannt, eine Steuerung für ein Schienenfahrzeug bereitzustellen, wobei die Steuerung ein Steuergerät und einen Programmspeicher aufweist. Im Programmspeicher ist ein festgelegtes Steuerprogramm zur Steuerung von Funktionen des Schienenfahrzeuges abgelegt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Steuerung für ein Schienenfahrzeug, ein verbessertes System zum Verändern eines Steuerprogrammes für eine Steuerung eines Schienenfahrzeuges, ein verbessertes Verfahren zum Steuern von Funktionen eines Schienenfahrzeuges, ein verbessertes Verfahren zum Verändern eines Steuerprogramms für eine Steuerung eines Schienenfahrzeuges bereitzustellen.
Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Steuerung besteht darin, dass ein erstes Steuerprogramm vorgesehen ist, wobei das erste Steuerprogramm in der Funktionsweise veränderbar ausgebildet ist. Zudem ist ein zweites Steuerprogramm vorgesehen, wobei das zweite Steuerprogramm in der Funktionsweise unveränderbar ausgebildet ist. Beispielsweise kann das erste Steuerprogramm abhängig von individuellen Wünschen oder zeitlich sich ändernden Wünschen für eine bestimmte Funktion des Schienenfahrzeuges verändert werden. Gleichzeitig bietet das zweite Steuerprogramm unveränderbare Funktionsweisen der Steuerung des Schienenfahrzeuges. Somit kann das zweite Steuerprogramm beispielsweise für sicherheitsrelevante Funktionen des Schienenfahrzeuges eingesetzt werden. Die Steuerung ist ausgebildet, um mithilfe des ersten Steuerprogrammes und mithilfe des zweiten Steuerprogrammes Funktionen des Schienenfahrzeuges zu steuern. Somit bietet die Steuerung zum einen eine verbesserte Flexibilität bei der Anpassung des ersten Steuerprogrammes an unterschiedlich gewünschte Funktionen des Schienenfahrzeuges und gleichzeitig die Stabilität für eine festgelegte Steuerung bestimmter Funktionen des Schienenfahrzeuges mithilfe des zweiten Steuerprogramms.
Somit kann in einer Steuerung eine erhöhte Funktionalität und Flexibilität mithilfe des ersten Steuerprogrammes und gleichzeitig eine hohe Sicherheit für das festgelegte zweite Steuerprogramm erreicht werden.
Beispielsweise kann das zweite Steuerprogramm sicherheitskritische Funktionen des Schienenfahrzeuges steuern. Zudem kann das erste Steuerprogramm sicherheitsunkritische Funktionen des Steuergerätes steuern.
In einer Ausführungsform sind das erste Steuerprogramm und das zweite Steuerprogramm in der Weise ausgebildet, dass das erste Steuerprogramm die Funktionsweise des zweiten Steuerprogrammes nicht verändert bzw. beeinflusst. Auf diese Weise ist beispielsweise für ein zweites Steuerprogramm, das sicherheitsrelevante Funktionen des Schienenfahrzeuges steuert, sichergestellt, dass die Funktionsweise der Funktionen, die durch das zweite Steuerprogramm gesteuert werden, nicht ungewollt verändert werden können.
In einer Ausführungsform ist ein Aktorprogramm vorgesehen, wobei das erste Steuerprogramm ausgebildet ist, um über das Aktorprogramm einen Aktor zu steuern. Somit kann das erste Steuerprogramm nicht direkt auf den Aktor zugreifen, sondern es ist immer das Aktorprogramm zwischen dem ersten Steuerprogramm und dem Aktor dazwischengeschaltet. Das Aktorprogramm kann beispielsweise ausgebildet sein, um eine Steuerung des Aktors nur in einem gewissen Bereich oder abhängig von vorgegebenen Betriebszuständen des Schienenfahrzeuges zuzulassen. Auf diese Weise wird die Sicherheit für die Steuerung des Aktors verbessert. Gleichzeitig kann durch das Vorsehen des ersten Steuerprogrammes eine erhöhte Flexibilität für unterschiedliche Ansteuerungen von unterschiedlichen Aktoren vorsehen. Zudem kann die Art und Weise der Ansteuerung der Aktoren grundsätzlich, zeitlich oder abhängig von Betriebszuständen des Schienenfahrzeuges begrenzt oder nur in einem vorgegebenen Steuerbereich zugelassen werden. Dazu kann ein Aktorprogramm vorgesehen sein, das ausgebildet ist, um die Steuerung des Aktors zu beeinflussen und/oder die Steuerung des Aktors auf eine vorgegebene Steuerung oder einen vorgegebenen Steuerungsbereich zu begrenzen.
Der Betriebszustand des Schienenfahrzeuges kann beispielsweise in Form einer Bedingung des Schienenfahrzeuges realisiert sein. Beispielsweise kann abhängig von einer Notfallsituation die Steuerung des Aktors durch das erste Steuerprogramm durch eine vorgegebene Ersatzsteuerung ersetzt werden. Die Notfallsituation kann beispielsweise durch vorgegebene Parameter des Schienenfahrzeuges, insbesondere Betriebsparameter des Schienenfahrzeuges, festgelegt werden. Dazu kann die Steuerung mit entsprechenden Sensoren des Schienenfahrzeuges verbunden sein. Zudem kann die Steuerung eine Information über ein Vorliegen einer Notfallsituation auch von einer weiteren Steuerung des Schienenfahrzeuges erhalten. Dadurch kann eine hohe Flexibilität bei der Steuerung des Aktors ermöglicht werden, solange keine festgelegte Bedingung des Schienenfahrzeuges, insbesondere eine festgelegte Notfallsituation, vorliegt. Bei Vorliegen der Notfallsituation kann die Steuerung des ersten Steuerprogrammes z.B. durch die Ersatzsteuerung ersetzt oder übersteuert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Sensorprogramm vorgesehen, wobei das erste Steuerprogramm ausgebildet ist, um über das Sensorprogramm Messsignale eines Sensors zu erhalten. Das Sensorprogramm bildet somit eine Schnittstelle zwischen einem Sensor und dem ersten Steuerprogramm. Auf diese Weise kann ein Sensorsignal eines Sensors z.B. gefiltert, verändert, erhöht, erniedrigt oder unterbunden werden, um eine Funktionsweise des ersten Steuerprogrammes insbesondere auf den Einfluss des zweiten Steuerprogrammes zu begrenzen, zu reduzieren oder zu verhindern.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Kommunikationsprogramm vorgesehen, wobei das erste Steuerprogramm und das zweite Steuerprogramm ausgebildet sind, um über das Kommunikationsprogramm Daten, insbesondere Messdaten und/oder Steuerdaten auszutauschen. Somit kann insbesondere ein Einfluss des ersten Steuerprogramms auf das zweite Steuerprogramm mithilfe des Kommunikationsprogramms begrenzt oder unterbunden werden. Das Vorsehen des Kommunikationsprogrammes bietet den Vorteil, dass das erste und das zweite Steuerprogramm unabhängig voneinander in der gewünschten Funktionsweise ausgebildet werden können, ohne dass auf eine gegenseitige Beeinflussung oder Beeinträchtigung der Funktionsweise des zweiten bzw. des ersten Steuerprogrammes Rücksicht genommen werden muss. Der Einfluss der zwei Steuerprogramme aufeinander kann durch das Kommunikationsprogramm gemäß dem gewünschten Einfluss festgelegt werden.
Es wird ein System zum Verändern eines Steuerprogrammes für eine Steuerung eines Schienenfahrzeuges vorgeschlagen, wobei eine Recheneinheit und ein Programmspeicher vorgesehen sind. Im Programmspeicher ist eine Bibliothek mit Funktionen für ein erstes Steuerprogramm abgelegt. Die Recheneinheit ist ausgebildet, um das erste Steuerprogramm mithilfe einer Funktion der Bibliothek zu verändern. Zudem weist die Bibliothek für das zweite Steuerprogramm keine Funktion auf. Somit ist es für einen Benutzer der zwei Steuerprogramme möglich, das erste Steuerprogramm auf einfache Weise zu verändern, um beispielsweise zeitlichen und/oder individuellen Wünschen schnell und einfach anpassen zu können. Gleichzeitig wird die Veränderung des zweiten Steuerprogramms schon dadurch erschwert bzw. verhindert, dass die Bibliothek keine Funktion aufweist, mit der das zweite Steuerprogramm verändert werden kann. Somit kann insbesondere ein zweites Steuerprogramm, das ausgebildet ist, um z.B. eine sicherheitsrelevante Funktion des Schienenfahrzeuges zu steuern, gegenüber einer Veränderung geschützt werden.
Es wird ein Verfahren zum Verändern eines Steuerprogrammes für eine Steuerung eines Schienenfahrzeuges vorgeschlagen, wobei ein Quellcode für ein Steuerprogramm vorgesehen ist. Es ist ein Editorprogramm vorgesehen, mit dem der Quellcode verändert wird. Weiterhin ist ein Prüfprogramm vorgesehen, wobei mit dem Prüfprogramm überprüft wird, ob eine vorgegebene Veränderung des Quellcodes mithilfe des Editorprogramms vorgenommen wurde. Das Verfahren wird fortgesetzt, wenn nur eine vorgegebene Veränderung des Quellcodes erkannt wurde. Das Verfahren wird unterbrochen bzw. beendet, wenn die Überprüfung mithilfe des Prüfprogrammes ergibt, dass mithilfe des Editorprogramms eine nicht zugelassene Veränderung des Quellcodes erfolgt ist. Zudem ist ein Compilerprogramm vorgesehen, wobei mithilfe des Compilerprogrammes der veränderte Quellcode in ein maschinenlesbares erstes Programm für die Steuerung übertragen wird. Das erste Programm weist wenigstens einen Teil eines Steuerprogrammes für eine Funktion des Schienenfahrzeuges auf.
In einer Ausführungsform ist ein Linkprogramm vorgesehen, wobei mithilfe des Linkprogrammes das erste Programm mit einem vorgegebenen zweiten Programm zu einem ausführbaren Programm verbunden wird. Das zweite Programm kann beispielsweise in Form eines zweiten Steuerprogrammes ausgebildet sein und sicherheitsrelevante Funktionen des Schienenfahrzeuges steuern.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei

1 einen schematischen Aufbau einer Steuerung für ein Schienenfahrzeug,
2 einen schematischen Aufbau eines Systems zum Verändern eines Steuerprogrammes für eine Steuerung,
3 einen schematischen Programmablauf zum Verändern eines Steuerprogrammes,
4 einen weiteren schematischen Programmablauf zum Verändern eines Steuerprogrammes,
5 ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung eines Verfahrens,
6 eine schematische Darstellung eines Funktionsschemas für die Funktionsweise des ersten und des zweiten Steuerprogrammes bei Vorhandensein eines Kommunikationsprogrammes,
7 einen schematischen Programmablauf zur Durchführung eines Verfahrens zum Steuern von Funktionen eines Schienenfahrzeuges

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Schienenfahrzeug 1, das ein Steuergerät 2 und einen Programmspeicher 3 aufweist. Das Steuergerät 2 ist mit dem Programmspeicher 3 verbunden. Im Programmspeicher 3 sind ein erstes Steuerprogramm 4 und ein zweites Steuerprogramm 5 abgelegt. Das erste und das zweite Steuerprogramm können als getrennte Steuerprogramme oder als ein gemeinsames Steuerprogramm ausgebildet sein. Das erste Steuerprogramm und das zweite Steuerprogramm führen verschiedene Steuerfunktionen des Schienenfahrzeuges durch.
Das erste Steuerprogramm ist in der Funktionsweise veränderbar ausgebildet. Das zweite Steuerprogramm ist in der Funktionsweise unveränderbar ausgebildet. Das Steuergerät 2 ist ausgebildet, um mithilfe des ersten Steuerprogrammes und mithilfe des zweiten Steuerprogrammes wenigstens eine Funktion des Schienenfahrzeuges zu steuern. Das Steuergerät 2 steht mit Aktoren 6, 7 und/oder Sensoren 8, 9 in Verbindung. Die Aktoren 6, 7 stehen mit elektrischen und/oder mechanischen Einrichtungen bzw. Geräten des Schienenfahrzeuges in Wirkverbindung. Durch die Ansteuerung der Aktoren 6, 7 mithilfe des Steuergerätes 2 werden Funktionen des Schienenfahrzeuges gesteuert. Beispielsweise kann der zweite Aktor 7 vorgesehen sein, um eine Bremse für ein Rad 10 des Schienenfahrzeuges zu betätigen. Zudem kann der erste Aktor 6 ausgebildet sein, um eine Helligkeit einer Beleuchtung 11 oder eine Farbe einer Beleuchtung 11 des Schienenfahrzeuges zu steuern. Die Sensoren 8, 9 sind z.B. vorgesehen, um vorgegebene Betriebsparameter des Schienenfahrzeuges zu erfassen und die Messsignale an das Steuergerät weiterzuleiten.
Das erste Steuerprogramm und das zweite Steuerprogramm sind z.B. in der Weise ausgebildet, dass das erste Steuerprogramm die Funktionsweise des zweiten Steuerprogrammes nicht verändern kann. Beispielsweise kann das zweite Steuerprogramm sicherheitsrelevante Funktionen wie z.B. ein Bremsen oder ein Beschleunigen des Schienenfahrzeuges steuern. Zum Bremsen des Schienenfahrzeuges steht der entsprechende Aktor mit entsprechenden Bremsmitteln in Wirkverbindung. Zum Beschleunigen des Schienenfahrzeuges 1 ist der entsprechende Aktor in Wirkverbindung mit einem Antrieb des Schienenfahrzeuges 1.
In einer Ausführungsform ist ein Aktorprogramm 12 im Programmspeicher 3 abgelegt. Das Aktorprogramm 12 ist ausgebildet, um eine Schnittstelle zwischen dem ersten Steuerprogramm und einem Aktor zu realisieren. Dies bedeutet, dass das erste Steuerprogramm 4 nur über das Aktorprogramm 12 einen entsprechenden Aktor steuern kann. Beispielsweise werden Steuersignale des ersten Steuerprogrammes vom Aktorprogramm erfasst, vom Aktorprogramm weiterverarbeitet und entsprechende Steuersignale für die Steuerung des Aktors vom Aktorprogramm 12 generiert. Das Aktorprogramm 12 ist beispielsweise ausgebildet, um die Steuersignale des ersten Steuerprogrammes zu beeinflussen, insbesondere zu verändern. Beispielsweise kann das Aktorprogramm 12 ausgebildet sein, um eine Höhe eines Steuersignales zu begrenzen oder zu reduzieren. Zudem kann das Aktorprogramm ausgebildet sein, um das Steuersignal des ersten Steuerprogrammes abhängig von einer Bedingung des Schienenfahrzeuges, insbesondere abhängig von einer Betriebssituation des Schienenfahrzeuges zu verändern. Beispielsweise kann eine Bedingung bzw. Betriebssituation des Schienenfahrzeuges eine Notfallsituation des Schienenfahrzeuges darstellen. Erkennt das Steuergerät 2 beispielsweise mithilfe eines der Sensoren 8, 9 oder über eine entsprechende Information durch ein weiteres Steuergerät, dass eine vorgegebene Bedingung, insbesondere ein vorgegebener Betriebszustand des Schienenfahrzeuges vorliegt, so wird diese Information an das Aktorprogramm 12 weitergegeben. Abhängig von der vorliegenden Bedingung des Schienenfahrzeuges verändert das Aktorprogramm die Steuersignale des ersten Steuerprogrammes und damit die Ansteuerung des Aktors durch das erste Steuerprogramm.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Sensorprogramm 13 im Programmspeicher 3 abgelegt. Das Sensorprogramm 13 ist ausgebildet, um eine Schnittstelle zwischen Sensorsignalen der Sensoren 8, 9 und dem ersten Steuerprogramm zu realisieren. Somit werden Messsignale der Sensoren 6, 7 vom Steuergerät 2 nur über das Sensorprogramm 13 an das erste Steuerprogramm weitergegeben. Das Sensorprogramm 13 kann ausgebildet sein, um die Messsignale der Sensoren zu verändern, insbesondere zu reduzieren oder zu unterbinden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Sensorprogramm 13 ausgebildet sein, um eine Veränderung der Messsignale der Sensoren abhängig von einer Bedingung des Schienenfahrzeuges durchzuführen. Auf diese Weise kann beispielsweise bei Vorliegen einer Notfallsituation ein gewünschtes Sensorsignal unterdrückt oder ein anderes Sensorsignal verstärkt werden, bevor es dem ersten Steuerprogramm zugeführt wird. Ziel des Sensorprogrammes liegt darin, eine Beeinflussung der Funktionsweise des zweiten Steuerprogrammes durch das erste Steuerprogramm zu reduzieren, insbesondere zu unterbinden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das zweite Steuerprogramm ausgebildet ist, um eine sicherheitsrelevante Funktion des Schienenfahrzeuges zu steuern, und das erste Steuerprogramm ausgebildet ist, um keine sicherheitsrelevante Funktion des Schienenfahrzeuges zu steuern.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Kommunikationsprogramm 14 im Programmspeicher 3 abgelegt. Das Kommunikationsprogramm 14 ist ausgebildet, um eine Schnittstelle zwischen dem ersten Steuerprogramm 4 und dem zweiten Steuerprogramm 5 beim Austauschen von Daten, insbesondere beim Austauschen von Messdaten, Sensordaten und/oder von Steuerdaten darzustellen. Das Kommunikationsprogramm 14 ist insbesondere ausgebildet, um eine Beeinflussung der Funktionsweise des zweiten Steuerprogrammes durch das erste Steuerprogramm zu reduzieren, insbesondere zu unterbinden. Dazu kann das Kommunikationsprogramm beispielsweise bestimmte Daten, insbesondere Messdaten und/oder Steuerdaten des ersten Steuerprogrammes begrenzen, reduzieren, unterdrücken, um die Funktionsweise des zweiten Steuerprogrammes nicht zu beeinflussen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Kommunikationsprogramm eine Veränderung des Austausches von Daten zwischen dem ersten und dem zweiten Steuerprogramm abhängig von einer Bedingung des Schienenfahrzeuges, insbesondere abhängig von einem Betriebszustand des Schienenfahrzeuges wie z.B. abhängig von einer Notfallsituation des Schienenfahrzeuges ändern.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein System zum Verändern eines Steuerprogrammes. Es ist eine Recheneinheit 15 vorgesehen, die beispielsweise in Form eines Computersystems ausgebildet sein kann. Die Recheneinheit 15 steht mit einem zweiten Programmspeicher 16 in Verbindung. Im zweiten Programmspeicher 16 ist eine Bibliothek mit Programmfunktionen für das erste Steuerprogramm abgelegt. Die Recheneinheit 15 weist Ein-/Ausgabemittel 17 auf, über die von einer Bedienperson eine Funktion der Bibliothek ausgewählt werden kann und zur Funktionalität des ersten Steuerprogramms hinzugefügt werden kann. Zudem kann die Bedienperson mithilfe der Recheneinheit 15 eine Funktionalität des ersten Steuerprogrammes durch eine Steuerfunktion der Bibliothek ersetzt werden. Weiterhin kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Recheneinheit 15 ausgebildet sein, um die Funktionsfähigkeit des veränderten ersten Steuerprogrammes zu simulieren. Dazu kann die Recheneinheit 15 über Mess- und Steuersignale verfügen, die den Mess- und Steuersignalen eines realen Schienenfahrzeuges entsprechen. Weiterhin kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Recheneinheit 15 mit Sensoren 8 und Aktoren 6 verbunden sein, die den Sensoren und Aktoren des Schienenfahrzeuges entsprechen. Auf diese Weise kann für die Simulation eine möglichst realistische Signal- und Datenumgebung bereitgestellt werden. In der Bibliothek 18 sind keine Funktionen für das zweite Steuerprogramm vorgesehen. Zudem ist die Recheneinheit 15 nicht ausgebildet, um die Funktionsweise des zweiten Steuerprogramms 5 zu verändern.
Das veränderte erste Steuerprogramm kann von der Recheneinheit 15 beispielsweise drahtlos über eine entsprechende Sende-/Empfangseinrichtung oder mithilfe eines Datenträgers in den Programmspeicher 3 des Schienenfahrzeuges 1 übertragen bzw. geladen werden. Somit kann das Steuergerät 2 mithilfe des ersten Steuerprogrammes oder des veränderten ersten Steuerprogrammes und mithilfe des zweiten Steuerprogrammes eine Funktion bzw. mehrere Funktionen des Schienenfahrzeuges steuern.
Das System gemäß 2 weist den Vorteil auf, dass eine Simulation des veränderten Programmes, insbesondere des veränderten ersten Steuerprogrammes, in einem Zusammenspiel mit dem zweiten Steuerprogramm simuliert werden kann. Auf diese Weise kann ohne den Betrieb des Schienenfahrzeuges die Funktionsweise des ersten und des zweiten Steuerprogrammes überprüft werden. Beispielsweise kann das System gemäß 2 eine grafische Benutzeroberfläche und/oder eine vorgegebene Protokollausgabe aufweisen. Mithilfe der Sensoren und Aktoren kann eine realistische Simulation des ersten und des zweiten Steuerprogrammes ausgeführt werden.
3 zeigt einen schematischen Programmablauf zum Verändern eines Steuerprogrammes, insbesondere des ersten Steuerprogrammes für die Steuerung des Schienenfahrzeuges. Das Verfahren kann z.B. mit der Vorrichtung gemäß 2 abgearbeitet werden. Bei Programmpunkt 100 wird ein Programmeditor auf der Recheneinheit gestartet. Der Programmeditor kann auf einen Quellcode für das Steuerprogramm, insbesondere das erste Steuerprogramm zugreifen, der z.B. im zweiten Programmspeicher abgelegt ist. Eine Bedienperson kann mithilfe des Editorprogramms den Quellcode des Steuerprogrammes verändern. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine freie Veränderbarkeit des Quellcodes vorgesehen sein. Zudem kann eine Bibliothek mit Programmfunktionen für die Veränderung des Steuerprogrammes vorgesehen sein. Die Veränderung des Quellcodes wird bei Programmpunkt 110 durchgeführt. In einem folgenden Programmschritt 120 wird von der Recheneinheit mithilfe eines Prüfprogrammes überprüft, ob die Veränderung des Quellcodes einer zulässigen Veränderung entspricht. Zulässige Veränderungen können beispielsweise im zweiten Programmspeicher 16 abgespeichert sein. Das Prüfprogramm erkennt beispielsweise durch einen einfachen Vergleich des Quellcodes mit den zulässigen abgespeicherten Veränderungen des Quellcodes, ob eine zulässige oder unzulässige Veränderung vorliegt. Zudem können auch andere Verfahren zur Überprüfung einer zulässigen oder unzulässigen Veränderung verwendet werden.
Wird bei Programmpunkt 120 erkannt, dass eine unzulässige Veränderung des Quellcodes vorgenommen wurde, so wird bei einem folgenden Programmpunkt 130 das Verfahren beendet. Erkennt jedoch das Prüfprogramm bei Programmpunkt 120, dass eine zulässige Veränderung des Quellcodes vorgenommen wurde, so wird bei Programmpunkt 140 der veränderte Quellcode mithilfe eines Compilerprogrammes von der Recheneinheit in ein maschinenlesbares erstes Programm übertragen. Das erste Programm bildet mindestens einen Teil des Steuerprogrammes, insbesondere das gesamte Steuerprogramm zum Steuern von Funktionen des Schienenfahrzeuges.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Quellcode zum Start des Verfahrens bereits das erste Steuerprogramm und das zweite Steuerprogramm umfassen. In dieser Ausführung überprüft das Prüfprogramm bei Programmpunkt 120, ob das erste Steuerprogramm, das einen Teil des Quellcodes darstellt, in einer zulässigen Weise verändert wurde, und ob das zweite Steuerprogramm unverändert geblieben ist. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 120, dass das zweite Steuerprogramm verändert wurde, so wird zu Programmpunkt 130 verzweigt und das Verfahren abgebrochen. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 120, dass das erste Steuerprogramm zulässig verändert wurde und das zweite Steuerprogramm unverändert geblieben ist, so wird zu Programmpunkt 140 verzweigt. Bei Programmpunkt 140 wird der veränderte Quellcode mithilfe eines Compilerprogrammes von der Recheneinheit in ein maschinenlesbares erstes und zweites Steuerprogramm übertragen. Das erste und das zweite Steuerprogramm werden anschließend zur Steuerung von Funktionen des Schienenfahrzeuges verwendet.
4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Verändern eines Steuerprogrammes für die Steuerung des Schienenfahrzeuges. Dabei entsprechen die Programmpunkte 100, 110, 120, 130 und 140 dem Verfahren der 3.
Nach Programmpunkt 140, bei dem der veränderte Quellcode in ein maschinenlesbares Programm übertragen wurde, wird zu Programmpunkt 150 verzweigt. Bei Programmpunkt 150 wird von der Recheneinheit ein Linkerprogramm gestartet. Das Linkerprogramm greift auf den zweiten Programmspeicher 16 zu. Im zweiten Programmspeicher 16 ist das zweite Steuerprogramm abgespeichert. Das zweite Steuerprogramm ist beispielsweise in Form eines vorcompilierten Codes abgelegt. Bei dieser Ausführungsform weist der Quellcode bei Programmpunkt 110 nur die Funktion des ersten Steuerprogrammes auf. Das zweite Steuerprogramm wird in dieser Ausführungsform erst bei Programmpunkt 150 zur Verfügung gestellt. Das Linkerprogramm verbindet das compilierte erste Steuerprogramm und das insbesondere vorcompilierte zweite Steuerprogramm zu einem ausführbaren Programm.
Bei Programmpunkt 160 überprüft die Recheneinheit mit einem zweiten Prüfprogramm, ob das mithilfe des Linkerprogramms erstellte Programm korrekt funktioniert. Die korrekte Funktionsweise kann beispielsweise mithilfe einer Simulation, mithilfe von formalen Tests oder mithilfe von Testberechnungen überprüft werden. Ergibt die Überprüfung bei Programmpunkt 160, dass das Programm nicht korrekt funktioniert, so wird zu Programmpunkt 170 verzweigt und das Verfahren abgebrochen. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 160, dass das Programm korrekt funktioniert, so wird zu Programmpunkt 180 verzweigt und das Programm als fertiges Steuerprogramm bereitgestellt. Das Programm kann nun drahtlos oder mithilfe eines Datenträgers in den Programmspeicher 3 des Schienenfahrzeuges übertragen werden. Somit steht das Programm, das das erste und das zweite Steuerprogramm umfasst, für eine Steuerung von Funktionen des Schienenfahrzeuges zur Verfügung.
Auch bei diesem Verfahren kann das zweite Steuerprogramm ausgebildet sein, um sicherheitsrelevante Funktionen des Schienenfahrzeuges zu steuern. Das erste Steuerprogramm ist ausgebildet, um nicht sicherheitsrelevante Funktionen des Schienenfahrzeuges zu steuern.
5 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Computerprogrammprodukt 20, das als Datenträger beispielsweise in Form einer SD-Speicherkarte ausgebildet ist. Das Computerprogrammprodukt 20 verfügt über Programmcodemittel, die zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahren ausgebildet sind. Die Verfahren können dann ausgeführt werden, wenn die Programmcodemittel auf einer Verarbeitungseinrichtung, d.h. beispielsweise auf einem Steuergerät eines Schienenfahrzeuges ablaufen. Die Programmcodemittel 21 können beispielsweise in Form eines lesbaren Programmcodes abgespeichert sein.
6 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Funktionsschema für die Funktionsweise des ersten und des zweiten Steuerprogrammes 4, 5 bei Vorhandensein eines Kommunikationsprogrammes 14. Dabei sind Sensoren 8 und/oder Aktoren 6, d.h. Messsignale und Steuersignale direkt nur mit dem zweiten Steuerprogramm 5 verbunden. Das zweite Steuerprogramm 5 steht mit dem ersten Steuerprogramm 4 nur über das Kommunikationsprogramm 14 in Verbindung. Dadurch hat das erste Steuerprogramm 4 keinen direkten Zugriff auf die Messsignale der Sensoren 8 bzw. keinen direkten Zugriff auf die Aktoren 6. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann ein Zugriff des ersten Steuerprogrammes 4 auf die Messsignale der Aktoren 6 erlaubt sein.
7 zeigt in einer schematischen Darstellung die Funktionsweise des ersten und des zweiten Steuerprogrammes 4, 5 bei der Ausführung durch das Steuergerät 2 des Schienenfahrzeuges. Bei dieser Ausführung kann das erste Steuerprogramm 4 beispielsweise direkt auf die Sensorsignale der Sensoren 8 zugreifen. Das erste Steuerprogramm 4 erzeugt aufgrund der vorliegenden Funktion des ersten Steuerprogrammes 4 und des vorliegenden Messsignals des Sensors 8 ein erstes Steuersignal 22. Das erste Steuersignal 22 wird an das zweite Steuerprogramm 5 weitergegeben. Das erste Steuersignal 22 ist z.B. in Form von Steuerdaten ausgebildet. Das zweite Steuerprogramm 5 ermittelt abhängig von den vorgegebenen Funktionen des zweiten Steuerprogrammes 5 ein zweites Steuersignal 23. Das zweite Steuersignal 23 wird nun an den ersten Aktor 6 weitergegeben. Bei dieser Ausführungsform ist die Funktionalität des Kommunikationsprogrammes 14 beispielsweise direkt in das zweite Steuerprogramm 5 integriert.
Beispielsweise kann das zweite Steuerprogramm 5 bzw. das Kommunikationsprogramm 14 ausgebildet sein, um abhängig von einer Bedingung des Schienenfahrzeuges, insbesondere abhängig von einem Betriebszustand des Schienenfahrzeuges, eine festgelegte Veränderung des ersten Steuersignales 22 bei der Umwandlung in das zweite Steuersignal 23 durchzuführen. Beispielsweise kann bei einer Notfallsituation das erste Steuersignal 22 verändert oder durch ein vorgegebenes Notfallsteuersignal bei der Erzeugung des zweiten Steuersignals 23 ersetzt werden. Bei welchen Bedingungen welche Veränderung des ersten Steuersignales 22 durch das zweite Steuerprogramm 5 durchgeführt wird, ist im zweiten Steuerprogramm 5 entsprechend abgelegt. Die Bedingung bzw. die Notfallsituation kann durch ein vorgegebenes Sensorsignal oder eine Information eines weiteren Steuergerätes dem Steuergerät angezeigt werden.
In allen Ausführungen kann das erste Steuerprogramm z.B. ausgebildet sein, um eine Beleuchtung des Schienenfahrzeuges, insbesondere eine Beleuchtung des Maschinenraumes zu steuern. Zudem kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um eine Sprachausgabe der Steuerung des Schienenfahrzeuges zu steuern. Weiterhin kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um eine Heizfunktion, insbesondere eine Frontscheibenheizung des Schienenfahrzeuges, zu steuern. Weiterhin kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um eine Funktion einer Kamera, insbesondere einer Rückschaukamera des Schienenfahrzeuges zu steuern. Weiterhin kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um eine Funktion eines Displays, mit dem das Steuergerät 2 verbunden ist, zu steuern. Beispielsweise können Tasten des Displays in der Darstellungsweise mithilfe des ersten Steuerprogrammes verändert werden.
Weiterhin kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um beispielsweise eine Leuchtstärke einer Beleuchtung oder Lichtfarben einer Beleuchtung des Schienenfahrzeuges zu verändern. Zudem kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um eine Instrumentenbeleuchtung, eine Innenraumbeleuchtung oder eine Führerraumbeleuchtung zu steuern. Beispielsweise können frei veränderbare Leuchtstärken und eine Veränderung von bestimmten vordefinierten Lichtfarben zur Funktionsweise des ersten Steuerprogrammes gehören. Die Veränderung und Anpassung des ersten Steuerprogrammes erfolgt, wie oben ausgeführt, beispielsweise über Funktionen, die in der Bibliothek bereitgestellt werden.
Weiterhin kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um eine Frontscheibenheizung des Schienenfahrzeuges zu steuern. Dabei kann wahlweise eine Boostfunktion für eine schnelle Aufheizung der Frontscheibe als Funktion in der Bibliothek abgelegt sein. Zudem kann eine Sprachausgabe der Recheneinheit 2 mithilfe des ersten Steuerprogrammes ausgeführt werden. Dabei kann das erste Steuerprogramm abhängig von der Programmierung bzw. der Auswahl der Funktion aus der Bibliothek verschiedene Stimmen, beispielsweise eine männliche Stimme oder eine weibliche Stimme, und verschiedene Sprachen benutzen. Zudem kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um anstelle einer Sprachausgabe Töne oder Tonsignale für verschiedene Hinweise ausgeben. Zudem kann das erste Steuerprogramm ausgebildet sein, um eine Aktivierung oder Deaktivierung einer Kamera, insbesondere einer Rückschaukamera, auszuführen. Weiterhin kann eine Zoomfunktion der Rückschaukamera beispielsweise mithilfe des ersten Steuerprogrammes bedient werden.
Ein Austausch der Funktionen bzw. eine Änderung oder Anpassung der Funktionen des ersten Steuerprogrammes kann beispielsweise im Rahmen einer Wartungsarbeit am Schienenfahrzeug erfolgen. Somit kann abhängig von der gewählten Ausführungsform auch das Steuergerät 2 eine entsprechende Ein- und Ausgabeeinheit 17 aufweisen und die Veränderung oder Anpassung des ersten Steuerprogrammes durchführen. Somit kann das Steuergerät 2 auch ausgebildet sein, um die Verfahren gemäß den 3 und 4 auszuführen. Dabei kann das Steuergerät 2 eine sehr realitätsnahe Überprüfung und Simulation der Funktionsfähigkeit des veränderten Programmes, insbesondere des veränderten ersten Steuerprogrammes im Zusammenwirken mit dem zweiten Steuerprogramm ausführen, da am Schienenfahrzeug selbst die Sensoren und Aktoren des Schienenfahrzeuges zur Verfügung stehen. Somit können die tatsächlich vorliegenden Sensoren und Aktoren des Schienenfahrzeuges wie beispielsweise Druckmelder, Tastmelder und Leuchtmelder in die Simulation der Funktionsweise des veränderten Programmes bzw. des veränderten ersten Steuerprogrammes realitätsnah überprüft werden.
In allen Ausführungsformen können das erste Steuerprogramm und das zweite Steuerprogramm in Form eines Programmes ausgebildet sein.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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.

Claims

Steuerung für ein Schienenfahrzeug (1), wobei die Steuerung ein Steuergerät (2) und einen Programmspeicher (3) aufweist, wobei im Programmspeicher (3) ein erstes Steuerprogramm (4) abgelegt ist, wobei das erste Steuerprogramm (4) in der Funktionsweise veränderbar ausgebildet ist, und wobei im Programmspeicher (3) ein zweites Steuerprogramm (5) abgelegt ist, wobei das zweite Steuerprogramm (5) in der Funktionsweise unveränderbar ausgebildet ist, wobei die Steuerung ausgebildet ist, um mithilfe des ersten Steuerprogramms (4) und mithilfe des zweiten Steuerprogrammes (5) Funktionen des Schienenfahrzeuges (1) zu steuern.
Steuerung nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Steuerprogramm (4, 5) in der Weise ausgebildet sind, dass das erste Steuerprogramm (4) die Funktionsweise des zweiten Steuerprogrammes (5) nicht verändert.
Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Aktorprogramm (12) vorgesehen ist, wobei das erste Steuerprogramm (4) ausgebildet ist, um über das Aktorprogramm (12) einen Aktor (6, 7) zu steuern.
Steuerung nach Anspruch 3, wobei das Aktorprogramm (12) ausgebildet ist, um die Steuerung des Aktors (6, 7) zu beeinflussen und/oder die Steuerung des Aktors (6, 7) auf eine vorgegebene Steuerung zu begrenzen.
Steuerung nach Anspruch 4, wobei das Aktorprogramm (12) ausgebildet ist, um die Steuerung des Aktors (6, 7) durch das erste Steuerprogramm (4) abhängig von einer Bedingung des Schienenfahrzeuges (3), insbesondere abhängig von einer Notfallsituation durch eine Ersatzsteuerung zu ersetzen.
Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Sensorprogramm (13) vorgesehen ist, wobei das erste Steuerprogramm (4) ausgebildet ist, um über das Sensorprogramm (13) Messsignale eines Sensors (8, 9) zu erhalten.
Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nur das zweite Steuerprogramm (5) ausgebildet ist, um eine sicherheitsrelevante Funktion des Schienenfahrzeuges (3) zu steuern, insbesondere um Aktoren für eine sicherheitsrelevante Funktion des Schienenfahrzeuges zu steuern.
Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Kommunikationsprogramm (14) vorgesehen ist, wobei das erste Steuerprogramm (4) und das zweite Steuerprogramm (5) ausgebildet sind, um über das Kommunikationsprogramm (14) zu kommunizieren, insbesondere Messdaten und/oder Steuerdaten auszutauschen.
System zum Verändern eines Steuerprogramms für eine Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Recheneinheit (2, 15) und ein Programmspeicher (3, 16) vorgesehen sind, wobei im Programmspeicher (3, 16) eine Bibliothek (18) mit Steuerfunktionen (19) für das erste Steuerprogramm (4) abgelegt ist, wobei die Recheneinheit (3, 16) ausgebildet ist, um das erste Steuerprogramm (4) mithilfe einer Steuerfunktion (19) der Bibliothek (18) zu verändern, und wobei die Bibliothek (16) für das zweite Steuerprogramm (4), das ausgebildet ist, um eine sicherheitsrelevante Funktion des Schienenfahrzeuges (1) zu steuern, keine Steuerfunktion aufweist.
Verfahren zum Steuern von Funktionen eines Schienenfahrzeuges, wobei ein erstes Steuerprogramm vorgesehen ist, wobei das erste Steuerprogramm in der Funktionsweise veränderbar ausgebildet ist, wobei ein zweites Steuerprogramm vorgesehen ist, wobei das zweite Steuerprogramm in der Funktionsweise unveränderbar ausgebildet ist, wobei mithilfe des ersten Steuerprogramms und/oder mithilfe des zweiten Steuerprogrammes Funktionen des Schienenfahrzeuges gesteuert werden.
Verfahren zum Verändern eines Steuerprogramms für eine Steuerung eines Schienenfahrzeuges, wobei ein Quellcode für ein Steuerprogramm vorgesehen ist, wobei mithilfe eines Editorprogramms der Quellcode verändert wird, wobei mithilfe eines Prüfprogrammes überprüft wird, ob eine vorgegebene Veränderung des Quellcodes vorgenommen wurde, wobei das Verfahren fortgesetzt wird, wenn nur eine vorgegebene Veränderung des Quellcodes erkannt wurde, wobei mithilfe eines Compilerprogrammes der veränderte Quellcode in ein maschinenlesbares erstes Programm für die Steuerung übertragen wird, wobei das erste Programm wenigstens einen Teil des Steuerprogrammes bildet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei mithilfe eines Linkprogramms das erste Programm mit einem vorgegebenen zweiten Programm zu einem ausführbaren Programm verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das zweite Programm sicherheitsrelevante Funktionen des Schienenfahrzeuges steuert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Verfahren abgebrochen wird, wenn das Prüfprogramm erkennt, dass eine nicht erlaubte Veränderung des Quellcodes vorgenommen wurde.
Computerprogrammprodukt (20) mit Programmcodemitteln (21) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 oder 11 bis 14, wenn es auf einem Steuergerät (2) abläuft.