DE20321673U1

DE20321673U1 - Model vehicle system and components for it

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Publication number: DE20321673U1
Application number: DE20321673U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2013-01-23
Also published as: DE10302581A1

Abstract

Steuereinheit (10) für ein bahngebundenes Modellfahrzeug (2, 3), die einen Empfänger (9) für Steuernachrichten und einen an den Empfänger (9) angeschlossenen Prozessor (8) zum Steuern eines Antriebsmotors (11) des Modellfahrzeugs (2, 3) anhand der empfangenen Steuernachrichtenund einen an den Prozessor (8) angeschlossenen Sender (9) zum Aussenden von von dem Prozessor (8) erzeugten Statusnachrichten umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Sensor (7) zum Erfassen einer Eigenschaft der Umgebung des Fahrzeugs (2, 3) umfasst, und dass der Prozessor (8) eingerichtet ist, eine Statusnachricht zu erzeugen, die die erfasste Eigenschaft spezifiziert.Control unit (10) for a train-bound model vehicle (2, 3) comprising a receiver (9) for control messages and a processor (8) connected to the receiver (9) for controlling a drive motor (11) of the model vehicle (2, 3) the received control messages and a transmitter (9) connected to the processor (8) for transmitting status messages generated by the processor (8), characterized in that it comprises at least one sensor (7) for detecting a characteristic of the surroundings of the vehicle (2, 3), and that the processor (8) is arranged to generate a status message specifying the detected property.

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 The present invention relates to a model vehicle system with track-bound Vehicles, in particular a model railway system or a model racecourse, and components of such a system, such as a model vehicle, a built-in such a vehicle control unit and a Control computer for controlling the movements and possibly other functions 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. DE 100 11 978 A1 offenbart ein Modelleisenbahnsystem, bei dem die Schienen zum Übertragen der Befehle an die Lokomotiven genutzt werden.Model railway systems often include a complex rail network on which a large number of locomotives are to drive independently of each other more or less simultaneously to simulate realistic rail operation. It is known to control the movements of locomotives in such a system by means of a computer which sends commands to the locomotives by means of a given control program, causing them to go forward or backward at a certain speed, stopping, and possibly additional equipment such as Lighting, smoke generator, driving noise generator, etc. to operate. DE 100 11 978 A1 discloses a model railroad system in which the rails are used to transmit the commands to the locomotives.

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.These Type of command transmission is indeed relatively inexpensive but has some serious disadvantages. On the one hand is due to the indefinite damping properties of Head the transmission capacity for Commands are not high, so bottlenecks can not be ruled out, when a variety of locomotives is to be controlled. Furthermore the quality of the transmission is critical from the state of the electrical contacts between the rails as well as from the number of such contacts between the place of Feeding of the control commands into the railway network and the whereabouts lie to be controlled locomotive. This can cause that in some regions of the rail network commands are not reliable be received. Finding bad contacts and repairing them is very time consuming, but even if the quality the contacts is good, this known technique sets limits for the extent that a model railway track network can have that exceed requires a lot of effort.

Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn zur Übertragung der Befehle eine Funkverbindung genutzt wird. Ein Modelleisenbahnsystem mit funkgesteuerten Lokomotiven ist z. B. in DE 27 35 521 beschrieben. Wenn mehrere Lokomotiven auf einem gemeinsamen Schienennetz fahren sollen, so wird bei diesem bekannten System 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 a radio link is used to transmit the commands. A model railway system with radio-controlled locomotives is z. In DE 27 35 521 described. If several locomotives to drive on a common rail network, so in this known system for each individual own radio frequency is required. This limits the expandability of the system, making it unsuitable for large model railroad systems with many locomotives.

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. CH 672 437 A5 schlägt vor, solche Signale mit Hilfe von stationären Strichcodelesern zu realisieren, die angeordnet sind, um einen am rollenden Material angebrachten Strichcode zu erfassen und dadurch einer Steuerungseinheit Aufschluss über den Aufenthaltsort des rollenden Materials zu geben. Jeder Strichcodeleser muss mit der Steuerungseinheit 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.In order to automate a driving operation with several locomotives in a model railway network, route signals are required. These act conventionally, by turning off a locomotive on reaching a halted signal and only restart it when the signal is remotely switched to driving by a control computer or the locomotive re-starts when it receives a command from the control computer. CH 672 437 A5 Proposes to realize such signals by means of stationary bar code readers which are arranged to detect a bar code attached to the rolling stock and thereby give a control unit information about the location of the rolling stock. Each bar code reader must be connected to the control unit via a jumper wire, which should be buried so as not to affect the appearance of the model. This installation 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.Of the Control computer sends drive commands to the locomotives and switching commands on track signals and points according to one in a control program predetermined time pattern, the times for switching the path signals generally need to be programmed to ensure that that at the time the track signal switched to driving or a drive command is sent to a locomotive that is sent from the Control computer expected locomotive actually the route signal is located. A user who has such a control program Therefore, the driving distances and times of the individual must be determined Trains accurately detect the switching times of the signals set appropriately, so that a trouble-free operation results. Again, this is a cumbersome, time-consuming 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.A The object of the present invention is a model vehicle system, a control computer and a model vehicle for it, as well To provide a control unit for a model vehicle, the the implementation of automatic or semi-automatic driving simplify.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst durch eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Indem ein Sensor zum Erfassen einer Eigenschaft der Umgebung des Fahrzeugs wie etwa des Vorhandenseins eines Haltesignals in dessen Steuereinheit einbezogen ist, wird die Steuereinheit des Fahrzeugs selbst befähigt, einem stationären Steuerrechner Aufschluss über die Umgebung des Fahrzeugs zu liefern, die diese bei der Erzeugung von Steuernachrichten für das Fahrzeug berücksichtigen kann. Ein Bedarf für stationäre Sensoren zur Fahrzeugerfassung und -identifizierung, wie sie in CH 672 437 vorgesehen sind, entfällt.The object is achieved on the one hand by a control unit having the features of claim 1. By including a sensor for detecting a property of the environment of the vehicle such as the presence of a stop signal in its control unit, the control unit of the vehicle itself is enabled, a stationary control computer Information about the environment of the Vehicle to consider this in the generation of control messages for the vehicle. A need for stationary vehicle detection and identification sensors as disclosed in US Pat CH 672 437 are provided, deleted.

Um die eingangs geschilderten Probleme bei der Nachrichtenübertragung auf den Leitern der Schienen zu vermeiden, ist der Sender der erfindungsgemäßen Steuereinheit vorzugsweise ein Funksender.Around the initially described problems with the transmission of messages on the ladders of the rails, the transmitter is the invention Control unit 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.Of the Sender of the control computer could well in conventional Wired on the supply lines of the rails send. A simplification arises, however, if sender and receiver use a same transmission medium for the control unit, Preferably, therefore, when 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 simultaneously in one system should be controllable, it is appropriate that in the control messages each have a recipient address of a Vehicle is inserted, for which it is intended is, and that the processor of the control unit of this vehicle set up is, from each control message he receives, a recipient address extract and only consider the control message if the recipient address matches a separate address of the processor. In this way, in particular, a large number of model vehicles over 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.Vice versa it is expedient that the processor of the control unit insert your own address into any status message that he sends so as to the control computer receiving the message to allow to identify their sender.

Um einen störungsfreien Wechsel von der automatischen zur manuellen Steuerung eines Modellfahrzeugs zu ermöglichen, ist es insbesondere wünschenswert, dass der Prozessor eingerichtet ist, eine Statusnachricht zu erzeugen, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs spezifiziert, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird.Around a trouble-free change from automatic to to enable manual control of a model vehicle In particular, it is desirable that the processor be set up is to generate a status message indicating the speed of the Vehicle specified, as explained in more detail below becomes.

Der Sensor der Steuereinheit kann insbesondere ein Magnetfeldsensor sein, 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.Of the Sensor of the control unit may in particular be a magnetic field sensor which is capable of receiving a stop signal To capture magnets. An optical sensor such as a simple one Photocell, a barcode reader or a camera also comes in Consideration, as well as touch or proximity sensors, especially reed switch.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Modellfahrzeug, das eine Steuereinheit wie oben erläutert aufweist.object The invention further relates to a model vehicle, which is 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.One Another object of the invention is a control computer for the communication with a control unit as defined above on the one hand via a Transmitter for sending the control messages and on the other hand has a receiver to receive the status messages and is arranged to generate the control messages while generating the content the status messages.

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 over a stored model of the rail network of the system and is established, the whereabouts of a model vehicle based on the Model and the status messages received from the model vehicle to pursue.

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.A Such tracking is easily feasible with the help of a model in the form of a graph, the nodes of which are each marked by distance markings, in particular holding signals, be bordered rail section, in particular a rail track or a turnout correspond, and its Each edge corresponding to a route marker. It is sufficient, that is recorded for each node of the graph, whether a model vehicle in the rail section corresponding to the node. A more detailed knowledge of the whereabouts of the individual model vehicles not necessary. In an equivalent way is too a graphene model usable whose edges a rail track and whose 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 be both model vehicles, for which the control computer Control messages generated, as well as include, for which he generates no control messages. Conveniently, is the tax computer set up, also the whereabouts of to pursue the latter in the rail network. this makes possible it to him, in generating the tax messages for the vehicles controlled by him also the whereabouts of this not to take into account vehicles controlled by it 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.Conveniently, a control message is defined upon receipt of which the control computer reacts by causing the generation of control messages for An assigned model vehicle breaks off or picks up. this makes possible it to a user, a model vehicle as desired by the controller through the control computer to withdraw or subordinate it again.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of embodiments with reference to the attached figures. Show it:

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

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

3 ein Beispiel für ein zwischen Steuerrechner und Modellfahrzeugen übertragenes Nachrichtenformat; 3 an example of a message format transmitted between 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 web network 1 drive two vehicles 2 . 3 , For the sake of clarity, it is assumed below that the vehicles are locomotives 2 . 3 and the rail network a rail network 1 It should be understood, however, that the invention is applicable to any other type of vehicle and vehicle traffic route. The rail network includes four radio-controlled points 4-1 to 4-4 , each rail tracks 5-1 to 5-5 connect with each other. The switches are each by signals 6 separated from the rail tracks. The signals 6 each comprise a permanent magnet disposed in the vicinity of the rails such that its field is from one of the locomotives 2 . 3 entrained Hall sensor 7 is perceptible.

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, there are also many other types of sensors adapted to an easily detectable feature of the signal, such as a camera capable of the signal 6 emitted light signs in the same way to recognize and process as it does in a large locomotive locomotive drivers. A barcode reader is also useful; then advantageously every signal 6 be equipped with a specific, detectable by the barcode reader barcode, 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 when passing by the signal, 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 in every locomotive 2 . 3 is built in to a drive motor 11 the locomotive and, if available, other assemblies such as a smoke generator, circuits for generating various driving noise, lighting, etc. to operate.

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 further configured to generate a plurality of status messages which are then received from the radio transmitter / receiver 9 be broadcast. A first group of status messages are those that have an internal state of the control unit 10 specify whether the light is on or off, whether and in what direction the locomotive is traveling, and at what speed it is traveling. Messages of this type are received each time after receipt of a control command 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 from the control unit 10 automatically sent on the occurrence of a given condition. These status messages include, in particular, those that detect 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.The from the control units 10 the locomotives 2 . 3 upcoming status messages are from a control computer 12 received and evaluated. Because all the control units 10 send with the same frequency, a transmitter / receiver is sufficient for the control computer 12 to receive the status messages from all. To the control computer 12 an assignment of the status messages to the individual locomotives 2 . 3 to enable send the control units 10 the status messages each with an attached, for them specific sender address. An example of a possible format of such a message shows 3 : On a series 13 of synchronization for all messages synchronization bits follow for the respective control unit 10 specific address bits 14 and finally payload bits 15 that contain the actual status information to be transmitted. The control computer 12 tracks the position of the locomotives 2 . 3 in the rail network 1 based on their status messages as well as with the help of a stored model of the rail network. This in 2 The model shown has the form of a graph whose nodes each represent 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 nodes connecting edges correspond to the signals, respectively 6 , Each node of the graph is associated with a data structure in which is entered, if any, which locomotive is on the associated rail track, if and in which direction it is traveling, and if the rail section is a switch, which two of the three on the node opening edges connecting them in their current position and which they could alternatively connect, each represented in the figure as a solid or dashed line in the turnout 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 tion are the locomotives 2 . 3 each on the rail tracks 5-1 respectively. 5-4 and move in the direction of the switch 4-4 , From the structure of the graph is the control computer 12 able to recognize that the locomotive 3 only on the rail track 5-1 can continue, and that of the locomotive 2 must be cleared beforehand. If the locomotive 3 as the first on one the switch 4-4 surrounding signal 6 arrives and a corresponding status message to the control computer 12 sends, then it replies with one to the locomotive 3 addressed control message that commands her to keep. The control message also has the in 3 shown and already explained above format, in which case the address bits 14 a destination address, ie in turn the address of one of the control units 10 , contain. It is powered by both locomotives 2 . 3 received, but the locomotive 2 ignores it because the destination address contained in the message does not match that of its own control unit 10 matches. This is how the locomotive stays 3 stand in front of the switch while the locomotive 2 continues to drive. 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 from the model can recognize that for the locomotive 2 achievable distance piece 5-5 is free, he sends no stop command, and the locomotive 2 crosses the switch 4-4 in a smooth ride. As soon as she takes the signal lying in front of the switch 6 has overrun, ie immediately after receiving the relevant status message, transfers the control computer 12 so far the rail track 5-1 assigned data of the locomotive 2 at the nodes of the switch 4-4 , Once the locomotive 2 the signal 6 between the switch 4-4 and the rail track 5-5 their data is transmitted in the node corresponding to this 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 respectively the course 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 the model of 2 ; To each edge is ge stores, whether a locomotive - and possibly which - is on it and whether or in which direction she drives.

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 development belongs to the model railway system next to the control computer 12 also at least one hand control device 16 , This hand control device 16 has a button and control panel (not shown) that allows a user to select one of the locomotives 2 . 3 dial and send a radio message specifying the selected locomotive. This message is from the control computer 12 receives and causes the control computer to stop generating control messages for the selected locomotive. Thus, the locomotive is under the control of the user, who can now generate control messages for the locomotive with the aid of the buttons or controls. The locomotive responds to the selection by the manual control unit 16 by sending a status message specifying the speed of the locomotive. This message is received by the hand controller and allows it to translate commands for increasing or decreasing the vehicle speed that the user inputs via a controller into control messages that absolutely specify a new vehicle speed of the locomotive. Speed jumps of the locomotive during the transition of the control to the manual control unit are thus 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 other status messages of the locomotive be specified other parameters of the locomotive, z. B. if a Lighting, a steam or noise generator on or is turned off, etc., allowing the user to control it read and take into account.

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.However, status messages sent by the locomotive are still received from the control computer 12 receive, so that this on the basis of the status messages or - alternatively or additionally - by monitoring the hand control unit 16 to the locomotive sent control messages at any time on the direction of travel is informed and so from messages of the locomotive that this is a signal 6 has reached, on which of the rail pieces 4-1 , ..., 4-4 . 5-1 , ..., 5-5 she is. Collisions can be avoided by the control computer 12 controlled by him locomotives at the entrance to rail pieces, which are on the hand control unit 16 controlled locomotive or to which it moves. There is also the possibility that the control computer 12 automatically switches over to those of the manual control unit 16 controlled locomotive to steer by railroad cars occupied by other locomotives over. Also on the hand control unit 16 the possibility may be provided to select one of the points via the keyboard and to switch over them. For this purpose, the points are each equipped with a radio receiver, which is assigned a unique address. Control commands to the points 4-1 , ..., 4-4 have the same format and the same 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 an appropriate input on the keyboard of the hand control unit 16 the locomotive is deselected or another is selected, a corresponding control message to the locomotive and the control computer 12 transferred, and the control computer 12 takes over the control again the deselected locomotive. In this case, the locomotive transmits the same status messages as when the hand control unit took control 16 so that the control computer 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 ALOHA-Protokoll, genügen.Since the transmission capacity of the radio channel is much larger than the transmission requirement between the locomotives and the control units 12 . 16 is, even if the number of locomotives is much larger than two and multiple hand control devices are simultaneously in use, the risk of collision of the messages on the radio channel is low, so that for collision resolution simple conventional methods, eg. B. according to the ALOHA protocol, suffice.

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 unit 16 does not necessarily have to be physically separate from the control computer device with its own transmitter and receiver. Especially if the control computer 12 implemented by a process on a PC with screen, the hand control unit can 16 be realized by a second process, which runs concurrently with the control computer process and which uses the screen to display a user interface of the manual control device, which can be operated via keyboard or mouse of the PC. These two processes can exchange data directly with one another in the PC without the need for a radio connection, and a transmitter / receiver is sufficient to send the control messages generated by both processes and to receive specific status messages 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.To enable several users at the same time the game with the model railway system, also several hand control devices 16 be present, with each of which a locomotive can be selected and controlled. In such a system, it is appropriate that in 3 displayed message format to extend a sender address field from the control computer 12 and the hand control devices 16 is used to enter a sender address that is characteristic of it. When a locomotive receives a command from a handheld controller with which it is selected, its controller stores 10 the sender address contained therein. For all subsequently received control messages, it not only compares the recipient address contained therein with its own, but also the sender address with the stored, and responds to a control message only if both match. In this way, an access of two hand control devices is simultaneously excluded to a locomotive. At one of the control computer 12 controlled locomotive is no comparison of the sender address, so that at any time a hand control device can take control of such a locomotive.

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.By command to deselect a locomotive from the manual control unit whose address in the control unit 10 the locomotive cleared, allowing them to return control messages from the control computer 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 railway system according to the invention is also without control computer 12 , only with one or more hand control devices 16 functioning. Then only the locomotives selected by the manual control units receive control messages, other possibly existing locomotives stand still or lead autonomously through their control unit 10 controlled driving operation by z. B. constantly between two a rail section limiting signals 6 drive back and forth.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10011978 A1 [0002]
- DE 2735521 [0004]
- CH 672437 A5 [0005]
- CH 672437 [0008]

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 ) for controlling a drive motor ( 11 ) of the model vehicle ( 2 . 3 ) based on the received control messages and one to the processor ( 8th ) connected transmitter ( 9 ) for sending from the processor ( 8th ), characterized in that it comprises at least one sensor ( 7 ) for detecting a property of the environment of the vehicle ( 2 . 3 ) and that the processor ( 8th ) is arranged to generate a status message specifying the detected property.

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, from each control message a recipient address ( 14 ) and to include the control message only if the recipient address ( 14 ) with a separate 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 arranged to generate a status message specifying the speed of the vehicle.

Control unit according to one of the preceding claims, 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 any one of the preceding claims.

Control computer ( 12 ) for a model vehicle system using a railway network ( 1 ) and a plurality of model vehicles ( 2 . 3 ) according to claim 9, characterized in that the control computer ( 12 ) has a transmitter for transmitting the control messages and a receiver for receiving the status messages and is arranged to take into account the content of the status messages when generating the control messages.

Control computer according to claim 9, characterized in that it has a stored model ( 2 ; 5 ) of the railway network ( 1 ) and the location of a model vehicle ( 2 ; 3 ) based on the model and that of the model vehicle ( 2 ; 3 ) to track received status messages.

Control computer according to claim 9 or 10, characterized in that the model is a graph whose node ( 4-1 , ..., 4-4 ; 5-1 , ..., 5-5 ) one each by way of distance markings ( 6 ), and that to each node ( 4-1 , ..., 4-4 ; 5-1 , ..., 5-5 ) is recorded, whether a model vehicle 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 9 to 11, characterized in that it is arranged, the whereabouts in the railway network ( 1 ) of model vehicles for which he generates no control messages.

Control computer according to claim 12, characterized that it is set up, the generation of control messages for a model vehicle each upon receipt of a model vehicle abort or record associated selection control message.

Control unit ( 16 ) for a model rail vehicle system with a control computer ( 12 ) according to claim 13, characterized in that it has a user interface for specifying to a model vehicle ( 2 . 3 ), and is arranged to generate the selection control message.

Control unit ( 16 ) according to claim 14, characterized in that it is one from the control computer ( 12 ) has separate transmitter and receiver.

Control unit ( 16 ) according to claim 14, 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 one of claims 1 to 7, a web network ( 1 ) and a control computer ( 12 ) according to any one of claims 9 to 13, characterized in that by the sensor ( 7 ) characteristic of the environment the presence of a route marker ( 6 ) on the railway network ( 1 ).