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Title:
CONTROL UNIT AND METHOD FOR ACTUATING A DOOR DRIVE MOTOR FOR A DOOR OF A RAIL VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/063775
Kind Code:
A1
Abstract:
The approach presented here discloses a control unit (110) for actuating a door drive motor (115) for a door (120) of a rail vehicle (100). The control unit (110) comprises at least one read-in interface (140) for reading in a blocking signal (145), a position signal (150) and/or a torque signal (155), wherein the blocking signal (145) represents blocking of opening of the door (120) of the rail vehicle (100), the position signal (150) represents a position, condition and/or a rotation angle of a shaft (130) of the door drive motor (115), and the torque signal (155) represents a torque of the door drive motor (115) and/or a force which is applied by the door drive motor (115). The control unit (110) further comprises a determination unit (160) for determining an actuation signal (165) for actuating the door drive motor (115) using the blocking signal (145) and the position signal (150) and/or the torque signal (155). Finally, the control unit (110) comprises an actuating unit (110) which is designed in order to actuate the door drive motor (115) using the actuation signal (165).

Inventors:
JETZINGER, Peter (Am Eichberg 4, 4470 Enns, 4470, AT)
WITZELNIG, Thomas (Am Bach 598, 3353 Biberbach, 3353, AT)
KRONSTEINER, Leopold (Schulstraße 37, 3332 Rosenau/Sonntagberg, 3332, AT)
ILLETSCHKO, Markus (Schaltberg 17, 3323 Neustadtl, 3323, AT)
HUBER, Johann (Nelkenstraße 11, 3355 Ertl, 3355, AT)
Application Number:
EP2018/076430
Publication Date:
April 04, 2019
Filing Date:
September 28, 2018
Export Citation:
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Assignee:
KNORR-BREMSE GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG (Beethovengasse 43-45, 2340 Mödling, 2340, AT)
International Classes:
E05F15/40; E05F15/70; H02H7/085
Domestic Patent References:
WO2010100988A12010-09-10
Foreign References:
US5226370A1993-07-13
EP2466042A22012-06-20
EP1849949A22007-10-31
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
AURIGIUM LEISCHNER & LUTHE PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (Robert-Koch-Str. 2, Planegg, 82152, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Steuereinheit (1 10) zur Ansteuerung eines Türant ebsmotors (1 15) für eine Türe (120) eines Schienenfahrzeugs (100), wobei die Steuereinheit (1 10) zumindest die folgenden Merkmale aufweist:

- eine Einleseschnittstelle(140) zum Einlesen eines Sperrsignals (145), eines Positionssignals (150) und/oder eines Momentensignals (155), wobei das Sperrsignal (145) eine Sperrung der Öffnung der Türe (120) des Schienenfahrzeugs (100) repräsentiert, das Positionssignal (150) eine Position, Lage und/oder einen Drehwinkel einer Welle (130) des Türanthebsmotors (1 15) repräsentiert und das Momentensignal (155) ein Drehmoment des Türanthebsmotors (1 15) und/oder eine von dem Türantriebsmotor (1 15) aufgebrachte Kraft repräsentiert; und

- eine Ermittlungseinheit (160) zum Ermitteln eines Ansteuersignais (165) zur Ansteuerung des Türanthebsmotors (1 15) unter Verwendung des Sperrsignals (145) und des Positionssignals (150) und/oder des Momentensignals (155); und

- eine Ansteuereinheit (1 10), die ausgebildet ist, um den Türantriebsmotor (1 15) unter Verwendung des Ansteuersignais (165) anzusteuern.

2. Steuereinheit (1 10) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Ermittlungseinheit (160) ausgebildet ist, um das Ansteuersignal (165) derart zu ermitteln, dass ein Schließen der Türe (120) des Schienenfahrzeugs (100) durch den Türantriebsmotor (1 15) angesteuert wird.

3. Steuereinheit (1 10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleseschnittstelle(140) ausgebildet ist, um als Momentensignal (155) ein Signal einzulesen, das auf einem Messwert (ia, ib, ic) eines Stromflusses durch eine Spule des Türanthebsmotors (1 15) basiert.

4. Steuereinheit (1 10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (160) ausgebildet ist, um das Ansteuersignal (165) dann zu ermitteln, wenn das Sperrsignal (145) einen Zustand repräsentiert, in dem die Türe (120) des Schienenfahrzeugs (100) zur Öffnung gesperrt ist und/oder das Momentensignal (155) einen aktuellen Betrieb des Türantriebsmotors (1 15) zum Verbringen der Türe (120) des Schienenfahrzeugs (100) in einen geschlossenen Zustand repräsentiert und/oder das Positionssignal (150) eine Drehrichtung der Welle (130) des Türantriebsmotors (1 15) zum Verbringen der Türe (120) des Schienenfahrzeugs (100) in den geschlossenen Zustand repräsentiert.

5. Steuereinheit (1 10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (1 10) ausgebildet ist, um den Türantriebsmotor (1 15) von einer Versorgungsspannung abzukoppeln, wenn das Sperrsignal (145) und as Positionssignal (150) und/oder das

Momentensignal (155) in einem vorbestimmten Zusammenhang zueinander stehen.

6. Steuereinheit (1 10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleseschnittstelle(140) ausgebildet ist, um als Positionssignal (150) zumindest zwei Positionssensorsignale einzulesen, die die von je einem unabhängig erfassenden Sensor (200a, 200b) erfasste Position, Lage und/oder einen Drehwinkel der Welle (130) des Türantriebsmotors (1 15) repräsentieren und/oder um als Momentensignal (155) zumindest zwei

Momentensensorsignale (155) einzulesen, die das von je einem unabhängig voneinander erfassenden Sensor erfasstes Drehmoment des Türantriebsmotors (1 15) repräsentiert.

7. Steuereinheit (1 10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (160) ausgebildet ist, um zumindest zwei auf unabhängig voneinander erfassten Signalen basierende Ansteuersignale (165) zu ermitteln und wobei die Ansteuereinheit (1 10) ausgebildet ist, um je eines der Ansteuersignale (165) einem von in Reihe geschalteten Schaltern (250, T-i , ... T6) zu beaufschlagen, wobei die in Reihe geschalteten Schalter (250, T-i , ... T6) ausgebildet sind, um eine Verbindung des Türantriebsmotors (1 15) mit einer Versorgungsleitung (260) herzustellen.

8. Steuereinheit (1 10) gemäß Anspuch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

Ansteuereinheit (1 10) ausgebildet ist, die Ansteuersignale (165) durch eine logische UN D-Verknüpfung zur verknüpfen.

9. Steuereinheit (1 10) gemäß Anspuch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (1 10) ausgebildet ist, einen ersten der in Reihe geschalteten Schalter (250, T-i , ... T6) innerhalb eines Toleranzbereichs früher zu schließen oder zu öffnen, als einen zweiten der Schalter (250, T-i , ... T6).

10. Steuereinheit (1 10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (160) ausgebildet ist, als

Ansteuersignal (165) ein PWM-Signal auszugeben. 1 1 . Verfahren (1000) zum Ansteuern eines Türantriebsmotors (1 15) für eine Türe (120) eines Schienenfahrzeugs (100), wobei das Verfahren (1000) zumindest die folgenden Schritte aufweist:

- Einlesen (1010) eines Sperrsignals (145), und eines Positionssignals (150) und/oder eines Momentensignals (155), wobei das Sperrsignal (145) eine Sperrung der Öffnung der Türe (120) des Schienenfahrzeugs (100) repräsentiert, das Positionssignal (150) eine Position, Lage und/oder einen Drehwinkel einer Welle des Türantriebsmotors (1 15) repräsentiert und das Momentensignal (155) ein Drehmoment des Türantriebsmotors (1 15) und/oder eine von dem Türantriebsmotor (1 15) aufgebrachte Kraft repräsentiert; und

- Ermitteln (1020) eines Ansteuersignais (165) zur Ansteuerung des

Türantriebsmotors (1 15) unter Verwendung des Freigabesignals und des Positionssignals (150) und/oder des Momentensignals (155); und

- Ansteuern (1030) des Türantriebsmotors (1 15) unter Verwendung des

Ansteuersignais (165).

12. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (1000) gemäß Anspruch 1 1 auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern. Maschinenlesbares Speichernnediunn, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.

Description:
BESCHREIBUNG

Steuereinheit und Verfahren zur Ansteuerung eines Türantriebsmotors für eine Türe eines Schienenfahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinheit und ein Verfahren gemäß den Hauptansprüchen. Die vorliegende Erfindung findet insbesondere im Bereich der Türöffnungssysteme für Schienenfahrzeuge Einsatz.

Aufgrund der Sicherheitsanforderung an ein Türsystem und dem verwendeten

Verriegelungskonzept, bei dem eine Verriegelung und Türbewegung mit einem Motor betrieben wird, z. B. Totpunkt- oder Übertotpunktverriegelungen, ist es oftmals notwendig in einem nicht freigegebenen Zustand der Türe den Motor von der

Energieversorgung zu trennen, um ein fehlerhaftes Losfahren des Türantriebsmotors zu vermeiden. Erweiterte Anforderungen an das Türsystem erfordern weiterhin einen eingeschränkten Betrieb (speziell bei der Ansteuerung bzw. Bewegung in Schließ-

Richtung und beim Bremsen) des (Türantrieb-) Motors im nicht freigegebenen Zustand (der vorliegend auch als Sperrzustand betrachtet werden kann). Dies ist z .B. notwendig um eine Notbetätigung des Einstiegssystems zu erschweren oder gar zu verhindern.

Denkbar ist ferner ein Trennen des (Türantriebs-)Motors von der Energieversorgung im nicht freigegebenen Zustand. Auch ist der Einsatz von DC-Motoren anstatt EC-Motoren (d. h., bürstenlosen Gleichsptrommotoren) denkbar, bei welchen eine Ansteuerung mit einem Sicherheitsrelais gekappt wird. Vor diesem Hintergrund wird mit dem vorliegenden Ansatz eine neuartige Steuereinheit zur Ansteuerung eines Türantriebsmotors für eine Türe eines Schienenfahrzeugs vorgestellt, wobei die Steuereinheit zumindest die folgenden Merkmale aufweist:

eine Einleseschnittstelle zum Einlesen eines Sperrsignals und eines

Positionssignals und/oder eines Momentensignals, wobei das Sperrsignal eine vorliegende Sperre für ein Öffnen der Türe des Schienenfahrzeugs repräsentiert, das Positionssignal eine Position, Lage und/oder einen Drehwinkel einer Welle des Türantriebsmotors repräsentiert und/oder das Momentensignal ein Drehmoment des Türantriebsmotors und/oder eine von dem Türantriebsmotor aufgebrachte Kraft die die Türe repräsentiert; und

eine Ernnittlungseinheit zum Ermitteln eines Ansteuersignais zur Ansteuerung des Türantriebsmotors unter Verwendung des Sperrsignals und des Positionssignals und/oder des Momentensignals; und

eine Ansteuereinheit, die ausgebildet ist, um den Türantriebsmotor unter

Verwendung des Ansteuersignais anzusteuern.

Unter einem Sperrsignal kann ein Signal verstanden werden, das eine Sperre oder ein Schließen der Tür des Schienenfahrzeugs repräsentiert oder entsprechend ansteuert. Unter einer Ermittlungseinheit kann eine Signalverarbeitungseinheit verstanden werden, die das Sperrsignal, das Positionssignal und das Momentensignal oder davon

abgeleitete Werte miteinander entsprechend einer Verarbeitungsvorschrift verknüpft, um hieraus das Ansteuersignal zu erhalten. Beispielsweise kann bei dem Vorliegen einer durch das Sperrsignal repräsentierten Sperre der Tür des Schienenfahrzeugs und bei einem, durch das Momentensignal repräsentierten vom Türantriebsmotor

ausgeübten Moment auf die Tür oder von einem Fahrgast auf die Tür ausgeübtes Moment über die Kopplung mit dem Türantriebsmotor erfasst werden, um den

Türantriebsmotor entsprechend anzusteuern, damit die Tür des Schienenfahrzeugs sicher, jedoch unfallfrei geschlossen werden kann. Hierzu kann auch das

Positionssignal verwendet werden, das einen Zustand, eine Position und/oder eine Lage der Welle des Türantriebsmotor repräsentiert und somit einen Hinweis für die Ermittlungseinheit gibt, für wie lange oder für welchen Verfahrweg der Türantriebsmotor durch das Ansteuerssignal anzusteuern oder zu betreiben ist.

Unter einem Steuergerät oder synonym einer Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in

Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte

Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Ansteuerung eines Türantriebsmotors einer Tür eines Schienefahrzeugs. Hierzu kann das

Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie Signale eines Strom- oder

Momentensensors des Türantriebsmotors und/oder einem Positionssignal zur

Signalisierung einer Orientierung, Lage, eines Drehwinkels und/oder Position einer Welle des Türantriebsmotors und einem über einen Schalter oder eine Bedieneinheit ausgegebenes Sperrsignal zur Signalisierung eines gesperrten Zustand einer Türe des Schienenfahrzeugs zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie beispielsweise den Türantriebsmotor selbst und/oder zumindest einen Schalter, der den

Türantriebsmotor mit einer Energieversorgungsleitung verbindet oder von der

Energieversorgungsleitung trennt.

Der hier vorgeschlagene Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass bei dem Vorliegen eines Sperrsignals oder alternativ eines (inversen bzw. negierten) Freigabesignals nicht mehr der Türantriebsmotor vollständig von der Versorgungsquelle zu trennen ist und somit keine Funktion mehr hat, sondern dass durch die besondere Ansteuerung unter Berücksichtigung des Sperrsignals und des Positionssignals und/oder des

Momentensignals die Türe des Schienenfahrzeugs sehr präzise und denoch dem konkret vorliegenden Szenario passend angesteuert werden kann. Die Verwendung der vorstehend genannten Signale bietet dabei vorteilhaft die Möglichkeit, das aktuelle Einsatzszenario detailliert abbilden zu können, sodass der hier vorgeschlagene Ansatz vorteilhaft sehr flexibel in unterschiedlichen Szenarien eingesetzt werden kann und dennoch eine hohe Fahrgastsicherheit als auch einen hohen Fahrgastkomfort sicherstellt. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei dem die Ermittlungseinheit ausgebildet ist, um das Ansteuersignal derart zu ermitteln, dass ein Schließen der Türe des Schienenfahrzeugs durch den Türantriebsmotor angesteuert wird. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, insbesondere beim Halt des Schienenfahrzeugs am Bahnhof oder beim Schließen der Türen des Schienenfahrzeugs am Bahnhof, eine besonders schnelle und sichere Abfertigung des Schienenfahrzeugs zu ermöglichen. Günstig ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei dem die Einleseschnittstelle ausgebildet ist, um als Momentensignal ein Signal einzulesen, das auf einem Messwert eines Stromflusses durch eine Spule oder Wicklung des Türantriebsmotors basiert. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, dass auf die Verwendung eines separaten

Momentensensors verzichtet werden kann und das entsprechend vom

Türantriebsmotor ausgeübte Moment oder von einem Fahrgast auf die Tür des

Schienenfahrzeugs ausgeübtes Moment mit technisch einfachen Mitteln zuverlässig erkennen und verarbeiten zu können. Eine solche Umrechnung des Stromflusses in ein Moment kann hierbei entweder in der Einleseschnittstelle selbst oder in einer Ansteuer- bzw. Signalausgabeschaltung des Türantriebsmotors implementiert sein.

Besonders sicher in Bezug auf einen Fahrgastkomfort bzw. die Fahrgastsicherheit ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der die

Ermittlungseinheit ausgebildet ist, um das Ansteuersignal dann zu ermitteln, wenn das Sperrsignal einen Zustand repräsentiert, in dem die Türe des Schienenfahrzeugs zur Öffnung gesperrt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Momentensignal einen aktuellen Betrieb des Türantriebsmotors zum Verbringen der Türe des

Schienenfahszeugs in einen geschlossenen Zustand repräsentieren und/oder das Positionssignal eine Drehrichtung der Welle des Türantriebsmotors zum Verbringen der Türe des Schienenfahrzeugs in den geschlossenen Zustand repräsentieren. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, einer zuverlässigen Erkennung eines Szenarios, bei dem die Türe des Schienenfahrzeugs in einen geschlossenen Zustand verbracht werden soll oder in einem solchen

geschlossenen Zustand verbleiben soll.

Ist sichergestellt, dass die Tür in einen vorbestimmten Zusammenhang bzw. eine bestimmte Konstellation des Sperrsignals und des Positionssignals und/oder des Momentensignals definiert ist, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes die Ansteuereinheit ausgebildet sein, um den Türantriebsmotor von einer Versorgungsspannung abzukoppeln, wenn das Sperrsignal, das Positionssignal und das Momentensignal in einem vorbestimmten Zusammenhang stehen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass bei einem Vorliegen eines gewünschten Öffnungszustands bzw. Schließzustands der Tür des Schienenfahrzeugs durch das Abkoppeln des Türantriebsmotors von einer Versorgungsspannung einerseits dieser gewünschte Zustand fixiert werden kann und andererseits Energie eingespart werden kann. Damit der hier vorgeschlagene Ansatz besonders sicher und präzise funktioniert, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes die

Einleseschnittstelle ausgebildet, um als Positionssignal zumindest zwei

Positionssensorsignale einzulesen, die die von je einem unabhängig erfassenden Sensor erfasste Position, Lage und/oder einen Drehwinkel der Welle des

Türantriebsmotors repräsentieren und/oder um als Momentensignal zumindest zwei Momentensensorsignale einzulesen, die das von je einem unabhängig voneinander erfassenden Sensor erfasste Drehmoment des Türantriebsmotors repräsentiert. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil einer besonders sicheren und zuverlässigen Erfassung der jeweils betreffenden

physikalischen Größen. Auf diese Weise lässt sich die Störsicherheit bei der

Ansteuerung der Tür des Schienenfahrzeugs optimieren.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes lässt sich eine sehr sichere und fehlerfreie Ansteuerung des Türantriebsmotors dadurch realisieren, dass die Ermittlungseinheit ausgebildet ist, um zumindest zwei auf unabhängig voneinander erfassten Signalen basierende Ansteuersignale zu ermitteln und wobei die Ansteuereinheit ausgebildet ist, um je eines der Ansteuersignale einem von in Reihe geschalteten Schaltern zu beaufschlagen, wobei die in Reihe geschalteten Schalter ausgebildet sind, um eine Verbindung des Türantriebsmotors mit einer

Versorgungsleitung herzustellen. Eine solche Ausführungsform stellt sicher, dass die Ansteuerung des Türantriebsmotors plausibilisiert oder abgesichert werden kann, sodass die Ansteuerung auch entsprechend den geforderten Spezifikationen sicher durchgeführt werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann die Ansteuereinheit ausgebildet sein, einen ersten der in Reihe geschalteten Schalter innerhalb eines Toleranzbereichs früher zu schließen oder zu öffnen, als einen zweiten der Schalter. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Schalters bietet den Vorteil, eine Zeitspanne eines Undefinierten Betriebszustand des Türantriebsmotors während des Schaltvorgangs der beiden Schalter möglichst klein zu halten und somit die gewünschte Funktionalität bei der Ansteuerung des Türantriebsmotors möglichst schnell sicherzustellen.

Von Vorteil ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei dem die Ermittlungseinheit ausgebildet ist, als Ansteuersignal ein PWM-Signal auszugeben. Unter einem PWM-Signal kann ein pulsweiten-moduliertes Signal verstanden werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil einer sehr präzisen und fein einstellbaren Ansteuerung des

Türantriebsmotors.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes wird auch ein Verfahren zum Ansteuern eines Türantriebsmotors für eine Türe eines

Schienenfahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:

Einlesen eines Sperrsignals und eines Positionssignals und/oder eines

Momentensignals, wobei das Sperrsignal eine Sperrung der Öffnung der Türe des Schienenfahrzeugs repräsentiert, das Positionssignal eine Position, Lage und/oder einen Drehwinkel einer Welle des Türantriebsmotors repräsentiert und das

Momentensignal ein Drehmoment des Türantriebsmotors und/oder eine von dem Türantriebsmotor aufgebrachte Kraft repräsentiert; und

Ermitteln eines Ansteuersignais zur Ansteuerung des Türantriebsmotors unter Verwendung des Sperrsignals und des Positionssignals und/oder des

Momentensignals; und

Ansteuern des Türantriebsmotors unter Verwendung des Ansteuersignais. Auch durch eine solche Ausführungsform lassen sich die vorstehend genannten

Vorteile effektiv und mit technisch einfachen Mitteln realisieren.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

In der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs, in der eine

Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 2 eine schematische Blockschaltbilddarstellung der Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer redundanten Ansteuerung;

Fig. 4 eine Darstellung einer Verknüpfungsmöglichkeit von Signalen;

Fig. 5 ein Diagramm, in dem eine Bewegung der Türe des Schienenfahrzeugs in

Abhängigkeit von einem Moment Mo und einer Drehrate η dargestellt ist;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer

Konfiguration eines Sicherheitskreises sowie eines Appliktionskreises;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer

Konfiguration des Sicherheitskreises sowie des Appliktionskreises; Fig. 8 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer

Konfiguration des Sicherheitskreises sowie des Appliktionskreises;

Fig. 9 eine Darstellung einer Verschaltungsmöglichkeit von Transistoren als Schaltern; und Fig. 10 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum

Ansteuern eines Türantriebsmotors für eine Türe eines Schienenfahrzeugs.

Gleiche oder ähnliche Elemente werden in den unterschiedlichen Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen, um eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente zu vermeiden.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs 100, in der eine Steuereinheit 1 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Die Steuerungseinheit 1 10 die beispielsweise zur Ansteuerung eines Türantriebsmotors 1 15, der beispielsweise als bürstenloser Gleichstrommotor (EC-

Motor) ausgelegt und ausgebildet ist, um eine Türe 120 des Schienenfahrzeugs 100 zu öffnen oder zu schließen, wie es anhand des Doppelpfeils 125 in der Fig. 1 dargestellt ist. Hinzu ist der Türantriebsmotor 1 15, genauer eine Welle 130 des Türantriebsmotors 1 15 mittels eines Wirkgetriebes 135 mit der Türe 120 mechanisch verbunden, sodass ein Moment, welches vom Türantriebsmotor 1 15 bereitgestellt wird, über die Welle 130 und das Wirkgetriebe 135 auf die Tür 120 übertragen wird, sodass die Tür 120 ansprechend auf den Betrieb des Türantriebsmotors 1 15 geöffnet oder geschlossen wird.

Um nun die Tür 120 des Schienenfahrzeugs 100 entsprechend bestimmten Vorgaben für eine Sicherheit von Fahrgästen des Schienenfahrzeugs 100 und/oder einem Komfort der Fahrgäste des Schienenfahrzeugs 100 zu betreiben, wird nun die Steuereinheit 1 10 entsprechend dem hier vorgestellten Ansatz ausgestaltet. Insbesondere weist die Steuereinheit 1 10 eine Einleseschnittstelle 140 auf, über welche mehrere Signale in die Steuereinheit 1 10 eingelesen werden. Beispielsweise wird über die Einleseschnittstelle 140 ein Sperrsignal 145 eingelesen, welches beispielsweise einen gesperrten Zustand der Türe 120 repräsentiert, also dass die Türe 120 zu schließen ist, wenn sie geöffnet ist, oder nicht geöffnet werden kann, wenn sie geschlossen ist. Dieses Sperrsignal 145 kann beispielsweise durch eine manuelle Betätigung eines Bedienelementes 148 vom Bedienstand des Schienenfahrzeugs 100 erzeugt oder bereitgestellt werden. Ferner wird über die Einleseschnittstelle 140 ein Positionssignal 150 in die Steuereinheit 1 10 eingelesen, die eine Lage, einen Drehwinkel oder eine Position der Welle 130 des Türantriebsmotors 1 15 repräsentiert. Aus diesem Positionssignal 150 lässt sich somit indirekt bei Berücksichtigung des Wirkgetriebes 135 erkennen, welche Wegstrecke die Türe 120 bereits innerhalb eines maximal möglichen Bewegungsbereichs zurückgelegt hat bzw. welchem Öffnungsgrad die Türe 120 aktuell eingenommen hat. Ferner wird über die Einleseschnittstelle 140 noch ein Momentensignal 155 eingelesen, dass ein Moment und/oder eine Kraft repräsentiert, welches bzw. welche von dem

Türantriebsmotor 1 15, genauer gesagt der Welle 130, über das Wirkgetriebe 135 auf die Türe 120 wird. Das Momentensignal 155 es sich hierbei durch einen Stromfluss durch Wicklungen des Türanthebsmotorsl 15 erfassen oder ermitteln, da der Strom durch die Wicklungen des Türantriebsmotors 1 15 meist proportional zu einer Kraft bzw. dem Drehmoment ist, welches vom Türantriebsmotor 1 15 abgegebenen wird.

Unter Kenntnis des Sperrsignals 145 und des Positionssignals 150 und/oder des Momentensignals 155 wird nun entsprechend einer vordefinierten, nachfolgend noch näher beschriebenen Verarbeitungsvorschrift in einer Ermittlungseinheit 160 ein

Ansteuersignal 165 ermittelt und dieses einer Ansteuereinheit 170, beispielsweise einen Treiber oder Inverter, zur Verfügung gestellt. Die Ansteuereinheit 170 steuert dann, ansprechend auf das Ansteuersignal 165, den Türantriebsmotor 1 15 an, sodass beispielsweise der Türantriebsmotor 1 15 mit einer dem Ansteuersignal 165

entsprechende Energie versorgt wird. Mit den vorgestellten Sicherheitskonzepten ist ein sicherer Betrieb des EC Motors im nicht freigegebenen Zustand möglich.

Fig. 2 zeigt eine schematische Blockschaltbilddarstellung der Steuereinheit 1 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Steuereinheit 1 10 umfasst wiederum die Einleseschnittstelle 140 zum Einlesen des Sperrsignals 145, des

Positionssignals 150 sowie des Momentensignals 155, welche der Ermittlungseinheit 160 zugeführt werden. Das Sperrsignal 145 kann auch als negiertes bzw. invertiertes Freigabesignal betrachtet werden, d.h., das Sperrsignal 145 kann einem ersten, für den hier vorgestellten Ansatz relevanten Zustand aufweisen, der eine Sperrung der Türe 120 signalisiert und einem zweiten, hier nicht relevanten Zustand aufweisen, der eine Freigabe der Türe 120 zur Öffnung signalisiert. Das Positionssignal 150 kann

vorliegend beispielsweise durch zwei separate Positionssensor(teil)signale gebildet sein, die durch die beiden unabhängig voneinander messenden Positions- oder

Lagesensoren 200a bzw. 200b die Position, Lage und/oder den Drehwinkel der Welle 130 des Türantriebsmotors 1 15 erfassen und ein entsprechendes Signal als

Positionssignal 150 ausgeben. Auf diese Weise kann eine Störung minimiert werden, wenn beispielsweise einer der Sensoren 200 fehlerhaft arbeitet oder ausfällt. Das Momentensignal 155 kann einem Stromfluss durch einen oder mehrere der

Energiezuführungsleitungen 210 des Türantriebsmotors 1 15 repräsentieren, aus welchem dann ein Moment durch eine Kraft ermittelt oder rückgeschlossen werden kann, die von der Welle 130 des Türantriebsmotors 1 15 abgegeben wird. Die

Ermittlungseinheit 160 umfasst beispielsweise eine Beobachtereinheit 220 und einem MikroController 230 (μθ).

Die Ansteuereinheit 170 umfasst einen Inverter 240 sowie einen Schalter 250, der den Inverter 240 mit beispielsweise einer von mehreren Versorgungsleitungen 260 koppeln kann.

Die Beobachtereinheit 220 der Ermittlungseinheit 160 kann nun auf der Basis des Sperrsignals 145, des Positionssignals 150 sowie des Momentensignals 155 ein

Schaltersignal 270 als Teil des Ansteuersignais 165 ausgeben, um beispielsweise Schalter 250 zu öffnen oder zu schließen. Der MikroController 230 der

Ermittlungseinheit 160 kann auf der Basis des Positionssignals 150 und des

Sperrsignals 145 ein Invertersignal 280 als weiteren Teil des Ansteuersignais 165 bereitstellen, um den Inverter 240 derart anzusteuern, dass aus Energie aus den Versorgungsleitungen 260 eine phasenrichtige Ansteuerung von entsprechenden

Strömen über die Energiezuführungsleitungen 210 an den Türantriebsmotor 1 15 erfolgt. Der am Ausführungsbeispiel der Fig. 2 vorgestellte Ansatz nutzt somit ein (hier negiertes) Freigabesignal, welches einem Türsystem erlaubt zu öffnen, wobei ein Wert dieses Freigabesignals verwendet wird, der einen gesperrten Zustand der Türe repräsentiert. Weiterhin ist ein Türantriebsmotor 1 15, beispielsweise ein der Form eines EC-Motors vorgesehen, der als elektronisch kommutierter Elektromotor ausgestaltet ist. Um nun diesen EC-Motor anzusteuern, wird der Inverter 240 verwendet, der hier beispielsweise in der Form einer Transistorschaltung zur Ansteuerung des EC-Motors ausgebildet ist. Der Inverter 240 bezieht eine elektrische Energie zum Betreiben des Türantriebsmotors 1 15 von Versorgungsleitungen 260, die somit eine elektrische Versorgung zum Antreiben des EC-Motors realisieren. Um das vom Motor 1 15 auf die Türe 120 ausgeübte Moment bze. eine entsprechende Kraft erfassen bzw. ermitteln zu können, ist ferner eine Strommessung implementiert, die als Einrichtung zur Messung des Stroms in den Energiezuführungsleitungen 210 ausgelegt ist. Die Orientierung, Position bzw. Lage der Welle 130 kann durch die Sensoren 200a bzw. 200b erfolgen, die eine Einrichtung zur Messung der Motorwellenlage zur Positionsmessung

implementieren.

Die Beobachtereinheit 220 berechnet beispielsweise aus dem Positionssignal 150 und aus dem Stromsignal abgeleiteten Momentensignal 155 den Betriebszustand des Motors 1 15 und trennt bei Erkennen eines falschen Betriebszustands den Motor 1 15 von den Versorgungsleitungen 260 mithilfe des Schalters 250. Alternativ erhalten der Mikrocontroller 230 ( C) von einem ersten Positionssensor 200a der Sensoren 200 das Positionssignal 150 und die Beobachtereinheit 220 das Positionssignal 150 von einem zweiten Positionssensor 200b der Sensoren 200. Alternativ oder zusätzlich wird die Strommessung bzw. das Momentensignal 155 auch dem Mikrocontroller 230 ( C) zur Verfügung gestellt bzw. erhält der Mikrocontroller 230 C das als Momentensignal 155 wirkende Stromsignal von einer ersten Stromsensorik 200a und die Beobachtereinheit 220 das als Momentesignal 155 wirkende Stromsignal von einer zweiten Stromsensorik 200b. Auf diese Weise lassen sich in der Ermittlungseinheit 160 zwei unabhängige Kanäle zur Verarbeitung und Ansteuerung von weiteren Komponenten der

Steuereinheit 1 10 bzw. des Türantriebsmotors 1 15 realisieren, die sich in einer

Verbesserung der Störsicherheit beim Betrieb der Steuereinheit 1 10 niederschlägt. Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinheit 1 10 gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer redundanten Ansteuerung. Hierbei wird im Unterschied zu der Darstellung aus der Fig. 2 nun der Mikrocontroller 230 als erster Kanal Chi und die Beobachtereinheit 220 als zweiter Kanal Ch2 verwendet. Ferner umfasst die Ansteuereinheit 170 Halbbrücken 300 (wobei in der fi. 3 aus Gründer der Übersichtlichkeit lediglich eine Halbbrücke 300 abgebildet ist), die ausgebildet sind, die je zwei in Reihe geschalteten Schalter 250 in einem Halbstrang 310 aufweisen, um den Türantriebsmotor 1 15 (bzw. den Motor M) mit je einer der Versorgungsleitungen 260 zu verbinden. Hierbei können, je nach

Phasenanzahl des Türantriebsmotors 1 15, mehrere der in der Fig. 3 an einem einzigen Beispiel exemplarisch dargestellten Halbbrücke 300 in der Antseuereinheit 170 vorgesehen sein. Die Beobachtereinheit 220 (Kanal 2, Ch2) und der Mikrocontroller 230 (Kanal 1 , Chi ) sind ausgebildet, um je einen der zwei in Reihe geschalteten Schalter 250 pro Halbstrang 310 in einen durchgeschalteten einen gesperrten Zustand zu schalten. Hierzu können die Beobachtereinheit 220 und der Mikrocontroller 230

(ansprechend auf das Sperrsignal 145 und vorliegend auf das Positinossignal 150 eines der Sensoren 200a bzw. 200b) jeweils ein Ansteuersignal 165 zu einem der Schalter 250 in einem der Halbstränge 310 aussenden, um diese zu schalten. Verwendet werden gemäß dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Steuereinheit 100 nun das Sperrsignal 145 und das Positionssignal 150 zur Ermittlung des

Ansteuersignais in der Ermittlungseinheit 160, die als erste Steuerung oder Regelung den Mikrocontroller 230 und als zweite Steuerung oder Regelung die Beobachtereinheit 220 aufweist, wobei die Beobachtereinheit 220 und der Mikrocontroller 230 auf einer Platine aufgebaut werden können.

Die Schalter 250 können gemäß dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel als Transistoren realisiert sein. Auf diese Weise kann eine zweifache Ausführung der Halbbrückentransistoren als Schalter 250, wobei immer ein Transistor als Schalter 250 des halben Stranges 310 der Halbbrücke 300 von der ersten Steuerung oder Regelung (Kanal 1 , Chi ) im nicht freigegebenen Zustand angesteuert wird und der andere

Transistor als Schalter 250 des halben Stranges 310 von der zweiten Steuerung oder Regelung (Kanal 2, Ch2) im nicht freigegebenen Zustand angesteuert wird. In derselben Weise erfolgt dies auch für die in der Fig. 3 nicht dargestellten zweiten Halbbrücke und der dritten Halbbrücke, wie sie üblicherweise zu Ansteuerung von EC- Motoren als Beispiels des Türantriebsmotors 1 15 verwendet wird.

Durch die Serienschaltung der Transistoren als Schalter 250 sollten immer beide Transistoren leiten um den halben Strang 310 der Halbbrücke 300 zu schalten, was zu einem sicheren Ansteuern des EC-Motors M führt. Für das Schalten der Transistoren wird das Motorwellenpositionssignal, d. h., das hier so bezeichnete Positiosssignal 150 benötigt, welches der ersten Steuerung oder Regelung (Chi bzw. 230) von einer ersten Positionssensorik 200a zur Verfügung gestellt wird und der zweiten Steuerung oder Regelung (Ch2, 220) von einer zweiten Positionssensorik 200b zu Verfügung gestellt wird. Alternativ kann das Positionssignal 150 für das Schalten der Transistoren auch von einer gemeinsamen Positionssensorik 200 zur Verfügung gestellt werden.

Alternativ kann auch ein Wert einer Strommessung als Hilfsgröße bzw. als

Momentensignal 155 für das Schalten der Transistoren verwendet werden, was jedoch in der Fig. 3 nicht näher dargestellt ist. Alternativ kann auch eine erste Strommessung als Hilfsgröße bzw. Momentensignal für die erste Steuerung oder Regelung (Chi , 230) und eine zweite Strommessung als Momenteisgnal als Hilfsgröße für die zweite

Steuerung (Ch2, 220) angewandt werden.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer Verknüpfungsmöglichkeit von Signalen einer bei der alternativ zur vorstehenden Vorgehensweise anstatt zwei Transistoren im halben Strang 310 der Halbbrücke 300 auch ein Transistor als Schalter 250 mit einer vorgesetzten UND-Verknüpfungseinheit 400 der Signale aus der ersten Steuerung (Chi , 230) und der zweiten Steuerung (Ch2, 220) verwendet werden kann.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen der ersten Positionssenorik 200a und der zweiten Positionssensorik 200b kann es passieren, dass Schaltzustände auftreten, bei welchen kein Moment im EC-Motor M erzeugt wird. Um diesen Zustand zu vermeiden, wird ein Bereich eingeführt, in welchen sich Schaltzustände überlappen, wie dies später noch näher beschrieben wird.

Zu dem hier vorgestellten Beobachterkonzept, d. h., der Verwendung der

Beobachtereinheit und/oder dem Kokrocontroller kann Folgendes erläuternd weiter ausgeführt werden. Durch die doppelte Ausführung der Winkelsensorik 200, welche die Rotorposition des EC Motor M bestimmt (die Rotorposition wird benötigt um die

Kommutierung des EC Motors M zu ermöglichen) und eventuell die doppelte

Strommessung (Strom ist proportional zum Moment) kann unabhängig vom

Motorbetrieb bestimmt werden, in welchem Quadranten der Motor arbeitet.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in dem eine Bewegung der Türe 120 des Schienenfahrzeugs 100 in Abhängigkeit von einem Moment Mo (auf der Abszisse aufgetragen) und einer Drehrate η (auf der Ordinate aufgetragen) dargestellt ist. Wird der Türantriebsmotor 1 15 im ersten Quadranten I betrieben, (also bei positiver Drehrate und positivem, vom Motor ausgeübten Moment Mo, wird die Türe motorisch geschlossen. Wird der

Türantriebsmotor 1 15 im zweiten Quadranten II betrieben, (also bei positiver Drehrate und negativem, vom Motor ausgeübten Moment Mo, wird die Türe bremsend

geschlossen. Wird der Türantriebsmotor 1 15 im dritten Quadranten III betrieben, (also bei negativer Drehrate und negativem Moment Mo, wird die Türe motorisch geöffnet, was jedoch bei einem vorliegenden Sperrsignal einen unzulässigen Betriebszustand darstellt. Wird der Türantriebsmotor 1 15 im vierten Quadranten IV betrieben, (also bei negativer Drehrate und positivem, vom Motor ausgeübten Moment Mo, wird die Türe bremsend geöffnet, also beispielsweise bei einem manuellen Öffnungsvorgang durch einen Fahrgast, bei dem der Türantriebsmotor 1 15 bremsend wirkt.

Je nach Anforderung kann der Beobachter, wenn sich der Motor 1 15 in einen (oder mehreren) Zustand entsprechend einem definierten unerlaubten Quadranten befindet einen Fehler auslösen und beispielsweise mittels eines entsprechenden

Ansteuersignais 165 die Energieversorgung des Motors trennen bei unerlaubter

Ansteuerung in Öffnungs- bzw. Entriegelungs-Richtung. Wenn zwei Quadranten definitionsgemäß nicht erlaubt sind, z. B. Öffnen motorisch und bremsend Schließen, dann ist es in diesem Fall ausreichend, wenn die momentenbildende Strom komponente bzw. das Moment sicher erkannt werden kann.

In einem eigenen elektrischen Kreis (Sicherheitskreis), der beispielsweise in der Beobachtereinheit 220 verortet werden kann, wird beobachtet, ob der elektrische Motorkreis (Applikationskreis, d. h., der Stromkreis, der die Motorwicklungen enthält oder mit Energie beaufschlagt) richtig arbeitet. Bei Auftreten eines Fehlers wird der Motor durch den Sicherheitskreis z. B. von der Energieversorgung getrennt. In den folgenden Figuren sind einige Ausführungsbeispiele für unterschiedlcihe

Ausgestaltungen des Sciherheitskreises bzw. des Applikationskreises aufgezeigt, in denen als erster Sensor für das Positionssignal ein Winkelsensor 200a, der auf einer ersten Technologie (T1 ) basiert, und ein zweiter Winkelsensor 200b, der auf einer zweiten Technologie (T2) basiert verwendet. Die erste Technologie T1 unterscheidet sich hierbei von der zweiten Technologie T2. Beispielsweise kann die erste Technologie T1 ein optisches, induktives oder akustisches physikalsiches Messverfahren

implementieren, wogegen die zweite Technologie ein Messverfahren auf der Basis des Hall-Effektes realisiert. Im Folgenden werden die Bezeichnungen T1 und T2 auch synonym für die Signalen verwendet, die mit der entsprechenden Technologie ermittelt wurden. Die Strommessung kann über drei Phasen des Motors M bzw.

Türantriebmotors 1 15 erfolgen, wobei ein Strom- bzw. Momentensignal ia eine

Strangstrommessung in einer ersten der Energiezuführungsleitungen 210, ein Strombzw. Momentensignal ib eine Strangstrommessung in einer zweiten der

Energiezuführungsleitungen 210 und ein Strom- bzw. Momentensignal ic eine

Strangstrommessung in einer dritten der Energiezuführungsleitungen 210 repräsentiert. Die beiden Winkelsensoren 200a und 200b können baugleich oder nicht baugleich sein oder das Winkelsignal aus zwei unterschiedlichen physikalischen Prinzipien

(bevorzugte Variante) generieren, wobei auch der Rotorwinkel z. B. ebenfalls auch aus dem Stromsignal durch die Energiezuführungsleitungen 210 extrahiert werden kann. Eine Strommessung kann beispielsweise mit zwei Strommesssensoren in den

Energiezuführungsleitungen 210 erfolgen, die die jeweils einen Strangstrom ia, ib oder ic messen oder mit drei Strommesssensoren erfolgen, die jeweils einen Strangstrom ia, ib und ic messen. Durch den physikalischen Zusammenhang, dass die Summe der Motorstrangströme ia, ib und ic durch deren Verschaltung der Stränge (Dreieck oder Stern) Null sein muss, kann überprüft werden ob die betreffenden Sensoren richtig arbeiten. Denkbar ist ferner ein Ausführungsbeispiel mit vier Strangstromsensoren (zwei Strangstromsensoren für den Sicherheitskreis und zwei Strangstromsensoren für den Applikationskreis). Hierbei können die Stromsensoren ebenfalls baugleich oder nicht baugleich sein oder das Stromsignal aus zwei unterschiedlichen physikalischen

Prinzipien (bevorzugte Variante) generieren, wobei auch das Stromsignal aus der Messung anderer Signale (Spannung, Rotorwinkel, ...) extrahiert werden kann.

Zusätlich oder alternativ kann auch entsprechend der Darstellung aus der Fig. 4 eine UN D-Verknüpfung 400 (hier als &-Block bezeichnet) verwendet werden. In diesem Fall kann dann der &-Block 400 in Abhängigkeit der Signale an seinen Eingängen

(Drehrichtung (Winkel- bzw. Positionsisgnal 150) und Moment (Strom) bzw.

Momentensignal 155) beispielsweise ein Sicherheitsrelais oder einen ausreichend dimensionierten Transistor schalten. Im einfachsten Fall kann beispielsweise bei einer als positiv erkannten Drehrichtung und einer in positive Momenten-Richtung ein

Ausgang des &-Blocks 400 positiv, also durchgeschaltet werden, sodass beispielsweise ein als Schalter 250 wirkendes Sicherheitsrelais öffent.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Konfiguration des Sicherheitskreises 600 sowie eines Appliktionskreises 605 als zwei unabhängig voneinander arbeitende Kanäle Chi bzw. Ch2 in der Ermittlungseinheit 160, hier als Türantriebsmotor 1 15 zusammen mit der Ansteuereinheit 170 realisiert sein kann, wobei ein gesetztes Sperrsignal 145 (also ein gesperrter Zustand der Türe) als vorliegend angenommen wird. Der Sicherheitskreis 600 und der Applikationskreis 605 können hierbei in der Beobachtereinheit 220 oder dem MikroController 230 implementiert sein und sollen hier nur funktional, nicht als Teil der einzelnen in der Fig. 2 dargestellten Komponenten beschrieben werden.

Dem Sicherheitskreis 600 und dem Applikationskreis 605 wird jeweils ein Winkel- bzw. Positionssignal 150 zugeführt. Drei Strangstromsignale ia, ib und ic werden dem

Sicherheitskreis und dem Applikationskreis zugeführt. Diese Variante kommt auch in den weiteren Ausführungsbeispielen zum Tragen. Über die Bedingung, dass der Summenstrom in den Strängen gleich Null ist,wie dies beispielsweise in der

Überprüfungseinheit 610 erfolgt, werden die Stromsensoren auf ihre korrekte

Funktionsweise überprüft. Aus der Bestimmung der Drehrichtung in einer

Drehrichtungsbestimmungseinheit 612 und der momentenbildenden Stromkomponente (iq) kann in einer Quadrantenermittlungseinheit 615 derjenige der vorstehend

beschriebenen Quadranten bestimmt werden, in welchen sich der Motor befindet und je nach Definition, welcher Quadrant erlaubt ist, z. B. der Motor von der

Energieversorgung getrennt werden.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Konfiguration des Sicherheitskreises 600 sowie des Appliktionskreises 605 als zwei unabhängig voneinander arbeitende Kanäle Chi bzw. Ch2 in der Ermittlungseinheit 160. Bei dieser Variante werden die beiden Winkel- bzw. Positionssignale 150, T1 , T2 dem Sicherheitskreis 600 und dem Applikationskreis 605 zugeführt. Die Überprüfung des Winkelsignals erfolgt im Sicherheitskreis 600 in einer

Drehwinkelüberprüfungseinheit 700. Falls die Überprüfung einen Fehler ergibt, wird beispielsweise der Motor M bzw. 1 15 von den Energieversorgungsleitungen 260 getrennt. Auch der Applikationskreis 605 hat beide Winkel- bzw. Positinossignale 150 zu Verfügung und kann eine Überprüfung in einer entsprechenden Überprüfungseinheit 710 durchführen.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Konfiguration des Sicherheitskreises 600 sowie des Appliktionskreises 605 als zwei unabhängig voneinander arbeitende Kanäle Chi bzw. Ch2 in der Ermittlungseinheit 160. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird nur ein Winkel- bzw. Positionssignal 150 (T1 ) dem Sicherheitskreis 600 zugeführt. Der Applikationskreis 605 arbeitet mit demselben Winkel- bzw. Positionssignal 150 (T1 ). Zusätzlich wird im Applikationskreis 605 oder auch im Sicherheitskreis 600 mit einem weiteren Winkel- bzw. Positionssignal 150 (T2) das erste Winkel- bzw. Positionssignal 150 (T1 ) überprüft. Ferner können auch noch weitere Kombinationen wie Winkelsignale und Stromsignale zwischen Sicherheitskreis und Applikationskreis aufgeteilt und verteilt werden, welche hier nicht explizit ausgeführt sind.

Im Folgenden sollen weitere erläuternde Ausführungen zu einer redundanten

Ansteuerung des Türantriebsmotors eingefügt werden. Für die redundante

Motoransteuerung ist eine Blockkommutierung und Aussteuerung der Halbbrücken 300 mit der Drehfrequenz nötig oder vorteilhaft. Auch hier wird das Winkel- bzw.

Positionssignal 150 doppelt ausgeführt. Die ' -Transistoren (Τ-ι ' , Τ 2 ' , Τ 3 ' , Τ 4 ' , Τ 5 ' , Τ 6 ' ) und die„ohne ' "-Transistoren (Τ-ι, T 2 , Τ 3 , Τ 4 , Τ 5 , Τ 6 ), die in den einzelnen Halbbrücken 300 verwendet werden, werden jeweils von einem eigenen

Kommutierungselektronikkreis angesteuert. Die Verschaltung der Motorstränge kann in Stern 910 oder Dreieck erfolgen.

Fig. 9 zeigt eine Darstellung einer Verschaltungsmöglichkeit von 12 Transistoren als Schalter, um einen Motor des Türantriebsmotors 1 15 mit elektrischer Energie zu beaufschalgen.

Eine weitere Ansteuerart ist PWM-gesteuerte Blockkommutierung (Hard Chopping (beide aktiven Transistoren, als die Transistoren ohne , und die Transistoren mit , je Halbbrücke, werden nach Aussteuergrad und PWM-Frequenz geschaltet) oder Soft Chopping (High Side Transistor wird nach Aussteuergrad und PWM Frequenz geschaltet, Low Side Transistor schaltet in Abhängigkeit der Drehfrequenz), wobei ein Kommutierungselektronikkreis wiederum Blöcke in der Drehfrequenz freischaltet.

Die in der Fig. 9 wiedergegebene Abbildung kann weiterhin für die Erläuterung eines Halbbrückenkonzepts herangezogen werden. Hierbei wird insbesondere die

Schaltreihenfolge der Transistoren bei Vollaussteuerung näher betrachtet. Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 1000 zum Ansteuern eines Türantriebsmotors für eine Türe eines Schienenfahrzeugs. Das Verfahren 1 100 umfasst einen Schritt 1010 des Einlesens eines Sperrsignals, und eines Positionssignals und/oder eines Momentensignals, wobei das Sperrsignal eine

Sperrung der Öffnung der Türe des Schienenfahrzeugs repräsentiert, das

Positionssignal eine Position, Lage und/oder einen Drehwinkel einer Welle des

Türantriebsmotors repräsentiert und das Momentensignal ein Drehmoment des

Türantriebsmotors und/oder eine von dem Türantriebsmotor aufgebrachte Kraft repräsentiert. Ferner umfasst das Verfahren 1000 einen Schritt 1020 des Ermitteins eines Ansteuersignais zur Ansteuerung des Türantriebsmotors unter Verwendung des Freigabesignals und des Positionssignals und/oder des Momentensignals und einen Schritt 1030 des Ansteuerns des Türantriebsmotors unter Verwendung des

Ansteuersignais.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Schienenfahrzeug

1 10 Steuereinheit

1 15, M Türant ebsmotor, Motor

120 Türe

125 Bewegungsrichtung der Türe

130 Welle

135 Wirkgetriebe

140 Einleseschnittstelle

145 Sperrsignal

148 Bedienelement

150, T1 , T2 Positionssignal (unter Verwendung eines entsprechenden physikalischen

Messprinzips)

155 Momentensignal

160 Ermittlungseinheit

165 Ansteuersignal

170 Ansteuereinheit 200a, 200b Sensoren, Winkelsensoren

210 Energiezuführungsleitungen

220 Beobachtereinheit

230 MikroController

240 Inverter

250 Schalter, Transistoren

260 Versorgungsleitungen

270 Schaltersignal

300 Halbbrücke

310 halber Strang, Halbstrang

400 UND-Verknüpfungseinheit, UND-Block 600 Sicherheitskreis

610 Applikationskreis

615 Quadrantenermittlungseinheit 700 Drehwinkelüberprüfungseinheit

910 Sternanordnung von Motorsträngen

1000 Verfahren zum Ansteuern eines Türantriebsmotors für eine Türe eines

Schienenfahrzeugs

1010 Schritt des Einlesens

1020 Schritt des Ermitteins

1030 Schritt des Ansteuerns