DE10302581A1

DE10302581A1 - Computer-based model railway control system in which a central computer control unit transmits commands to locomotives and receives status signals from them

Info

Publication number: DE10302581A1
Application number: DE2003102581
Authority: DE
Inventors: Christian Pott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2004-08-19
Also published as: DE20321673U1

Abstract

Control unit for model railway locomotives (2, 3) has a receiver and a processor for controlling the drive motor of the locomotive according to received commands. A transmitter is also connected to the processor so that status signals can be sent to a central control unit. The invention also relates to a control computer (12) for a model railway system that has a transceiver for sending commands to and receiving status signals from model locomotives and a control unit for a model railway system comprising an inventive control computer and a user interface with which a user can select control commands.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modellfahrzeugsystem mit bahngebundenen Fahrzeugen, insbesondere ein Modelleisenbahnsystem oder eine Modell-Autorennbahn, sowie Komponenten eines solchen Systems wie etwa ein Modellfahrzeug, eine in ein solches Fahrzeug einzubauende Steuereinheit und einen Steuerrechner zum Steuern der Bewegungen und eventuell anderer Funktionen eines oder mehrerer Modellfahrzeuge.The present invention relates to a model vehicle system with rail vehicles, in particular a model railway system or a model car racing track, as well as components of such a system as a model vehicle, one in one Vehicle control unit to be installed and a control computer for Control the movements and possibly other functions of one or more Model vehicles.

Modelleisenbahnsysteme umfassen häufig ein komplexes Schienennetz, auf dem eine große Zahl von Lokomotiven unabhängig voneinander mehr oder weniger gleichzeitig automatisch fahren soll, um einen realistischen Bahnbetrieb nachzubilden. Es ist bekannt, die Bewegungen von Lokomotiven in einem solchen System mit Hilfe eines Computers zu steuern, der anhand eines vorgegebenen Steuerprogramms Befehle an die Lokomotiven sendet, die diese veranlassen, mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorwärts oder rückwärts zu fahren, anzuhalten, sowie eventuell Zusatzausrüstungen wie Beleuchtung, Raucherzeuger, Fahrgeräuscherzeuger etc. zu betätigen. Zum Übertragen der Befehle an die Lokomotiven dienen im Allgemeinen die gleichen elektrischen Leiter, über die die Lokomotiven auch mit Betriebsspannung versorgt werden, zumeist Teile der Schienen.Model railroad systems often include complex rail network on which a large number of locomotives independently of each other or less should automatically drive at the same time to create a realistic To reproduce railway operations. It is known the movements of locomotives in such a system using a computer to control the commands to the locomotives using a specified control program sends that cause this at a certain speed forward or drive backwards to stop, and possibly additional equipment such as lighting, smoke generators, Movement noise generator etc. to operate. To transfer The commands to the locomotives generally serve the same electrical purposes Head over which the locomotives are also supplied with operating voltage, mostly Parts of the rails.

Diese Art der Befehlsübertragung ist zwar vergleichsweise preiswert zu realisieren, hat aber einige schwerwiegende Nachteile. Zum einen ist aufgrund der unbestimmten Dämpfungseigenschaften der Leiter die Übertragungskapazität für Befehle nicht hoch, so dass Engpässe nicht auszuschließen sind, wenn eine Vielzahl von Lokomotiven zu steuern ist. Außerdem hängt die Qualität der Übertragung kritisch von dem Zustand der elektrischen Kontakte zwischen den Schienen sowie von der Zahl solcher Kontakte ab, die zwischen dem Ort der Einspeisung der Steuerbefehle in das Schienennetz und dem Aufenthaltsort einer zu steuernden Lokomotive liegen. Dies kann dazu führen, dass in manchen Regionen des Schienennetzes Befehle nicht zuverlässig empfangen werden. Schlechte Kontakte ausfindig zu machen und auszubessern ist sehr zeitaufwändig, doch selbst wenn die Qualität der Kontakte gut ist, setzt diese bekannte Technik Grenzen für die Ausdehnung, die ein Modellbahnschienennetz haben kann, die zu überschreiten hohen Aufwand erfordert.This type of command transfer is relatively inexpensive to implement, but has some serious disadvantages. For one, is due to the indefinite Damping properties of the Do not conduct the transmission capacity for commands high, causing bottlenecks cannot be ruled out when a large number of locomotives are to be controlled. It also depends quality the transfer critical of the state of the electrical contacts between the Rails as well as the number of such contacts between the Place of feeding the control commands into the rail network and the Location of a locomotive to be controlled. This can cause that commands are not reliably received in some regions of the rail network become. Finding and repairing bad contacts is very time consuming but even if the quality of contacts is good, this well-known technique sets limits for expansion, that a model railroad network may have to cross that requires a lot of effort.

Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn zur Übertragung der Befehle eine Funkverbindung genutzt wird. Ein Modelleisenbahnsystem mit funkgesteuerten Lokomotiven wird z.B. von der Fa. Playmobil, Zirndorf, vermarktet. Bei diesem System ist die Lokomotive durch einen Handsender gesteuert, in dem ein Schwingquarz austauschbar montiert ist, dessen Frequenz mit der eines entsprechenden Schwingquarzes in einem Empfänger der Lokomotive übereinstimmt. Wenn mehrere Lokomotiven auf einem gemeinsamen Schienennetz fahren sollen, so wird für jede einzelne eine eigene Funkfrequenz benötigt. Dies setzt der Ausbaufähigkeit des Systems Grenzen, so dass es für große Modelleisenbahnsysteme mit vielen Lokomotiven nicht geeignet ist.These disadvantages can be avoided if for transmission the commands use a radio link. A model railroad system with radio controlled locomotives e.g. from Playmobil, Zirndorf, marketed. With this system, the locomotive is through controlled a handheld transmitter in which a quartz crystal is interchangeable is mounted, its frequency with that of a corresponding quartz crystal in a receiver the locomotive matches. When several locomotives run on a common rail network should, for each one needs its own radio frequency. This sets the expandability of the system limits so that it can be used for large model railroad systems many locomotives is not suitable.

Um einen Fahrbetrieb mit mehreren Lokomotiven in einem Modellschienennetz zu automatisieren, sind Streckensignale erforderlich. Diese wirken herkömmlicherweise, indem sie eine Lokomotive beim Erreichen eines auf Halt stehenden Signals ausschalten und sie erst wieder anfahren lassen, wenn das Signal durch einen Steuerrechner ferngesteuert auf Fahren geschaltet wird oder die Lokomotive wieder anfährt, wenn sie einen diesbezüglichen Befehl des Steuerrechners empfängt. Jedes derartige Signal muss mit dem Steuerrechner über einen Schaltdraht verbunden werden, der, um das Aussehen des Modells nicht zu beeinträchtigen, verborgen verlegt werden sollte. Diese Verlegung ist sehr zeitaufwändig und fehlerträchtig.To drive with several Automate locomotives in a model rail network Route signals required. These traditionally work by making one Switch off the locomotive when a stop signal is reached and only let them start again when the signal comes from a Control computer is switched to driving remotely or the Locomotive starts again, if they have a related command the control computer receives. Any such signal must be connected to the control computer via a jumper wire be connected, so as not to impair the appearance of the model, should be laid hidden. This relocation is very time consuming and error-prone.

Der Steuerrechner sendet Fahrbefehle an die Lokomotiven und Schaltbefehle an Streckensignale und Weichen nach einem in einem Steuerprogramm vorgegebenen Zeitmuster, wobei die Zeiten zum Schalten der Streckensignale im Allgemeinen so programmiert werden müssen, dass sichergestellt ist, dass zu dem Zeitpunkt, wo das Streckensignal auf Fahren geschaltet wird oder ein Fahrbefehl an eine Lokomotive gesendet wird, die vom Steuerrechner erwartete Lokomotive sich tatsächlich an dem Streckensignal befindet. Ein Benutzer, der ein solches Steuerprogramm erstellen will, muss daher Fahrstrecken und -zeiten der einzelnen Züge genau erfassen, um die Schaltzeitpunkte der Signale passend festzulegen, so dass ein störungsfreier Betrieb resultiert. Auch dies ist ein beschwerlicher, zeitraubender Vorgang.The control computer sends driving commands to the locomotives and switching commands to track signals and switches according to a time pattern specified in a control program, wherein the times for switching the route signals are generally programmed in this way Need to become, that it is ensured that at the time when the route signal is on Driving is switched or a driving command is sent to a locomotive the locomotive expected by the control computer actually turns on the route signal. A user who has such a control program to create the routes and times of the individual Precisely record trains, to set the switching times of the signals appropriately so that a trouble free Operation results. This is also an arduous, time-consuming process Process.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Modellfahrzeugsystem, einen Steuerrechner und ein Modellfahrzeug dafür, sowie eine Steuereinheit für ein Modellfahrzeug anzugeben, die die Implementierung eines automatischen oder halbautomatischen Fahrbetriebs vereinfachen.An object of the present invention is a model vehicle system, a control computer and a model vehicle for this, as well as a control unit for specify a model vehicle that is implementing an automatic or simplify semi-automatic driving.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst durch eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Indem diese Steuereinheit nicht nur, wie üblich, mit einem Empfänger für vom Steuerrechner gesendete Befehle ausgestattet ist, sondern zusätzlich auch mit einem Sender zum Aussenden von vom Prozessor der Steuereinheit erzeugten Statusnachrichten, können Ereignisse, die das Modellfahrzeug beeinflussen, direkt von dem Modellfahrzeug an den Steuerrechner gemeldet werden. Ein Benutzer ist daher nicht mehr darauf angewiesen, zum Senden eines Steuerbefehls, der auf ein solches Ereignis folgen soll, einen Zeitpunkt zu spezifizieren, an dem das Ereignis mit Sicherheit eingetreten ist, sondern der Steuerrechner kann programmiert werden, um unmittelbar auf die Meldung dieses Ereignisses zu reagieren.The task is solved on the one hand by a Control unit with the features of claim 1. By this control unit not just, as usual, with a receiver for from Control computer is sent commands, but also also with a transmitter for emitting from the processor of the control unit generated status messages, can Events that affect the model vehicle directly from the Model vehicle to be reported to the control computer. One user is no longer dependent on sending a control command, that should follow such an event, to specify a point in time, on which the event certainly occurred, but the control computer can be programmed to immediately report this Event.

Um die eingangs geschilderten Probleme bei der Nachrichtenübertragung auf den Leitern der Schienen zu vermeiden, ist der Sender der erfindungsgemäßen Steuereinheit vorzugsweise ein Funksender.The problems outlined above in message transmission To avoid on the conductors of the rails is the transmitter of the control unit according to the invention preferably a radio transmitter.

Der Sender des Steuerrechners könnte durchaus in herkömmlicher Weise leitungsgebunden auf den Versorgungsleitungen der Schienen senden. Eine Vereinfachung ergibt sich jedoch, wenn Sender und Empfänger der Steuereinheit ein gleiches Übertragungsmedium nutzen, vorzugsweise also, wenn beide per Funk arbeiten.The transmitter of the tax calculator could well in conventional Way wired on the supply lines of the rails send. However, there is a simplification if the sender and receiver of the Control unit an identical transmission medium use, preferably if both work by radio.

Wenn eine große Zahl von Fahrzeugen gleichzeitig in einem System steuerbar sein soll, ist es zweckmäßig, dass in die Steuernachrichten jeweils eine Empfängeradresse eines Fahrzeugs eingefügt ist, für die sie bestimmt ist, und dass der Prozessor der Steuereinheit dieses Fahrzeugs eingerichtet ist, aus jeder Steuernachricht, die er empfängt, eine Empfängeradresse zu extrahieren und die Steuernachricht nur dann zu berücksichtigen, wenn die Empfängeradresse mit einer eigenen Adresse des Prozessors übereinstimmt. Auf diese Weise kann insbesondere eine große Zahl von Modellfahrzeugen über eine einzige Funkfrequenz gesteuert werden.If a large number of vehicles at the same time should be controllable in a system, it is appropriate that in the control messages a recipient address of a vehicle added is for which it is determined and that the processor of the control unit this Vehicle is set up, one from each control message it receives recipient address to extract and only consider the control message if the recipient address matches the processor's own address. In this way can be a big one in particular Number of model vehicles above a single radio frequency can be controlled.

Umgekehrt ist es zweckmäßig, dass der Prozessor der Steuereinheit die eigene Adresse in jede Statusnachricht einfügt, die er sendet, um so dem Steuerrechner, der die Nachricht empfängt, zu ermöglichen, deren Absender zu identifizieren.Conversely, it is appropriate that the processor of the control unit's own address in each status message inserts, which it sends so as to the control computer that receives the message enable, identify their sender.

Mit Hilfe von Statusnachrichten kann an den Steuerrechner jede beliebige variable Eigenschaft der Steuereinheit oder eines von ihr gesteuerten Fahrzeugs sowie, sofern Sensoren zum Erfassen der Eigenschaften der Umgebung des Fahrzeugs vorgesehen sind, auch diese Eigenschaften übermittelt werden. Um einen störungsfreien Wechsel von der automatischen zur manuellen Steuerung eines Modellfahrzeugs zu ermöglichen, ist es insbe sondere wünschenswert, dass der Prozessor eingerichtet ist, eine Statusnachricht zu erzeugen, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs spezifiziert, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird.With the help of status messages any variable property of the control unit to the control computer or a vehicle controlled by her and, if sensors provided for detecting the properties of the surroundings of the vehicle are, these properties are also transmitted. To a trouble-free Change from automatic to manual control of a model vehicle to allow it is particularly desirable that the processor is set up to generate a status message, which specifies the speed of the vehicle, as below explained in more detail becomes.

Eine Eigenschaft der Umgebung des Fahrzeugs, deren Erfassung mit Hilfe eines Sensors sinnvoll ist, ist das Vorhandensein eines Haltesignals. Dies kann auf einfache und zweckmäßige Weise mit Hilfe eines Magnetfeldsensors erreicht werden, der in der Lage ist, einen zum Haltesignal gehörenden Magneten zu erfassen. Ein optischer Sensor wie etwa eine einfache Fotozelle, ein Barcode-Leser oder eine Kamera kommt ebenfalls in Betracht, genauso wie Berührungs- oder Näherungssensoren, insbesondere Reed-Schalter.A property of the environment of the Vehicle, the detection of which makes sense with the aid of a sensor, is the presence of a stop signal. This can be done easily and expedient way be achieved with the help of a magnetic field sensor that is capable of is one belonging to the stop signal Capture magnets. An optical sensor like a simple one Photo cell, a barcode reader or a camera also comes in Consideration as well as touch or proximity sensors, especially reed switches.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Modellfahrzeug, das eine Steuereinheit wie oben erläutert aufweist.The subject of the invention is furthermore a model vehicle having a control unit as explained above.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Steuerrechner, der für die Kommunikation mit einer Steuereinheit wie oben definiert einerseits über einen Sender zum Senden der Steuernachrichten und andererseits über einen Empfänger zum Empfangen der Statusnachrichten verfügt und eingerichtet ist, beim Erzeugen der Steuernachrichten den Inhalt der Statusnachrichten zu berücksichtigen.Another object of the invention is a tax calculator that for the communication with a control unit as defined above on the one hand via a Sender for sending the control messages and on the other hand via a receiver to receive the status messages and is set up at Generate the control messages the content of the status messages to consider.

Dieser Steuerrechner verfügt zweckmäßigerweise über ein gespeichertes Modell des Schienennetzes des Systems und ist eingerichtet, den Aufenthaltsort eines Modellfahrzeugs anhand des Modells und der von dem Modellfahrzeug empfangenen Statusnachrichten zu verfolgen.This control computer expediently has one stored model of the system's rail network and is set up the location of a model vehicle based on the model and track the status messages received from the model vehicle.

Eine solche Verfolgung ist leicht realisierbar mit Hilfe eines Modells in Form eines Graphen, dessen Knoten jeweils einem durch Streckenmarkierungen, insbesondere Haltesignale, be grenzten Schienenstück, insbesondere einem Schienenstrang oder einer Weiche, entsprechen, und dessen Kanten jeweils einer Streckenmarkierung entsprechen. Es genügt, dass zu jedem Knoten des Graphen verzeichnet ist, ob sich ein Modellfahrzeug in dem dem Knoten entsprechenden Schienenstück befindet. Eine genauere Kenntnis des Aufenthaltsortes der einzelnen Modellfahrzeuge ist nicht erforderlich. In äquivalenter Weise ist auch ein Graphenmodell brauchbar, dessen Kanten einem Schienenstrang und dessen Knoten einer Weiche entsprechen.Such persecution is easy realizable with the help of a model in the form of a graph, the Nodes each by route markings, in particular stop signals, limited rail section, correspond in particular to a rail track or a switch, and whose edges each correspond to a route marker. It is sufficient, that for every node of the graph it is recorded whether there is a model vehicle in the rail section corresponding to the node. A more precise one Knowledge of the location of the individual model vehicles is not mandatory. In equivalent A graph model can also be used, the edges of which one Rail track and its nodes correspond to a switch.

Das System kann sowohl Modellfahrzeuge, für die der Steuerrechner Steuernachrichten erzeugt, als auch solche umfassen, für die er keine Steuernachrichten erzeugt. Zweckmäßigerweise ist der Steuerrechner eingerichtet, auch den Aufenthaltsort der letzteren im Schienennetz zu verfolgen. Dies ermöglicht es ihm, bei der Erzeugung der Steuernachrichten für die von ihm gesteuerten Fahrzeuge auch den Aufenthaltsort dieser nicht von ihm gesteuerten Fahrzeuge zu berücksichtigen und dadurch Kollisionen zu vermeiden.The system can use both model vehicles for which the Control computer generates tax messages as well as include for the he doesn't generate tax messages. The control computer is expedient set up, including the location of the latter in the rail network to pursue. this makes possible it to him when generating tax messages for those of vehicles controlled by him also the location of these vehicles controlled by him and thereby avoid collisions.

Zweckmäßigerweise ist eine Steuernachricht definiert, auf deren Empfang der Steuerrechner reagiert, indem er die Erzeugung von Steuernachrichten für ein zugeordnetes Modellfahrzeug abbricht oder aufnimmt. Dies ermöglicht es einem Benutzer, ein Modellfahrzeug nach Wunsch der Steuerung durch den Steuerrechner zu entziehen oder es ihm wieder zu unterstellen.A control message is expediently defined, the control computer responds to their reception by generating of tax news for cancels or records an assigned model vehicle. This makes it possible a user, a model vehicle as desired by the controller To withdraw tax calculator or put it back under him.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Other features and advantages of Invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters. Show it:

1 ein schematisches Diagramm eines Modelleisenbahnsystems gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic diagram of a model railroad system according to the present invention;

2 eine Darstellung eines im Steuerrechner des Systems gespeicherten Graphenmodells des Schienennetzes; 2 a representation of a graph model of the rail network stored in the control computer of the system;

3 ein Beispiel für ein zwischen Steuerrechner und Modellfahrzeugen übertragenes Nachrichtenformat; 3 an example of a message format transmitted between the control computer and model vehicles;

4 ein Blockdiagramm einer Steuereinheit eines Schienenfahrzeugs; und 4 a block diagram of a control unit of a rail vehicle; and

5 eine Darstellung einer zweiten Ausgestaltung des Graphenmodells. 5 a representation of a second embodiment of the graph model.

1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Modelfahrzeugsystems. Auf einem Bahnennetz 1 fahren zwei Fahrzeuge 2, 3. Der Anschaulichkeit halber wird im Folgenden davon ausgegangen, dass die Fahrzeuge Lokomotiven 2, 3 und das Bahnennetz ein Schienennetz 1 ist, doch versteht sich, dass die Erfindung auf beliebige andere Arten von Fahrzeugen und die Fahrzeuge führenden Verkehrswegen übertragbar ist. Das Schienennetz umfasst hier vier funkgesteuerte Weichen 4-1 bis 4-4, die jeweils Schienenstränge 5-1 bis 5-5 miteinander verbinden. Die Weichen sind jeweils durch Signale 6 von den Schienensträngen abgegrenzt. Die Signale 6 umfassen jeweils einen Permanentmagneten, der so in der Nähe der Schienen angeordnet ist, dass sein Feld von einem von den Lokomotiven 2, 3 mitgeführten Hall-Sensor 7 wahrnehmbar ist. 1 is a schematic representation of a model vehicle system according to the invention. On a rail network 1 drive two vehicles 2 . 3 , For the sake of clarity, the following assumes that the vehicles are locomotives 2 . 3 and the rail network is a rail network 1 , but it is to be understood that the invention is transferable to any other type of vehicle and the traffic routes leading to the vehicle. The rail network comprises four radio-controlled switches 4-1 to 4-4 , each rail tracks 5-1 to 5-5 connect with each other. The switches are each by signals 6 delimited from the rail tracks. The signals 6 each include a permanent magnet that is located near the rails so that its field is from one of the locomotives 2 . 3 carried Hall sensor 7 is noticeable.

Anstelle eines Hall-Sensors kommen auch viele andere Typen von jeweils an ein leicht zu erfassendes Merkmal des Signals angepassten Sensoren in Betracht, so etwa wie eine Kamera, die in der Lage ist, von dem Signal 6 abgegebene Lichtzeichen in gleicher Weise zu erkennen und zu verarbeiten wie es bei einer großen Lokomotive der Lokomotivführer tut. Ein Barcode-Leser ist auch brauchbar; dann kann vorteilhafterweise jedes Signal 6 mit einem spezifischen, von dem Barcode-Leser erfassbaren Barcode ausgestattet sein, so dass die Steuereinheit nicht nur das Vorhandensein eines Signals in der Nähe der Lokomotive, sondern darüber hinaus auch die Identität des Signals an den Steuerrechner 12 melden kann. Berührungssensoren, Näherungsschalter, insbesondere Reed-Schalter, die jeweils bei der Vorbeifahrt durch das Signal betätigt werden, kommen auch als Sensoren in Frage.Instead of a Hall sensor, many other types of sensors, each adapted to an easily detectable feature of the signal, are also possible, such as a camera that is capable of the signal 6 to recognize and process the light signals given in the same way as the locomotive driver does for a large locomotive. A barcode reader is also useful; then each signal can advantageously 6 be equipped with a specific barcode that can be detected by the barcode reader, so that the control unit not only the presence of a signal in the vicinity of the locomotive, but also the identity of the signal to the control computer 12 can report. Touch sensors, proximity switches, in particular reed switches, which are each actuated by the signal when passing by, are also suitable as sensors.

Wie in 4 gezeigt, ist der Hall-Sensor 7 gemeinsam mit einem Mikroprozessor 8 und einem Funksender-/empfänger 9 Teil einer Steuereinheit 10, die in jede Lokomotive 2, 3 eingebaut ist, um einen Antriebsmotor 11 der Lokomotive sowie, wenn vorhanden, andere Baugruppen wie etwa einen Raucherzeuger, Schaltungen zum Erzeugen diverser Fahrgeräusche, eine Beleuchtung etc. zu betätigen.As in 4 shown is the Hall sensor 7 together with a microprocessor 8th and a radio transmitter / receiver 9 Part of a control unit 10 that in every locomotive 2 . 3 is built in to a drive motor 11 the locomotive and, if available, other components such as a smoke generator, circuits for generating various driving noises, lighting, etc.

Der Mikroprozessor 8 ist ferner ausgelegt, um eine Mehrzahl von Statusnachrichten zu erzeugen, die dann vom Funksender-/empfänger 9 ausgestrahlt werden. Eine erste Gruppe von Statusnachrichten sind solche, die einen internen Zustand der Steuereinheit 10 spezifizieren, so etwa, ob die Beleuchtung ein- oder ausgeschaltet ist, ob und in welche Richtung die Lokomotive fährt, und mit welcher Geschwindigkeit sie fährt. Nachrichten dieses Typs werden jeweils nach Empfang eines diesbezüglichen Steuerbefehls über den Funksender-/empfänger 9 erzeugt.The microprocessor 8th is also designed to generate a plurality of status messages, which are then transmitted by the radio transceiver 9 be broadcast. A first group of status messages are those that indicate an internal state of the control unit 10 specify, for example, whether the lighting is switched on or off, whether and in which direction the locomotive is traveling and at what speed Messages of this type are sent each time a corresponding control command is received via the radio transmitter / receiver 9 generated.

Eine zweite Gruppe von Statusnachrichten wird von der Steuereinheit 10 selbsttätig bei Eintritt einer vorgegebenen Bedingung gesendet. Zu diesen Statusnachrichten gehören insbesondere solche, die die Erfassung des Magnetfelds eines Signals 6 durch den Hall-Sensor 7 anzeigen.A second group of status messages is sent from the control unit 10 automatically sent when a specified condition occurs. These status messages include, in particular, those that record the magnetic field of a signal 6 through the Hall sensor 7 Show.

Die von den Steuereinheiten 10 der Lokomotiven 2, 3 kommenden Statusnachrichten werden von einem Steuerrechner 12 empfangen und ausgewertet. Da alle Steuereinheiten 10 mit der gleichen Frequenz senden, genügt ein Sender/Empfänger für den Steuerrechner 12, um die Statusnachrichten von allen zu empfangen. Um dem Steuerrechner 12 eine Zuordnung der Statusnachrichten zu den einzelnen Lokomotiven 2, 3 zu ermöglichen, senden die Steuereinheiten 10 die Statusnachrichten jeweils mit einer beifügten, für sie spezifischen Absenderadresse. Ein Beispiel für ein mögliches Format einer solchen Nachricht zeigt 3: Auf eine Serie 13 von für alle Nachrichten einheitlichen Synchronisierungsbits folgen für die jeweilige Steuereinheit 10 spezifische Adressbits 14 und schließlich Nutzlastbits 15, die die eigentliche zu übertragende Statusinformation enthalten. Der Steuerrechner 12 verfolgt die Position der Lokomotiven 2, 3 im Schienennetz 1 anhand von deren Statusnachrichten sowie mit Hilfe eines gespeicherten Modells des Schienennetzes. Das in 2 gezeigte Modell hat die Form eines Graphen, dessen Knoten jeweils den Schienensträngen 5-1 bis 5-4 und Weichen 4-1 bis 4-4 entsprechen und in der Figur auch mit diesen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Knoten verbindende Kanten entsprechen jeweils den Signalen 6. Jedem Knoten des Graphen ist eine Datenstruktur zugeordnet, in der eingetragen ist, ob und gegebenenfalls welche Lokomotive sich auf dem zugeordneten Schienenstück befindet, ob und in welche Richtung sie fährt, und, wenn das Schienenstück eine Weiche ist, welche zwei der drei auf den Knoten mündenden Kanten sie in ihrer aktuellen Stellung verbindet und welche sie alternativ verbinden könnte, in der Figur jeweils als durchgezogene bzw. gestrichelte Linie im Weichensymbol dargestellt.That from the control units 10 of the locomotives 2 . 3 upcoming status messages are sent from a control computer 12 received and evaluated. Because all control units 10 transmit at the same frequency, one transmitter / receiver for the control computer 12 is sufficient to receive the status messages from everyone. To the tax calculator 12 an assignment of the status messages to the individual locomotives 2 . 3 to allow the control units to send 10 the status messages each with an attached, specific sender address. An example of a possible format for such a message is shown 3 : On a series 13 of synchronization bits uniform for all messages follow for the respective control unit 10 specific address bits 14 and finally payload bits 15 which contain the actual status information to be transmitted. The tax calculator 12 tracks the position of locomotives 2, 3 in the rail network 1 based on their status messages and with the help of a saved model of the rail network. This in 2 The model shown is in the form of a graph, the nodes of which are the rail tracks 5-1 to 5-4 and switches 4-1 to 4-4 correspond and are also designated in the figure with these reference numerals. The edges connecting the nodes correspond to the signals 6 , A data structure is assigned to each node of the graph, in which it is entered whether and, if applicable, which locomotive is on the associated rail section, whether and in which direction it is traveling, and, if the rail section is a switch, which two of the three on the nodes merging edges connects them in their current position and which they could alternatively connect, shown in the figure as a solid or dashed line in the switch symbol.

Bei der in 1 und 2 gezeigten Situation befinden sich die Lokomotiven 2, 3 jeweils auf den Schienensträngen 5-1 bzw. 5-4 und bewegen sich in Richtung der Weiche 4-4. Aus der Struktur des Graphen ist der Steuerrechner 12 in der Lage, zu erkennen, dass die Lokomotive 3 nur auf dem Schienenstrang 5-1 weiterfahren kann, und dass dieser von der Lokomotive 2 vorher ge räumt sein muss. Wenn die Lokomotive 3 als erste an einem die Weiche 4-4 umgebenden Signal 6 eintrifft und eine entsprechende Statusnachricht an den Steuerrechner 12 sendet, so antwortet dieser mit einer an die Lokomotive 3 adressierten Steuernachricht, die ihr zu halten befiehlt. Die Steuernachricht hat ebenfalls das in 3 gezeigte und oben bereits erläuterte Format, wobei hier die Adressbits 14 eine Zieladresse, d.h. wiederum die Adresse einer der Steuereinheiten 10, enthalten. Es wird von beiden Lokomotiven 2, 3 empfangen, aber die Lokomotive 2 ignoriert es, da die in der Nachricht enthaltene Zieladresse nicht mit der ihrer eigenen Steuereinheit 10 übereinstimmt. So bleibt die Lokomotive 3 vor der Weiche stehen, während die Lokomotive 2 weiter fährt. Auch letztere sendet eine Statusnachricht, wenn sie das Signal 6 vor der Weiche 4-4 erreicht. Da der Steuerrechner aus dem Modell erkennen kann, dass das für die Lokomotive 2 erreichbare Streckenstück 5-5 frei ist, sendet er keinen Haltebefehl, und die Lokomotive 2 überquert die Weiche 4-4 in gleichmäßiger Fahrt. Sobald sie dabei das vor der Weiche liegende Signal 6 überfahren hat, d.h. unmittelbar nach Empfang der diesbezüglichen Statusnachricht, überträgt der Steuerrechner 12 die bisher dem Schienenstrang 5-1 zugeordneten Daten der Lokomotive 2 an den Knoten der Weiche 4-4. Sobald die Lokomotive 2 das Signal 6 zwischen der Weiche 4-4 und dem Schienenstrang 5-5 gequert hat, werden ihre Daten in den diesem Schienenstrang entsprechenden Knoten übertragen. Die Weiche 4-4 und der Schienenstrang 5-1 sind nun frei, so dass der Steuerrechner 12 einen Befehl zum Weiterfahren an die Lokomotive 3 senden kann.At the in 1 and 2 shown situation are the locomotives 2 . 3 each on the rail tracks 5-1 respectively. 5-4 and move towards the switch 4-4 , The control computer is from the structure of the graph 12 able to recognize that the locomotive 3 only on the rail track 5-1 can continue and that this from the locomotive 2 must be cleared beforehand. If the locomotive 3 the first one on the switch 4-4 surrounding signal 6 arrives and a corresponding status message to the control computer 12 sends, it replies with one to the locomotive 3 addressed control message that orders her to hold. The control message also has that in 3 Format shown and already explained above, with the address bits 14 a destination address, ie the address of one of the control units 10 , contain. It is used by both locomotives 2 . 3 received but the locomotive 2 ignore it because the destination address contained in the message does not match that of its own control unit 10 matches. So it stays the locomotive 3 stand in front of the switch while the locomotive 2 continues driving. The latter also sends a status message when it receives the signal 6 in front of the switch 4-4 reached. Since the control computer can recognize from the model that this is for the locomotive 2 accessible route 5-5 is free, it does not send a stop command, and the locomotive 2 crosses the switch 4-4 in steady travel. As soon as it receives the signal in front of the switch 6 has run over, ie immediately after receipt of the relevant status message, the control computer transmits 12 the previously the rail track 5-1 associated data of the locomotive 2 at the knot of the switch 4-4 , Once the locomotive 2 the signal 6 between the switch 4-4 and the rail track 5-5 has crossed, their data are transmitted to the node corresponding to this rail track. The soft 4-4 and the rail track 5-1 are now free, so the tax calculator 12 a command to continue to the locomotive 3 can send.

5 zeit ein vereinfachtes Graphenmodell des Schienennetzes, bei dem die Knoten des Graphen jeweils den Weichen 4-1 bis 4-4 und die Kanten den Schienensträngen 5-1 bis 5-5 entsprechen. Die zu jedem Knoten gespeicherte Information ist dieselbe wie beim Modell der 2; zu jeder Kante ist ge speichert, ob eine Lokomotive – und gegebenenfalls welche – sich darauf befindet und ob bzw. in welche Richtung sie fährt. 5 time a simplified graph model of the rail network, in which the nodes of the graph each switch 4-1 to 4-4 and the edges of the rail tracks 5-1 to 5-5 correspond. The information stored for each node is the same as for the model of 2 ; For every edge it is stored whether a locomotive - and if so which one - is on it and whether or in which direction it is traveling.

Einer bevorzugten Weiterentwicklung zufolge gehört zu dem Modelleisenbahnsystem neben dem Steuerrechner 12 auch wenigstens ein Handsteuergerät 16. Dieses Handsteuergerät 16 weist ein (nicht dargestelltes) Tasten- und Reglerfeld auf, welches es einem Benutzer ermöglicht, eine der Lokomotiven 2, 3 anzuwählen und eine Funknachricht auszusenden, die die ausgewählte Lokomotive spezifiziert. Diese Nachricht wird von dem Steuerrechner 12 empfangen und bewirkt, dass der Steuerrechner die Erzeugung von Steuernachrichten für die ausgewählte Lokomotive einstellt. Damit untersteht die Lokomotive der Steuerung des Benutzers, der nun mit Hilfe der Tasten oder Regler Steuernachrichten für die Lokomotive erzeugen kann. Die Lokomotive reagiert auf die Auswahl durch das Handsteuergerät 16 durch Aussenden einer Statusnachricht, die die Geschwindigkeit der Lokomotive spezifiziert. Diese Nachricht wird vom Handsteuergerät empfangen und ermöglicht es diesem, Befehle zum Steigern oder Verringern der Fahrgeschwindigkeit, die der Benutzer über einen Regler eingibt, in Steuernachrichten umzusetzen, die eine neue Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive absolut spezifizieren. Geschwindigkeitssprünge der Lokomotive beim Übergang der Kontrolle an das Handsteuergerät werden so vermieden.According to a preferred further development, the model railroad system includes the control computer 12 also at least one hand control device 16 , This handheld controller 16 has a button and controller field (not shown) which enables a user to operate one of the locomotives 2 . 3 to select and send a radio message that specifies the selected locomotive. This message is from the control computer 12 received and causes the control computer to stop generating control messages for the selected locomotive. The locomotive is thus under the control of the user, who can now generate control messages for the locomotive using the buttons or controls. The locomotive responds to the selection made by the hand control unit 16 by sending a status message specifying the speed of the locomotive. This message is received by the hand control device and enables it to convert commands for increasing or decreasing the driving speed, which the user enters via a controller, into control messages which absolutely specify a new driving speed of the locomotive. Speed jumps of the locomotive when transferring control to the hand control device are avoided.

In der gleichen oder anderen Statusnachrichten der Lokomotive können andere Parameter der Lokomotive spezifiziert sein, z.B. ob eine Beleuchtung, ein Dampf- oder Geräuscherzeuger ein- oder ausgeschaltet ist, etc., so dass der Benutzer sie am Steuergerät ablesen und berücksichtigen kann.In the same or different status messages the locomotive can other locomotive parameters may be specified, e.g. if one Lighting, a steam or sound generator switched on or off is, etc., so that the user can read them from the control unit and take them into account can.

Statusnachrichten, die die Lokomotive sendet, werden aber weiterhin vom Steuerrechner 12 empfangen, so dass dieser anhand der Statusnachrichten oder – alternativ oder ergänzend – auch durch Mithören der vom Handsteuergerät 16 an die Lokomotive gesendeten Steuernachrichten jederzeit über deren Fahrtrichtung informiert ist und so aus Nachrichten der Lokomotive, dass diese ein Signal 6 erreicht hat, schlussfolgern kann, auf welchem der Schienenstücke 4-1,..., 4-4, 5-1,..., 5-5 sie sich befindet. Kollisionen können vermieden werden, indem der Steuerrechner 12 von ihm gesteuerte Lokomotiven an der Einfahrt in Schienenstücke hindert, auf denen sich die vom Handsteuergerät 16 gesteuerte Lokomotive befindet oder auf die sie sich zubewegt. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass der Steuerrechner 12 automatisch Weichen umschaltet, um die vom Handsteuergerät 16 gesteuerte Lokomotive an von anderen Lokomotiven besetzten Schienenstücken vorbei zu lenken. Auch am Handsteuergerät 16 kann die Möglichkeit vorgesehen sein, über die Tastatur eine der Weichen anzuwählen und sie umzuschalten. Zu diesem Zweck sind die Weichen jeweils mit einem Funkempfänger ausgestattet, dem eine eindeutige Adresse zugeordnet ist. Steuerbefehle an die Weichen 4-1,..., 4-4 haben das gleiche Format und die gleiche Frequenz wie Steuerbefehle an die Lokomotiven.Status messages sent by the locomotive are still sent from the control computer 12 received so that this is based on the status messages or - alternatively or additionally - also by listening in on the hand control unit 16 Control messages sent to the locomotive are informed at all times about their direction of travel and so from messages from the locomotive that this is a signal 6 has reached, can conclude on which of the rail sections 4-1 , ..., 4-4, 5-1 , ..., 5-5 it is located. Collisions can be avoided by the control computer 12 Locomotives controlled by him prevent entry into rail sections on which the hand control unit is located 16 controlled locomotive or to which it is moving. There is also the possibility that the control computer 12 switches automatically to switch from the manual control unit 16 to steer the controlled locomotive past rail sections occupied by other locomotives. Also on the hand control unit 16 the possibility can be provided to select one of the switches via the keyboard and to switch them. For this purpose, the turnouts are each equipped with a radio receiver to which a unique address is assigned. Control commands to the switches 4-1 , ..., 4-4 have the same format and frequency as control commands to the locomotives.

Wenn durch eine entsprechende Eingabe an der Tastatur des Handsteuergeräts 16 die Lokomotive abgewählt oder eine andere ausgewählt wird, wird eine entsprechende Steuernachricht an die Lokomotive und den Steuerrechner 12 übertragen, und der Steuerrechner 12 übernimmt wieder die Steuerung der abgewählten Lokomotive. In diesem Fall überträgt die Lokomotive die gleichen Statusnachrichten wie bei der Übernahme der Kontrolle durch das Handsteuergerät 16, so dass der Steuerrechner 12 alle relevanten Parameter der Lokomotive zur Verfügung hat.If by a corresponding input on the keyboard of the hand control unit 16 the locomotive is deselected or another is selected, a corresponding control message is sent to the locomotive and the control computer 12 transferred, and the control computer 12 takes over control of the deselected locomotive again. In this case, the locomotive transmits the same status messages as when the hand control unit took control 16 so the control calculator 12 has all relevant parameters of the locomotive available.

Da die Übertragungskapazität des Funkkanals wesentlich größer als der Übertragungsbedarf zwischen den Lokomotiven und den Steuergeräten 12, 16 ist, auch wenn die Zahl der Lokomotiven wesentlich größer als zwei ist und mehrere Handsteuergeräte gleichzeitig im Einsatz sind, ist die Kollisionsgefahr der Nachrichten auf dem Funkkanal gering, so dass zur Kollisionsauflösung einfache herkömmliche Verfahren, z.B. nach dem ALO-HA-Protokoll, genügen.Because the transmission capacity of the radio channel is significantly greater than the transmission requirement between the locomotives and the control units 12 . 16 is, even if the number of locomotives is significantly larger than two and several hand control devices are used at the same time, the risk of collision of the messages on the radio channel is low, so that simple conventional methods, e.g. according to the ALO-HA protocol, are sufficient to resolve the collision.

Das Handsteuergerät 16 muss nicht unbedingt ein vom Steuerrechner körperlich getrenntes Gerät mit eigenem Sender und Empfänger sein. Insbesondere wenn der Steuerrechner 12 durch einen Prozess auf einem PC mit Bildschirm implementiert ist, kann das Handsteuergerät 16 durch einen zweiten Prozess realisiert werden, der zeitgleich mit dem Steuerrechner-Prozess abläuft und der den Bildschirm nutzt, um eine Bedienungsoberfläche des Handsteuergeräts anzuzeigen, die über Tastatur oder Maus des PC betätigt werden kann. Diese zwei Prozesse können untereinander direkt im PC, ohne Zwischenschaltung einer Funkverbindung, Daten austauschen, und es genügt ein Sender/Empfänger, um die von beiden Prozessen erzeugten Steuernachrichten zu senden und für diese Prozesse bestimmte Statusnachrichten zu empfangen.The hand control device 16 does not necessarily have to be a device physically separate from the control computer with its own transmitter and receiver. Especially when the control computer 12 The handheld controller can be implemented by a process on a PC with a screen 16 can be realized by a second process which runs simultaneously with the control computer process and which uses the screen to display a user interface of the Manual control unit display that can be operated via keyboard or mouse of the PC. These two processes can exchange data with each other directly in the PC, without the intermediary of a radio connection, and a transmitter / receiver is sufficient to send the control messages generated by both processes and to receive status messages intended for these processes.

Um mehreren Benutzern gleichzeitig das Spiel mit dem Modelleisenbahnsystem zu ermöglichen, können auch mehrere Handsteuergeräte 16 vorhanden sein, mit denen jeweils eine Lokomotive ausgewählt und gesteuert werden kann. Bei einem solchen System ist es zweckmäßig, das in 3 gezeigte Format der Nachrichten um ein Absender-Adressfeld zu erweitern, das vom Steuerrechner 12 und den Handsteuergeräten 16 benutzt wird, um eine für sie charakteristische Absenderadresse einzutragen. Wenn eine Lokomotive einen Befehl eines Handsteuergeräts empfängt, mit dem sie ausgewählt wird, speichert ihre Steuereinheit 10 die darin enthaltene Absenderadresse. Bei allen anschließend empfangenen Steuernachrichten vergleicht sie nicht nur die darin enthaltene Empfängeradresse mit ihrer eigenen, sondern auch die Absenderadresse mit der gespeicherten, und reagiert auf eine Steuernachricht nur dann, wenn beide übereinstimmen. Auf diese Weise ist ein Zugriff von zwei Handsteuergeräten gleichzeitig auf eine Lokomotive ausgeschlossen. Bei einer vom Steuerrechner 12 gesteuerten Lokomotive findet kein Vergleich der Absenderadresse statt, so dass jederzeit ein Handsteuergerät die Kontrolle über eine solche Lokomotive übernehmen kann.In order to allow several users to play with the model railroad system at the same time, several hand control units can also be used 16 be available with which a locomotive can be selected and controlled. With such a system, it is expedient that the in 3 shown format of the messages to expand a sender address field by the control computer 12 and the hand control units 16 is used to enter a sender address that is characteristic of them. When a locomotive receives a command from a handheld controller to select it, its control unit stores 10 the sender address contained therein. For all control messages subsequently received, it not only compares the recipient address contained therein with its own address, but also the sender address with the stored address, and only reacts to a control message if the two agree. In this way, access to a locomotive from two hand control devices is excluded at the same time. With one from the control computer 12 controlled locomotive, there is no comparison of the sender address, so that a hand control device can take control of such a locomotive at any time.

Durch einen Befehl zum Abwählen einer Lokomotive vom Handsteuergerät wird dessen Adresse in der Steuereinheit 10 der Lokomotive gelöscht, so dass sie wieder Steuernachrichten vom Steuerrechner 12 berücksichtigt.With a command to deselect a locomotive from the hand control device, its address is in the control unit 10 the locomotive deleted so that they can get control messages from the control computer again 12 considered.

Das erfindungsgemäße Modellbahnsystem ist auch ohne Steuerrechner 12, nur mit einem oder mehreren Handsteuergeräten 16 funktionsfähig. Dann erhalten nur die von den Handsteuergeräten ausgewählten Lokomotiven Steuernachrichten, andere eventuell vorhandene Lokomotiven stehen still oder führen einen autonom durch ihre Steuereinheit 10 gesteuerten Fahrbetrieb aus, indem sie z.B. ständig zwischen zwei einen Schienenabschnitt begrenzenden Signalen 6 hin- und herfahren.The model railroad system according to the invention is also without a control computer 12 , only with one or more hand control devices 16 functioning. Then only the locomotives selected by the hand control units receive control messages, other possibly existing locomotives stand still or guide you autonomously through their control unit 10 controlled driving operation by, for example, constantly between two signals delimiting a rail section 6 drive back and forth.

Claims

Control unit ( 10 ) for a train-bound model vehicle ( 2 . 3 ) which is a recipient ( 9 ) for tax messages and one to the recipient ( 9 ) connected processor ( 8th ) to control a drive motor ( 11 ) of the model vehicle ( 2 . 3 ) based on the received control messages, characterized in that to the processor ( 8th ) also a transmitter ( 9 ) for sending from the processor ( 8th ) generated status messages is connected.

Control unit according to claim 1, characterized in that the transmitter ( 9 ) is a radio transmitter.

Control unit according to claim 1 or 2, characterized in that the transmitter ( 9 ) and the recipient ( 9 ) use the same transmission medium.

Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the processor ( 8th ) is set up, a recipient address from each control message ( 14 ) and only consider the control message if the recipient address ( 14 ) with its own address of the processor ( 8th ) matches.

Control unit according to claim 4, characterized in that the processor ( 8th ) your own address ( 14 ) in every status message.

Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that the processor ( 8th ) is set up to generate a status message that specifies the speed of the vehicle.

Control unit according to one of the preceding claims, characterized in that it has at least one sensor ( 7 ) for detecting a property of the surroundings of the vehicle ( 2 . 3 ) and that the processor ( 8th ) is set up to generate a status message that specifies the detected property.

Control unit according to claim 7, characterized in that the sensor ( 7 ) is a magnetic field sensor, an optical sensor, a contact sensor or a proximity switch.

Model vehicle ( 2 . 3 ), characterized by a control unit ( 10 ) according to one of the preceding claims.

Tax calculator ( 12 ) for a model vehicle system that includes a rail network ( 1 ) and a number of model vehicles ( 2 . 3 ) according to claim 9, characterized in that the control computer ( 12 ) has a transmitter for sending the control messages and a receiver for receiving the status messages and is set up to take into account the content of the status messages when generating the control messages.

Control computer according to claim 10, characterized in that it via a stored model ( 2 ; 5 ) of the rail network ( 1 ) and the location of a model vehicle ( 2 ; 3 ) based on the model and that of the model vehicle ( 2 ; 3 ) track received status messages.

Control computer according to claim 10 or 11, characterized in that the model is a graph, the nodes ( 4-1 , ..., 4-4; 5-1 , ..., 5-5 ) one each with route markings ( 6 ) correspond to the limited piece of rail, and that to each node ( 4-1 , ..., 4-4; 5-1 , ..., 5-5 ) is recorded whether a model vehicle is in the rail section corresponding to the node ( 4-1 , ..., 4-4; 5-1 , ..., 5-5 ) is located.

Control computer according to one of Claims 10 to 12, characterized in that it is set up to determine the location in the rail network ( 1 ) also of model vehicles for which he does not generate tax messages.

Control computer according to claim 13, characterized in that it is set up to generate control messages for a model vehicle each upon receipt of a selection control message assigned to the model vehicle cancel or record.

Control unit ( 16 ) for a model rail vehicle system with a control computer ( 12 ) according to claim 14, characterized in that it has a user interface for specifying a model vehicle ( 2 . 3 ) control messages to be sent by a user and is set up to generate the selection control message.

Control unit ( 16 ) according to claim 15, characterized in that it is a control computer ( 12 ) has separate transmitter and receiver.

Control unit ( 16 ) according to claim 15, characterized in that it is connected to a common with the control computer ( 12 ) used transmitter and receiver is connected.

Model rail vehicle system with at least one vehicle having a control unit according to claim 7 or 8, a rail network ( 1 ) and a control computer ( 12 ) according to one of claims 10 to 14, characterized in that the sensor ( 7 ) property of the surroundings to be recorded the presence of a route marker ( 6 ) on the railway network ( 1 ) is.