Auffinden einer Funktionsstörung in einem Schienenfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden einer Funktionsstörung in einem Schienenfahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive, das eine Diagnoseeinrichtung aufweist.

Maschinenräume von Lokomotiven und Triebköpfen, aber auch andere Schienenfahrzeuge, weisen eine Vielzahl von technischen Einrichtungen auf, deren Funktion gestört sein kann. Ein Teil dieser Funktionsstörungen kann von dem Fahrzeugführer selbst behoben werden, ohne speziell geschultes Servicepersonal in Anspruch zu nehmen. Ein anderer Teil jedoch erfordert solches Servicepersonal und/oder Teile, die im Schienenfahrzeug üblicherweise nicht verfügbar sind.

In beiden Fällen kann das Auffinden einer Funktionsstörung, insbesondere das Auffinden der funktionsgestörten Einrichtung oder Einrichtungen, durch eine Diagnoseeinrichtung unterstützt werden, die sich permanent an Bord des Schienenfahrzeuges befindet. Beispielsweise kann ein zentraler Rechner des Schienenfahrzeugs, der auch der Steuerung von Einrichtungen des Fahrzeuges dient, Diagnosefunktionen ausführen und beim Auftreten einer Funktionsstörung Informationen über die Funktionsstörung ermitteln und z.B. auf einem Display im Führerstand anzeigen. In einem ersten Schritt kann der Fahrzeugführer dann versuchen, auf Basis der erhaltenen Diagnoseinformationen die Funktionsstörung zu beheben.

Jedoch sind bei der Behebung von Funktionsstörungen meist bestimmte Vorschriften zu beachten. Außerdem fällt das Aufsuchen der funktionsgestörten Einrichtung im Schienenfahrzeug aufgrund der Vielzahl von vorhandenen Einrichtungen häufig nicht leicht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Auffinden einer Funktionsstörung in einem Schienenfahrzeug sowie ein Schienenfahrzeug anzugeben, die das Auffinden einer Funktionsstörung und insbesondere das Auffinden einer funktionsgestörten Einrichtung erleichtern. Darüber hinaus soll das

BESTATIGUNGSKOPIE

Verfahren bzw. das Schienenfahrzeug auch die Behebung der Funktionsstörung unterstützen.

Es wird vorgeschlagen, Informationen über die Funktionsstörung über eine drahtlose Signalverbindung zu einer mobilen Einrichtung zu übertragen und dort zur Anzeige zu bringen.

Prinzipiell kann die Anzeige in jeder geeigneten Form stattfinden, vorzugsweise durch Darstellung eines oder mehrer Bilder, einschließlich der Möglichkeit, bewegte Bilder und/oder mit der Zeit veränderliche Bilder darzustellen, durch akustische Mittel, einschließlich Sprachausgabe, durch andere optische Mittel, einschließlich Signalleuchten und Anzeigen von Werten auf einer Werteskala, und/oder durch haptische Signale, z.B. Vibrationen.

Die Feststellung der Funktionsstörung, z.B. auf Basis von Informationen, die verschiedene Einrichtungen in dem Schienenfahrzeug liefern, kann durch eine ortsfest in dem Schienenfahrzeug angeordnete Diagnoseeinrichtung vorgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Teil der Feststellung von der mobilen Einrichtung vorgenommen wird und/oder dass die Diagnoseeinrichtung ebenfalls eine mobile Einrichtung ist. Wenn die mobile Einrichtung, die die Informationen über die Funktionsstörung anzeigt, an der Feststellung der Funktionsstörung beteiligt ist, kann sie zu der Feststellung beispielsweise dadurch beitragen, dass auf ihr gespeicherte Informationen über die Funktionen des Schienenfahrzeugs ausgewertet und/oder an die ortsfeste Diagnoseeinrichtung übertragen werden. Der Begriff Diagnoseeinrichtung schließt daher verschiedene Fälle ein, darunter eine örtlich verteilte Diagnoseeinrichtung.

Bei der drahtlosen Signalverbindung kann es sich um jede geeignete Signalverbindung handeln. Z.B. kann in dem Schienenfahrzeug ein WLAN (Wireless Local Area Network) implementiert sein. Es ist jedoch z.B. auch die übertragung der Signale gemäß dem Bluetooth-Standard möglich.

Die Anzeige der Informationen über die Funktionsstörung auf einer mobilen Einrichtung ermöglicht es dem Fahrzeugführer oder dem Servicepersonal, die mobile

Einrichtung auf dem Weg zu der funktionsgestörten Einrichtung mitzunehmen. Im Gegensatz zu der Variante, dass die Informationen lediglich im Führerstand angezeigt werden, erleichtert dies das Auffinden der funktionsgestörten Einrichtung oder Einrichtungen erheblich. Insbesondere ist es nicht erforderlich, sich die Informationen zu merken oder zu notieren.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens bzw. des Schienenfahrzeugs werden die Informationen über die Funktionsstörung aktualisiert, werden die aktualisierten Informationen zu der mobilen Einrichtung übertragen und werden sie mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt. Insbesondere können die aktualisierten Informationen Informationen darüber aufweisen, dass sich die Funktionsstörung verändert hat oder die Funktionsstörung beseitigt ist.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Informationen aktuell sind und eine Rückkehr zum Führerstand nicht erforderlich ist. Insbesondere kann der Fahrzeugführer oder das Servicepersonal die Funktionsstörung vor Ort bei der funktionsgestörten Einrichtung beheben und danach von der Anzeigevorrichtung erkennen, dass die Funktionsstörung tatsächlich behoben ist. Entsprechendes gilt für den Fall, dass durch die Aktion des Fahrzeugführers oder Servicepersonals vor Ort der funktionsgestörte Zustand lediglich verändert wurde und/oder die Funktionsstörung erst teilweise behoben wurde.

Es wird bevorzugt, dass mittels der Anzeigevorrichtung ein Ort von zumindest einer funktionsgestörten Einrichtung in dem Schienenfahrzeug angezeigt wird. Hierzu kann entsprechende Ortsinformation zu der mobilen Einrichtung übertragen werden und/oder kann die Ortsinformation auf der mobilen Einrichtung vorhanden sein. In dem letztgenannten Fall reicht es für die Identifizierung des Ortes aus, wenn z.B. eine eindeutige Bezeichnung der funktionsgestörten Einrichtung zu der mobilen Einrichtung übertragen wird.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, mittels der Anzeigevorrichtung Bilder, aus denen der Ort der zumindest einen funktionsgestörten Einrichtung erkennbar ist, in verschiedenen Vergrößerungsstufen darzustellen. Z.B. kann der Fahrzeugführer die Vergrößerungsstufe durch Betätigung der mobilen Einrichtung auswählen, so dass er

einen umso kleineren Bereich des Schienenfahrzeugs auf einem Display der mobilen Einrichtung dargestellt bekommt, je näher er an die funktionsgestörte Einrichtung herankommt. Dabei wird die funktionsgestörte Einrichtung auf jedem der Bilder mit unterschiedlicher Vergrößerungsstufe dargestellt und ist vorzugsweise farblich oder durch andere Darstellungsmittel hervorgehoben. Zusätzlich zu den Informationen über die Funktionsstörung können auch physikalische Messwerte (z.B. Ströme, elektrische Spannungen, Frequenzen aber auch Schaltzustände) zu der mobilen Einrichtung übertragen werden und mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Dadurch erhält der Fahrzeugführer oder Servicetechniker zusätzliche Informationen, die beispielsweise bei der Beachtung von Vorschriften zur Beseitigung der Funktionsstörung von Bedeutung sind.

Außerdem kann der Fahrzeugführer auf seinem Weg zu der funktionsgestörten Einrichtung durch entsprechende Anzeigen bzw. Ausgaben von Informationen durch die mobile Einrichtung unterstützt werden. Z.B. kann ihm akustisch durch Sprachausgabe mitgeteilt werden, dass er sich zunächst in den in Fahrtrichtung linken Servicegang zu begeben habe, dann eine bestimmte Schutzabdeckung eines Gerüsts zu öffnen habe und dahinter das funktionsgestörte Teil finden werde.

Bei der mobilen Einrichtung kann es sich insbesondere um einen handelsüblichen portablen PC (Personal Computer), einen PDA (Personal Digital Assistant) oder um eine spezielle mobile Diagnoseeinrichtung handeln.

Vorzugsweise ist auf der mobilen Einrichtung eine fahrzeugspezifische Dokumentation gespeichert. Dabei kann es sich um eine oder mehrere der folgenden Dokumentationen handeln: Betriebsmittelverzeichnis, Stromlaufpläne, Reparaturanweisungen, Datenblätter von Einrichtungen und Bauteilen, Ortungsinformationen zur Ortung bzw. zum Auffinden bestimmter Einrichtungen, Sicherheitsvorschriften für den Aufenthalt und die Bewegung innerhalb des Maschinenraums einer Lokomotive, usw. Die Dokumentation kann z.B. durch Textausgabe, Sprachausgabe, Anzeige von Bildern und/oder auf andere Weise (insbesondere mit denen bereits oben genannten Darstellungsmitteln) ausgegeben werden. Auch ist es möglich, dass die mobile Einrichtung die auf ihr gespeicherte Dokumentation dazu verwendet, im Fall einer aufgetretenen Funktionsstörung

Informationen über die Funktionsstörung aufzubereiten, anzuzeigen und/oder an andere Teile einer Gesamt-Diagnoseeinrichtung zu übertragen.

Daraus ergibt sich die hier bevorzugte Möglichkeit, dass die gesamte technische Dokumentation zumindest eines Teils des Schienenfahrzeugs, vorzugsweise aber des gesamten Schienenfahrzeugs, auf der mobilen Einrichtung gespeichert ist. Bei Bedarf kann diese Dokumentation oder Teile davon über die drahtlose Signalverbindung oder auch über eine Docking Station, d.h. über elektrische Kontakte, zu fest in dem Fahrzeug eingebauten Einrichtungen oder anderen mobilen Einrichtungen übertragen werden. Die Speicherung der Dokumentation auf der mobilen Einrichtung hat den Vorteil, dass sie auf einfache Weise aktualisiert werden kann und dass die anderen Einrichtung von einer Umstellung oder Aktualisierung der Dokumentation nicht betroffen sind, solange eine definierte Schnittstelle zum übertragen der Dokumentationsinformationen nicht verändert wird.

Vorzugsweise sind verschiedenartige Dokumentationsinformationen aus mehreren Datenbanken und Webservern bereitgestellt, die aber über eine gemeinsame Oberfläche auf der mobilen Einrichtung zugänglich sind. Beispielsweise kann als Oberfläche eine Software eingesetzt werden, die auch für das Browsen im Internet oder anderen Datennetzen eingesetzt werden kann. Dabei können jedoch die zu browsenden Inhalte ganz oder teilweise auf der mobilen Einrichtung gespeichert sein. Optional können Teile davon jedoch auch lediglich über die drahtlose Signalverbindung zugänglich sein.

Die Erfindung führt zu einem Zeitgewinn bei der Instandsetzung von Schienenfahrzeugen sowohl während des normalen Betriebes als auch bei der Wartung, da gestörte Bauteile schnell aufgefunden werden können und Zusatzinformationen zur Unterstützung der Instandsetzung bzw. Reparatur auf der mobilen Einrichtung bereitgestellt werden können. Dadurch ist es auch möglich, eine Reparatur mit einem geringeren Umfang an vorher erlernten Spezialkenntnissen durchzuführen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Diagnosesystem mit Einrichtungen, die im

Innenraum einer Lokomotive angeordnet sind, und mit einer portablen Einrichtung und

Fig. 2 eine schematische Ansicht von oben auf die Raumaufteilung und auf

Einrichtungen innerhalb der Lokomotive.

Fig. 2 zeigt zahlreiche Einrichtungen im Innenraum einer Lokomotive, auf die hier nicht alle eingegangen wird. Die Lokomotive weist zwei Führerräume FR1 , FR2 auf, die an den entgegengesetzten Enden der Lokomotive angeordnet sind. In jedem der Führerräume FR befindet sich ein Führertisch FT1 , FT2 mit einer Mehrzahl von Bedien- und Anzeigeelementen, insbesondere mit jeweils zwei Bildschirmen (Displays) zur Anzeige von Zustands- und Diagnoseinformationen über Einrichtungen der Lokomotive und optional über Einrichtungen von Wagen, die von der Lokomotive gezogen werden.

An einer der Führerraum-Rückwände, jedoch bereits im Maschinenraum zwischen den Führerräumen FR1 , FR2, befindet sich ein Elektronikschrank ES (benachbart zu dem Führerraumschrank FRS4 des zweiten Führerraums FR2). In diesem Elektronikschrank ES sind ein zentraler Rechner, der auch der Steuerung von Einrichtungen der Lokomotive dient, und ein Webserver angeordnet, der über ein in der Lokomotive vorhandenes Datenübertragungsnetz Diagnoseinformationen von einer Vielzahl von Einrichtungen innerhalb der Lokomotive und optional auch außerhalb der Lokomotive empfängt. Zu diesen Einrichtungen können insbesondere eine Feuerlöscheinrichtung FLE, ein Antriebsaggregat für eine elektrische Lokomotive EP mit einem Hochspannungsgerüst und einer Stromrichter-Anordnung, ein Kühlturm KT zur Kühlung des Antriebsaggregats EP, ein Luftgerüst LG zur Bereitstellung von Druckluft, ein Niederspannungsgerüst NSG zur Stromversorgung von Verbrauchern im Niederspannungsbereich, ein Zugsicherungsschrank ZSS mit Einrichtungen zur Sicherung des Zugbetriebes und ein Hilfsbetriebegerüst AUX mit Hilfsbetrieben gehören, die nicht unmittelbar dem Antrieb der Lokomotive dienen.

In Fig. 1 ist der zentrale Rechner mit den Bezugszeichen 11 bezeichnet und ist der Webserver mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet. Wie durch verzweigte starke Linien dargestellt ist, sind der zentrale Rechner 11 und der Webserver 13 an einen Datenbus 15 angeschlossen, über den Daten beispielsweise gemäß dem Ethernet- Standard übertragen werden.

An den Datenbus 15 sind außerdem jeweils zwei Displays 16a, 16b bzw. 17a, 17b in den Führerräumen an den entgegengesetzten Enden der Lokomotive sowie eine Funkeinrichtung 19 angeschlossen, die Funksignale über eine Funkschnittstelle 20 zu mobilen Einrichtungen übertragen und von diesen empfangen kann.

Dargestellt ist in Fig. 1 eine mobile Einrichtung 21 , beispielsweise ein PDA, der Bedienelemente 22 und ein Display 23 aufweist.

Es wird nun ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren zum Auffinden einer Funktionsstörung beschrieben.

Beispielsweise durch eine überspannung (d.h. eine zu hohe elektrische Spannung) kann ein Motorschutzschalter geöffnet werden, der dem Schutz eines Antriebsmotors der Lokomotive dient. Für das Beispiel wird angenommen, dass sich der Motorschutzschalter im Bereich des Motorlüfterturms MLT1 (rechts unten in Fig. 2) befindet. Er ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. Weiter wird angenommen, dass sich der Fahrzeugführer momentan, bei Auftreten dieser Funktionsstörung, z. Z. im Führerraum FR2 befindet.

Der Schaltzustand des Motorschutzschalters wird laufend überwacht, indem ein Prüfstrom durch Hilfskontakte an dem Motorschutzschalter geleitet wird. Wenn der Prüfstrom nicht mehr fließen kann, wird von der Einrichtung 25, die den Prüfstrom generiert und detektiert, ein Signal erzeugt, das über den Datenbus 15 zu dem zentralen Rechner 11 übertragen wird. Dieser stellt daraus fest, dass der Motorschutzschalter sich im ausgeschalteten Zustand befindet. Durch andere Signale wurde bereits festgestellt, dass der dem Motorschutzschalter zugeordnete Fahrmotor ausgefallen ist. Nun, durch die Information über den Schaltzustand des Motorschutzschalters, kann die wahrscheinliche Ursache für den Ausfall des

Fahrmotors ermittelt werden. Diese Ermittlung findet entweder in dem zentralen Rechner 11 oder in der mobilen Einrichtung 21 statt.

Der Fahrzeugführer erhält diese Diagnoseinformationen, d.h. die Information über den Ausfall des Fahrmotors, die Information über das Ansprechen des Motorschutzschalters und die wahrscheinliche Ursache, nämlich eine überspannung, auf den Displays 16a, 16b dargestellt. Die mobile Einrichtung 21 befindet sich ebenfalls in dem Führerraum FR2. Auf ihrem Display 23 ist eine Darstellung des Innenraums der Lokomotive, z.B. ähnlich der Darstellung von Fig. 2, angezeigt, in der der Ort, an dem sich der Motorschutzschalter 5 befindet, bzw. der Ort, an dem der Motorschutzschalter wieder eingeschaltet werden kann, hervorgehoben ist, beispielsweise durch farbliche Hervorhebung. Der Fahrzeugführer nimmt nun die mobile Einrichtung 21 in die Hand und geht durch den Mittelgang 3, durch den Seitengang 4 und durch den zweiten Mittelgang 2 am entgegengesetzten Ende des Maschinenraums zu dem Motorschutzschalter 5. Dabei betätigt der Fahrzeugführer mindestens einmal die mobile Einrichtung 21 , so dass der Bereich, in dem sich der Motorschutzschalter 5 befindet, vergrößert dargestellt wird. In der größten Vergrößerungsstufe kann der Fahrzeugführer daher auf dem Display 23 erkennen, wo genau sich der Motorschutzschalter 5 im Bereich des Motorlüfterturms MLT1 befindet.

Nachdem der Fahrzeugführer den Motorschutzschalter wieder eingeschaltet hat, wird dies von der Einrichtung 25 detektiert und ein entsprechendes Signal über den Datenbus 15 zu dem zentralen Rechner 11 übertragen. Dieser aktualisiert daraufhin die Diagnoseinformation auf den Displays 16a, 16b, aber auch auf der mobilen Einrichtung 21 , die ein entsprechendes Signal über die Funkschnittstelle 20 erhält. Der Fahrzeugführer kann somit erkennen, dass der Motorschutzschalter korrekt eingeschaltet wurde. Außerdem kann, sofern dies der Fall ist, durch in entsprechender Weise aktualisierte Diagnoseinformation auf dem Display 23 angezeigt werden, dass sich auch der Fahrmotor wieder in fahrbereitem Zustand befindet.

Es ist denkbar, dass der Motorschutzschalter 5 nicht eingeschaltet werden darf, bevor andere Aktionen ausgeführt wurden und/oder Prüfungen vorgenommen

wurden. Eine entsprechende Handlungsanweisung kann dem Fahrzeugführer über die mobile Einrichtung 21 angezeigt werden, während er sich neben dem Motorschutzschalter befindet oder auch bevor der Fahrzeugführer den Motorschutzschalter 5 erreicht. Dabei können insbesondere Messwerte der Spannung, deren zu hohe Werte zum Abschalten des Motorschutzschalters geführt haben, geprüft werden. Insbesondere kann der aktuelle Messwert dieser Spannung ebenfalls über die Funkschnittstelle 20 an die mobile Einrichtung 21 übertragen werden und dort angezeigt werden. Alternativ zu der Anzeige kann die mobile Einrichtung 21 oder eine andere Einrichtung des Schienenfahrzeugs prüfen, ob die Spannung wieder zulässige, nicht zu hohe Werte angenommen hat, und es kann davon abhängig durch Ausgabe entsprechender Signale oder Informationen dem Fahrzeugführer durch die mobile Einrichtung 21 angezeigt werden, ob der Motorschutzschalter 5 bereits eingeschaltet werden darf.