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Die Erfindung betrifft eine Wegimpulssimulationsvorrichtung und ein Verfahren zum Simulieren von Wegimpulsen. Ferner betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einer derartigen Wegimpulssimulationsvorrichtung.
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Auf dem Gebiet der Schienenfahrzeuge ist es bekannt, Geschwindigkeitsinformationen, die auf eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit schließen lassen, zum Steuern verschiedener Fahrzeugfunktionen oder -komponenten zu verwenden. Als Bespiel sei das automatische Verriegeln der Fahrzeugtüren ab Erreichen einer vorbestimmten Geschwindigkeit genannt.
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Um die Geschwindigkeitsinformationen zum Beispiel in Form eines elektrischen und/oder digitalen Signals zu erzeugen, werden sogenannten Wegimpulsgeber verwendet. Diese liefern in der Regel Informationen, die auf eine zurückgelegte Fahrstrecke schließen lassen und in Kenntnis der dafür benötigten Zeit das Berechnen der Fahrgeschwindigkeit ermöglichen. Die Wegimpulsgeber können zum Beispiel Informationen bezüglich der Raddrehzahl erzeugen. Die
DE 10 2006 047 365 A1 beschreibt in diesem Zusammenhang das Koppeln eines Zahnrades mit einer Fahrzeugachse, wobei die Zähne des Zahnrades (bzw. deren Vorbewegen) von einem Wegimpulsgeber als einzelne Messimpulse bzw. Wegimpulse erfasst werden. Dies kann zum Beispiel auf Basis eines optischen oder magnetischen Erfassens der Zähne des Zahnrades erfolgen. Aus der Frequenz der Messimpulse kann die Raddrehzahl und daraufhin die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
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Ebenso ist es bekannt, Radarvorrichtungen zu verwenden, die das Bewegen des Schienenfahrzeugs über einzelne Gleisschwellen erfassen. In diesem Fall führt die Näherung und Entfernung der Gleisschwellen zu entsprechenden Wegimpulsen erfasst und kann aus der Frequenz der Messimpulse wiederum die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
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Zu Reparatur- oder Wartungszwecken kann es ebenfalls erforderlich sein, derartige Geschwindigkeitsinformationen zu erzeugen, z. B. um eine korrekte Arbeitsweise einzelner Fahrzeugfunktionen zu überprüfen. Aus Zeit- und Kostengründen ist es in der Regel jedoch unerwünscht, das Schienenfahrzeug zum Erzeugen der Geschwindigkeitsinformationen tatsächlich bewegen zu müssen (d.h. tatsächliche und von einem Wegimpulsgeber erfassbare Radumdrehungen oder Bewegungen über Bahnschwellen zu erzeugen).
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Stattdessen werden oftmals sogenannte Wegimpulsgeneratoren verwendet, bei denen anstelle eines mit einer Radachse gekoppelten Zahnrades oder einer Bahnschwelle anderweitige messtechnisch erfassbare Elemente relativ zu dem Wegimpulsgeber bewegt werden. Die Wegimpulsgeneratoren setzen folglich das Vorhandensein einer mechanisch angetriebenen Einheit samt Antriebsmotor voraus. Dies erhöht entsprechend die Kosten und das Gewicht. Zudem müssen die Wegimpulsgeber oftmals von dem Schienenfahrzeug demontiert werden, um mit den Wegimpulsgeneratoren wechselwirken zu können. Dies bedeutet einen entsprechenden Zeit- und Kostenaufwand im Wartungsbetrieb.
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Es besteht somit ein Bedarf für das aufwandsarme Erzeugen von Geschwindigkeitsinformationen für Schienenfahrzeuge, insbesondere im Rahmen eines Wartungs- oder Reparaturbetriebs.
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Der Erfinder hat erkannt, dass die bisherigen elektromechanischen Wegimpulsgeber die vorstehend genannten Nachteile z.B. in Form eines erhöhten Zeit- und Kostenaufwands mit sich bringen. Als Alternative wird daher ein direktes Erzeugen und/oder Einkoppeln entsprechender Geschwindigkeitsinformationen in eine Steuereinheit des Schienenfahrzeugs in Betracht gezogen, insbesondere unter Überbrücken bestehender Wegimpulsgeber.
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Dies wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Konkret wird eine Wegimpulssimulationsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug bereitgestellt, mit:
- - einer Signalerzeugungseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Simulationssignal zu erzeugen, das dem realen Signal eines Wegimpulsgebers des Schienenfahrzeugs während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs mit der dem realen Signal entsprechenden Fahrgeschwindigkeit entspricht; und
- - einer Schnittstelleneinheit, die dazu eingerichtet ist, das von der Signalerzeugungseinheit erzeugte Simulationssignal an eine mit der Schnittstelleneinheit gekoppelte oder koppelbare Steuereinheit des Schienenfahrzeugs auszugeben.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Simulieren einer Fahrgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs, mit den Schritten:
- - Erzeugen eines Simulationssignals, das dem realen Signal eines Wegimpulsgebers des Schienenfahrzeugs während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs mit der dem realen Signal entsprechenden Fahrgeschwindigkeit entspricht; und
- - Ausgeben des erzeugten Simulationssignals an eine Steuereinheit des Schienenfahrzeugs.
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Das Verfahren kann jeglichen weiteren Schritt und jegliches weitere Merkmal umfassen, um sämtliche der nachstehend mit Bezug auf die Wegimpulssimulationsvorrichtung erläuterten Effekte, Betriebszustände oder Wechselwirkungen bereitzustellen. Insbesondere kann das Verfahren einen Schritt des Koppelns einer Schnittstelleneinheit der vorstehend erläuterten Art mit einer Steuereinheit des Schienenfahrzeugs umfassen. Dies kann das (z. B. elektronische und/oder datenübertragende) Verbinden der Schnittstelleneinheit mit der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs betreffen, insbesondere mit oder, anders ausgedrückt, über eine(r) Schnittstelle der Steuereinheit, an der sonst wenigstens ein Wegimpulsgeber angeschlossen ist. Folglich kann auch ein Schritt des Trennens wenigstens eines Wegimpulsgebers von der Steuereinheit und stattdessen Verbinden der Wegimpulssimulationsvorrichtung mit der Steuereinheit vorgesehen sein, wobei das Verbinden vorzugsweise über die gleiche Schnittstelle der Steuereinheit erfolgt.
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Ferner kann der Schritt des Erzeugens des Simulationssignals unabhängig von einem Wegimpulsgeber und/oder dem Wechselwirken mit einem Wegimpulsgenerator erfolgen. Weiterhin kann dieser Schritt ein elektrisches Erzeugen des Simulationssignals z.B. nach Maßgabe einer Benutzereingabe betreffen. Zusätzlich oder alternativ kann das Signal berechnet und/oder auf Basis des Auslesens von Informationen aus einer Speichereinheit erzeugt werden. Dies kann wiederum unabhängig von einem Wegimpulsgeber und/oder etwaigen Wechselwirkungen mit der Umgebung erfolgen. Allgemein kann das Verfahren mit einer Wegimpulssimulationsvorrichtung und/oder einer Schienenfahrzeuganordnung gemäß jeglichem der vorstehenden oder nachstehenden Aspekte ausgeführt werden.
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Die Wegimpulssimulationsvorrichtung kann eine elektrische Schaltung und/oder eine Computereinheit umfassen oder als eine solche ausgebildet sein. Insbesondere kann die Wegimpulssimulationsvorrichtung frei von (zumindest makroskopisch) bewegbaren Elementen sein und insbesondere frei von einer elektromotorisch angetriebenen mechanischen Einheit. Das von der Signalerzeugungseinheit erzeugte Simulationssignal kann folglich unabhängig von Bewegungen einer mechanischen Einheit und/oder auch unabhängig von einem etwaigen Wegimpulsgeber oder dessen Signalen erzeugt werden. Stattdessen kann es (insbesondere ausschließlich) nach Maßgabe von Benutzereingaben und/oder internen Steuerbefehlen erzeugt sowie ausgegeben werden.
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In einer Variante von Vorrichtung und Verfahren wird das Simulationssignal rein elektronisch und/oder unabhängig von aktuellen Umgebungsbedingungen erzeugt (z.B. ohne Wechselwirken mit einem in der Umgebung angeordneten und ggf. sich bewegenden Wegimpulsgenerator). Die einzige Wechselwirkung kann stattdessen in Form des Empfangens von Vorgaben bezüglich einer zu simulierenden Fahrgeschwindigkeit stattfinden, beispielsweise wenn ein Bediener eine hierfür vorgesehene Eingabeanordnung bedient. Zusätzlich oder alternativ kann das Signal, wie auch nachstehend näher erläutert, auf Basis computergesteuerter Rechenprozesse und/oder dem Auslesen aus einer Speichereinheit erzeugt werden.
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Die Signalerzeugungseinheit kann eine Rechen-, Speicher- und/oder Prozessoreinheit umfassen, um das gewünschte Simulationssignal zu erzeugen. Allgemein kann die Signalerzeugungseinheit dazu eingerichtet sein, eine Mehrzahl verschiedener Simulationssignale zum Simulieren einer entsprechenden Mehrzahl verschiedener Fahrgeschwindigkeiten auszugeben. In einer Ausführungsform von Vorrichtung und Verfahren umfasst die Signalerzeugungseinheit einen Mikroprozessor oder wird durch diesen bereitgestellt (z.B. einen Mikroprozessor bzw. Mikroprozessor-Board vom Typ Arduino Uno der Arduino OpenSource-Gemeinschaft, beziehbar unter www.arduino.cc). Ein Auswahlkriterium für den Mikroprozessor kann eine ausreichend hohe Taktfrequenz sein, um das gewünschte Signal- bzw. Pulsmuster zu generieren. Bei dem erzeugten Simulationssignal kann es sich um ein elektrisches Signal handeln, das sich beispielsweise durch eine Abfolge einzelner Spannungspulse und insbesondere Spannungs-Rechteckpulsen auszeichnet. Die entsprechenden Pulse können einzelne Signal- bzw. Wegimpulse simulieren. Insbesondere können die Pulse Mess- bzw. Wegimpulse üblicher Wegimpulsgeber simulieren, wenn diese eine Radumdrehung oder das Bewegen über eine Bahnschwelle erfassen.
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Das erzeugte Simulationssignal kann als ein gesichertes Signal ausgegeben und/oder weitergeleitet werden. Insbesondere kann eine Sicherung in der Weise erfolgen, dass eine Manipulation des Signals durch andere Einheiten verhindert wird (z.B. innerhalb der Leittechnik). Beispielsweise kann das Signal eine vorbestimmte Sicherheitsanforderungsstufe erfüllen (engl.: „safety integrity level“, kurz SIL).
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Das reale Signal des Wegimpulsgebers des Schienenfahrzeugs, welches mit der Wegimpulssimulationsvorrichtung simuliert werden soll, kann z.B. in Abhängigkeit einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit vorab gemessen oder berechnet werden. Auch in diesem Fall kann das reale Signal eine Abfolge von Spannungspulsen und insbesondere Spannungs-Rechteckpulsen umfassen, welche in analoger Weise von der Wegimpulssimulationsvorrichtung ausgegeben werden können. Eine Frequenz dieser Pulse kann entsprechend eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigen.
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Die Schnittstelleneinheit kann allgemein zum Übertragen des von der Signalerzeugungseinheit erzeugten Simulationssignals ausgebildet sein und beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine elektrisch leitende und/oder datenübertragende Verbindung mit der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs aufzubauen.
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Allgemein kann die Schnittstelleneinheit dazu eingerichtet sein, von der Signalerzeugungseinheit erzeugte Spannungspulse an die Steuereinheit des Schienenfahrzeugs zu übertragen. In einer Variante wird hierzu die Schnittstelleneinheit der Wegimpulssimulationsvorrichtung mit einer korrespondierenden Schnittstelleneinheit des Schienenfahrzeugs gekoppelt, wobei sich die korrespondierende Schnittstelleneinheit zum Beispiel in einem Schaltschrank des Schienenfahrzeugs befindet.
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Die Schnittstelleneinheit kann mit einer Schnittstelle des Schienenfahrzeugs koppelbar sein, an der für gewöhnlich die Wegimpulsgeber des Schienenfahrzeugs angeschlossen sind. Anstatt also die Wegimpulsgeber demontieren zu müssen, um diese mit bekannten Wegimpulsgeneratoren in Wechselwirkung zu bringen, können die Wegimpulsgeber bei dieser Ausführungsform aufwandsarm von ihrer Schnittstelle gelöst werden, um stattdessen die Wegimpulssimulationsvorrichtung daran anzuschließen.
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Übergeordnet kann die Wegimpulssimulationsvorrichtung somit unter Überbrücken der eigentlichen Wegimpulsgeber und insbesondere ohne angetriebenen Wegimpulsgenerator der einleitend geschilderten Art Geschwindigkeitsinformationen bzw. -signale bereitstellen, um gewünschte Fahrzeugfunktionen überprüfen zu können. Das Überbrücken kann durch Verbinden der Wegimpulssimulationsvorrichtung mit einer Steuereinrichtung des Schienenfahrzeugs erfolgen. Insbesondere kann die Wegimpulssimulationsvorrichtung mit einer (z.B. elektrischen und/oder datenübertragenden) Schnittstelle der Steuereinrichtung verbunden werden oder verbindbar sein, an der sonst wenigstens einer der tatsächlichen Wegimpulsgeber angeschlossen ist. Das Überbrücken kann also insbesondere derart verstanden werden, dass der oder die Wegimpulsgeber an dem Schienenfahrzeug montiert bleiben, jedoch steuerungstechnisch bzw. aus Sicht der Steuereinrichtung durch eine andere Einheit ersetzt werden (nämlich durch die Wegimpulssimulationsvorrichtung). An der Steuereinrichtung können hierbei keine zusätzlichen Einstellungen oder Veränderungen erforderlich sein, da diese von der Wegimpulssimulationsvorrichtung nach wie vor analoge Signale gegenüber den Signalen der Wegimpulsgeber erhält. Die Wegimpulssimulationsvorrichtung kann ohne mechanisch zu bewegende Teile und ohne entsprechende Antriebseinheiten auskommen, was das Gewicht, die Kosten und die Störanfälligkeit reduzieren kann. Weiterhin kann eine komplette Demontage bestehender Wegimpulsgeber entfallen. Ferner kann die Wegimpulssimulationsvorrichtung auf einem niedrigen elektrischen Spannungsniveau von zum Beispiel 5 V oder 24 V betreibbar sein. Die Elektromotoren bekannter Wegimpulsgeneratoren werden hingegen typischerweise auf einem Spannungsniveau von 230 V betrieben, was ein entsprechendes Sicherheitsrisiko darstellt.
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Die Schnittstelleneinheit kann geeignet strukturiert und/oder geformt sein, um mit der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs gekoppelt zu werden. Insbesondere kann ein mechanisches Koppeln im Sinne einer Steckverbindung vorgesehen sein. Gemäß einer Variante umfasst die Schnittstelleneinheit einen Steckverbinder zum Koppeln mit der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs. Bei dem Steckverbinder kann es sich um einen standardisierten Steckverbinder handeln, zum Beispiel einen sogenannten Hartingstecker und/oder einen Stecker umfassend mehrere Verbindungspins. Die Steuereinheit des Schienenfahrzeugs kann einen entsprechend korrespondierenden Steckverbinder bzw. eine Steckverbinder-Aufnahmestruktur umfassen. Allgemein kann mit dieser Variante das zuverlässige, standardisierte und aufwandsarme Koppeln der Wegimpulssimulationsvorrichtung mit der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs ermöglicht werden.
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In einer Weiterbildung von Vorrichtung und Verfahren ist vorgesehen, dass die Schnittstelleneinheit wenigstens einen ersten und einen zweiten Ausgangskanal umfasst und die Signalerzeugungseinheit dazu eingerichtet ist, auf dem ersten Ausgangskanal und auf dem zweiten Ausgangskanal ein identisches, jedoch um 90° zueinander phasenversetztes Simulationssignal bereitzustellen. Beispielsweise kann auf dem ersten Ausgangskanal ein erstes Simulationssignal und auf dem zweiten Ausgangskanal ein zweites Simulationssignal ausgegeben werden. Die Simulationssignale können inhaltlich übereinstimmen, zum Beispiel hinsichtlich der Anzahl, der Höhe und/oder der Frequenz ihrer Signalpulse (beispielsweise in Form einzelner Spannungspulse). Allerdings ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass sie Simulationssignale um 90° zueinander phasenversetzt und somit zeitlich asynchron sind. Dies ermöglicht das Simulieren von Wegimpulsgeber-Signalen, aus denen in an sich bekannter Weise auf eine Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs geschlossen werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform von Vorrichtung und Verfahren umfasst die Signalerzeugungseinheit eine Recheneinheit, die dazu eingerichtet, das auszugebende Simulationssignal zu berechnen; und/oder eine Speichereinheit, die dazu eingerichtet, Informationen zum Erzeugen des Simulationssignals abzuspeichern.
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Die Recheneinheit kann beispielsweise nach Maßgabe von Benutzereingaben das auszugebende Simulationssignal berechnen, insbesondere in Form einer Wegimpuls- und/oder Signalpulsfolge mit einer entsprechenden Frequenz. Die Benutzereingaben können eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit betreffen bzw. vorgeben, für die ein dazugehöriges Simulationssignal erzeugt und ausgeben werden soll.
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Die Speichereinheit kann wenigstens eine Wegimpuls- und/oder Signalpulsfolge speichern und/oder Informationen zum Erzeugen einer solchen Pulsfolge. Die gespeicherten Informationen können mit einer bestimmten zu simulierenden Fahrgeschwindigkeit assoziiert sein. Nach Maßgabe einer gewünschten zu simulierenden Fahrgeschwindigkeit, welche zum Beispiel über eine entsprechende Benutzereingabe vorgegeben werden kann, kann der dazugehörige Inhalt aus der Speichereinheit ausgelesen werden.
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In einer weiteren Variante von Vorrichtung und Verfahren ist wenigstens eine Optokopplereinheit zum Übertragen des von der Signalerzeugungseinheit erzeugten Simulationssignals an die Schnittstelleneinheit vorgesehen. Hierdurch kann eine galvanische Trennung der Signalerzeugungseinheit und der Schnittstelleneinheit erreicht werden.
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Ferner kann eine Eingabeanordnung zum Eingeben wenigstens einer zu simulierenden Fahrgeschwindigkeit vorgesehen sein. Die Eingabeanordnung kann manuell betätigbar sein. In einer Variante umfasst die Eingabeanordnung wenigstens ein manuell betätigbares Eingabeelement, zum Beispiel in Form einer Taste, eines Schalters und/oder einer berührungsempfindlichen Oberfläche (zum Beispiel einer berührungsempfindlichen Anzeigefläche). Dem Eingabeelement kann wenigstens eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit zugeordnet sein. Diese Fahrgeschwindigkeit kann bei einer Betätigung als zu simulierende Fahrgeschwindigkeit ausgewählt und/oder ausgegeben werden.
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Die Eingabeanordnung kann wenigstens eine Eingabe-Schnittstelle zum Anschließen einer externen Eingabeeinheit umfassen. Bei der externen Eingabeeinheit kann es sich um einen Computer handeln (z.B. einen PC) und/oder um ein hiermit verbundenes Eingabeelement (z.B. eine Maus oder Tastatur). Mittels der externen Eingabeeinheit kann das Eingeben einer gewünschten zu simulierenden Fahrgeschwindigkeit besonders flexibel und aufwandsarm erfolgen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Schienenfahrzeuganordnung, mit:
- - einem Schienenfahrzeug; und
- - einer Wegimpulssimulationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die Wegimpulssimulationsvorrichtung mit einer Steuereinheit des Schienenfahrzeugs gekoppelt oder koppelbar ist. Das Schienenfahrzeug kann auch einen Wegimpulsgeber umfassen, der z.B. zum Wechselwirken mit einem achsmontierten Zahnrad oder vorbeistreichenden Bahnschwellen ausgebildet ist. Die Wegimpulssimulationsvorrichtung kann jedoch dazu ausgebildet sein, unabhängig von dem Wegimpulsgeber Signale zur Simulation einer Fahrgeschwindigkeit zu erzeugen und auszugeben.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einer Steuereinheit (insbesondere von einem oder für ein Schienenfahrzeug) und eine damit gekoppelte oder koppelbare Wegimpulssimulationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Figur erläutert. In Ihrer Art und Funktion übereinstimmende Merkmale können dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es stellt dar:
- 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Wegimpulssimulationsvorrichtung, die ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt.
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In 1 ist ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Wegimpulssimulationsvorrichtung 10 gezeigt. Man erkennt, dass die Wegimpulssimulationsvorrichtung 10 einen Mikroprozessor 12 umfasst, der in an sich bekannter Weise über mehrere Ein- und Ausgänge 14 verfügt. Nicht sämtliche der Ein- und Ausgänge 14 sind in 1 mit einem entsprechenden gesonderten Bezugszeichen versehen. Wie nachstehend ausführlich erläutert, bildet der Mikroprozessor 12 eine Signalerzeugungseinheit 15 der Wegimpulssimulationsvorrichtung 10, mittels der das (reale) Signal eines gewöhnlichen Wegimpulsgebers für eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit durch Ausgeben eines Simulationssignals simuliert wird.
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Der Mikroprozessor 12 ist mit einer Eingabeanordnung 16 verbunden. Die Eingabeanordnung 16 umfasst mehrere manuell betätigbare Eingabeelemente 18 in Form von Drucktasten. Jedes der Eingabeelemente 18 (bzw. jede der Drucktasten) ist mit einer spezifischen zu simulierenden Fahrgeschwindigkeit assoziiert. Im gezeigten Fall können die Eingabeelemente 18 z.B. mit 108 km/h, 60 km/h, 56 km/h, 52 km/h, 20 km/h und 7 km/h assoziiert sein. Je nachdem, welches der Eingabeelemente 18 betätigt wird, wird dem Mikroprozessor 12 somit die entsprechend assoziierte Fahrgeschwindigkeit vorgegeben, die simuliert werden soll.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Eingabeanordnung 16 auch die in 1 gezeigte Eingabe-Schnittstelle 19 umfassen. Im gezeigten Fall ist diese als eine USB-Schnittstelle des Mikroprozessors 12 ausgebildet. Der Mikroprozessor 12 kann somit mit einem externen Eingabegerät gekoppelt werden, wie zum Beispiel einem PC (nicht dargestellt). Über das externe Eingabegerät können ebenfalls zu simulierende Fahrgeschwindigkeiten vorgegeben werden. Zusätzlich oder alternativ kann hierüber auch auf Programmanweisungen oder Speicherinhalte zurückgegriffen werden, die auf dem Mikroprozessor 12 hinterlegt sind.
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Die Wegimpulssimulationsvorrichtung 10 umfasst ferner eine Schnittstelleneinheit 20 zum signalübertragenden Koppeln mit einer Steuereinheit eines Schienenfahrzeugs (nicht dargestellt). Die Schnittstelleneinheit 20 ist im gezeigten Fall als ein Steckverbinder ausgebildet, der mit einer korrespondierenden Verbindungsstruktur des Schienenfahrzeugs elektrisch und mechanisch koppelbar ist. Hierfür umfasst die Schnittstelleneinheit 20 mehrere Verbindungspins bzw. Verbindungspingruppen 22. Die in 1 untersten und obersten Verbindungspingruppen 22 sind dabei nicht mit einer bestimmten Signalleitung verbunden, sondern dienen lediglich dem Herstellen des mechanischen Eingriffs mit der Verbindungsstruktur des Schienenfahrzeugs.
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Der Mikroprozessor 14 ist mit der Schnittstelleneinheit 20 über eine Optokopplereinheit 24 samt vorgeschalteten Widerständen verbunden. Die Optokopplereinheit 24 umfasst vier Optokoppler 26, die jeweils mit einem Verbindungspin bzw. einer Verbindungspingruppe 22 verbunden sind. Die Optokoppler 26 dienen allgemein der galvanischen Trennung von Mikroprozessor 14 und Schnittstelleneinheit 20.
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Im Betrieb wird die Wegimpulssimulationsvorrichtung 10 über die Schnittstelleeinheit 20 mit einer Schnittstelle in einem Schaltschrank eines nicht dargestellten Schienenfahrzeugs gekoppelt. An dieser Schnittstelle sind für gewöhnlich die Wegimpulsgeber des Schienenfahrzeugs angeschlossen, welche deshalb zunächst entkoppelt werden. Die Wegimpulsgeber werden aber an sich in dem Schienenfahrzeug belassen und müssen nicht demontiert werden. Mit anderen Worten werden die Wegimpulsgeber durch Anschließen der Wegimpulssimulationsvorrichtung 10 steuerungstechnisch überbrückt und/oder aus Sicht der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs als Quelle der Wegimpulssignale ersetzt.
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Anschließend gibt ein Benutzer über das Betätigen von einem der Eingabeelemente 18 eine zu simulierende Fahrgeschwindigkeit vor. Der Mikroprozessor 14 bzw. die Signalerzeugungseinheit 15 gibt daraufhin über die Optokopplereinheit 24 ein Signal an die Schnittstelleneinheit 20 aus (d.h. ein Simulationssignal), das dem realen Signal von Wegimpulsgebern des Schienenfahrzeugs bei der entsprechenden Fahrgeschwindigkeit entspricht. In dem gezeigten Fall handelt es sich dabei um ein Rechteckpuls-Spannungssignal mit vorbestimmter Pulshöhe und -frequenz, wobei die Pulsfrequenz je nach der simulierten Fahrgeschwindigkeit variiert. Dieses Simulationssignal wird von der Steuereinheit des Schienenfahrzeugs, die mit der Wegimpulssimulationsvorrichtung 10 verbunden ist, empfangen und dort als tatsächliches Fahrgeschwindigkeitssignal interpretiert.
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Um das entsprechende Simulationssignal auszugeben, kann der Mikroprozessor 14 eine Speichereinheit umfassen, in der entsprechende Signalformen und/oder -parameter für die jeweiligen zu simulierenden Fahrgeschwindigkeiten abgespeichert sind. Diese Informationen können dann nach Maßgabe einer Betätigung von einem der Eingabeelemente 18 ausgelesen werden.
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Weiterhin ist die gezeigte Wegimpulssimulationsvorrichtung 10 dazu eingerichtet, über jeweils zwei der Optokoppler 26 und den damit zusammenhängenden Verbindungspins bzw. Verbindungspingruppen 22 ein erstes und zweites Simulationssignal auszugeben. Diese Simulationssignale entsprechen jeweils dem realen Signal eines der Wegimpulsgeber während der zu simulierenden Fahrgeschwindigkeit. Genauer gesagt wird über die in 1 oberen zwei Optokoppler 26 und den damit zusammenhängenden Verbindungspins bzw. Verbindungspingruppen 22 ein Simulationssignal zur Simulation des realen Signals eines ersten Wegimpulsgebers und über die beiden unteren Optokoppler 26 und den damit zusammenhängenden Verbindungspins bzw. Verbindungspingruppen 22 ein Simulationssignal zur Simulation des realen Signals eines zweiten Wegimpulsgebers ausgegeben. Die Simulationssignale sind dabei hinsichtlich der Pulsfrequenz und Pulshöhe identisch. Allerdings sind sie um 90° zueinander phasenversetzt, um in an sich bekannter Weise das Vorliegen einer bestimmten Fahrrichtung simulieren zu können.
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Insgesamt kann somit aufwandsarm und unter Verzicht auf elektromotorisch angetriebene Wegimpulsgeneratoren sowie ohne eine vollständige Demontage der Wegimpulsgeber eine Fahrgeschwindigkeit simuliert werden. Darauf basierend können im Wartungsbetrieb bestimmte Funktionen des Schienenfahrzeugs überprüft werden, ohne dass das Schienenfahrzeug bewegt werden muss und ohne das bisherige Wegimpulsgeneratoren erforderlich sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006047365 A1 [0003]
