WO2015128147A1 - Fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, mit bremsvermögensberechnungsmöglichkeit und verfahren zu dessen betrieb - Google Patents

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    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/406—Test-mode; Self-diagnosis

Definitions

  • Vehicle in particular rail vehicle, with braking capacity calculation method and method for its operation
  • the invention relates to a method for operating a vehicle, in particular a rail vehicle, wherein in the method a braking capacity value indicating the braking capacity of the brakes of the vehicle is determined.
  • the calculation of the braking capacity value is carried out on rail vehicles, in particular railway trains, usually on the basis of parameters which represent the worst expected operating state of the vehicle in order to always be able to guarantee sufficient safety reserves.
  • a problem with the previously known procedure is that the calculated braking capacity values can result in operating restrictions which make the economical operation of the vehicles difficult: For example, a braking capacity value that is too low to reality can force a speed limit on certain sections that would actually not be necessary.
  • the invention is accordingly based on the object of specifying a method for operating a vehicle, in which practice-oriented braking power values are determined.
  • a failure state measured value indicating the respective current failure state of the brakes is determined and used in the calculation of the
  • Braking power value of the failure state measurement and at least one other measurement that indicates the state of the vehicle or a vehicle component of the vehicle is used.
  • a significant advantage of the method according to the invention is the fact that by using two measured values, namely the failure state measured value and at least one further measured value, the braking capacity value can be determined more accurately and closer to reality than with previously known methods and unnecessary operating restrictions during driving operation can be avoided.
  • the respective vehicle mass is measured and a mass measured value is determined as a further measured value and the braking power value is determined at least also as a function of the current mass measured value.
  • the vehicle mass is measured while driving.
  • the air pressure in the air suspension of the vehicle is measured with the formation of an air pressure measured value and the mass measured value is formed with the air pressure measured value.
  • the wheel diameter of one or more wheels of the vehicle can be measured and a wheel diameter measured value can be determined as a further measured value.
  • the braking capacity value is preferably at least depending on the
  • the wheel diameter is preferably measured as part of a vehicle maintenance or vehicle inspection.
  • the wheel diameter measured value is preferably stored in a memory of the vehicle, in particular a memory of a control device of the vehicle.
  • the linkage efficiency of the brakes can be measured and a further measured value
  • Linkage efficiency measurement value are formed.
  • the braking capacity value is preferably determined at least also in dependence on the linkage efficiency measurement value.
  • the linkage efficiency is preferably measured as part of a vehicle maintenance or vehicle inspection.
  • the linkage measurement value is preferably stored in a memory of the vehicle, in particular a memory of a control device of the vehicle.
  • the boom efficiency can be measured while driving, whether it be regular or irregular.
  • braking power value a so-called braking hundredth value is preferably determined.
  • control of the brakes is preferably taking into account the calculated braking power value;
  • time of triggering a braking request is preferably determined taking into account the calculated braking capacity value.
  • the determination of the permissible maximum speed of the vehicle can also be carried out taking into account the calculated braking power value, depending on the respective route section or independently of the respective route section.
  • a provisional braking capacity value is first determined with the failure state measurement value
  • Braking distance is determined, - the provisional Bremshackswert is corrected with the further measured value or with one of the further measured values to form a corrected braking distance and
  • the (final) braking power value indicating the braking capacity of the vehicle's brakes is calculated using the corrected braking distance.
  • the provisional braking capacity value So is preferably corrected with the further measured value or with one of the further measured values, forming a corrected braking distance Sk.
  • t represents the response time of the brakes, Ff the running resistance, V a predetermined output velocity and Fo the braking force of the vehicle under the conditions which apply to the provisional braking ability value ⁇ (this is preferably the braking force when the vehicle is new when the provisional braking power value ⁇ has been determined for the new condition) and Fk is calculated according to tlk do
  • dk is a wheel diameter reading indicating the current wheel diameter of the wheels of the vehicle
  • ⁇ k is a linkage efficiency reading indicative of the current linkage efficiency of the vehicle
  • the (final) braking power value indicating the braking capacity of the brakes of the vehicle is preferably lowered
  • the invention also relates to a control device, in particular brake control device, for a vehicle, in particular a rail vehicle, wherein the control device is adapted to determine a Bremshackswert the brakes of the vehicle.
  • control unit is designed such that it, in particular in the context of a
  • the respective failure state of the brakes ermit- and in the calculation of the braking power value, the failure state measured value and at least one further measured value that indicates the state of the vehicle or a vehicle component of the vehicle can be generated.
  • control unit has a memory in which a wheel diameter measured value measured within the scope of a vehicle maintenance, vehicle inspection or normal vehicle operation and / or a linkage efficiency measurement value measured during vehicle maintenance, vehicle inspection or normal vehicle operation is stored or at least storable, and the control unit is designed such that it at least also in dependence on the stored the Bremshackswert
  • control unit is connected to a vehicle mass determination device or includes such itself, which can measure the respective vehicle mass and determine a mass measured value as a further measured value.
  • control unit is preferably configured such that it determines the braking capacity value at least also in dependence on the current mass measured value. It is particularly advantageous if the vehicle mass determination device measures the air pressure in the air suspension of the vehicle and forms the mass measured value with the air pressure measurement value.
  • the invention also relates to a rail vehicle with a control device, as has been described above. With regard to the advantages of the rail vehicle according to the invention, reference is made to the above statements.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle that is equipped with a brake control unit, wherein the brake control unit can calculate a current braking capacity value on the basis of two measured values, FIG.
  • FIG. 2 shows the operation of the brake control device according to FIG. 1 in greater detail, by way of example in detail,
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle that is equipped with a brake control unit that can calculate a current braking capacity value based on three measured values
  • FIG. 4 shows the mode of operation of the brake control device according to FIG. 3 in greater detail by way of example in detail
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle that is equipped with a brake control unit that can calculate a current braking capacity value based on four measured values
  • Figure 6 shows the operation of the brake control device according to Figure 5 by way of example in more detail, in the figures, the same reference numerals are used for identical or comparable components for reasons of clarity.
  • 1 shows an embodiment of a rail vehicle 10, which - as shown by way of example in Figure 1 - einliedrig, so may be formed only by a single car.
  • the rail vehicle 10 may also be located at the end of the rail vehicle 10 .
  • the rail vehicle 10 has inter alia a control device, preferably in the form of a brake control device 20, and a vehicle mass determination device 30.
  • the brake control device 20 comprises a control device 21, preferably in the form of a data processing device (eg computer), and a memory 22 in which a software program module SP1 and a failure state measurement value Gb are stored.
  • the failure state measurement value Gb is located in a data storage section 22a of the memory 20.
  • the failure state measured value Gb is preferably a brake weight measured value which is the sum of the
  • the failure state measured value Gb is regularly or irregularly updated by the brake control unit 20, preferably in the context of brake tests in which the deployable or functional brakes of the rail vehicle 10 are determined and their individual brake weights are added to form the brake weight measured value.
  • the respectively determined brake weight measured value is stored in the memory 22 as a failure state measured value Gb.
  • the vehicle mass determination device 30 is preferably connected to an air suspension 31 of the rail vehicle 10 and determines the vehicle mass of the rail vehicle 10 in the form of a mass value M on the basis of an air pressure measurement value L indicative of the air pressure in the air spring 31.
  • the mass value M arrives at the vehicle mass determination device 30 Brake control unit 20 and, in addition to the failure status reading Gb is another measured value, which is processed by the brake control unit 20.
  • control device 21 executes the software program module SP1, it can use the mass value M and the failure state measurement value Gb to calculate a braking capacity value ⁇ in the form of a braking-torque setting value.
  • FIG. 2 shows, in the form of a block diagram, the mode of operation of the software program module SP1.
  • the controller 21 reads out the failure state measurement value Gb from the memory 22.
  • it receives the mass value M from the vehicle ground determination device 30.
  • the current braking capacity ⁇ thus takes into account in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 two measured values, namely the failure state measured value Gb and the mass value M.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle 10 that is equipped with another embodiment for the brake control unit 20.
  • the brake control unit 20 in the memory 22, in addition to a software program module SP2
  • a current wheel diameter measured value dk which indicates the current wheel diameter of the wheels of the rail vehicle 10
  • the constants C and D are determined as a function of the braking system and may, for example, depending on the brake output speed, have the values given below:
  • the output speed V can be predetermined, for example, as 120 km / h or 140 km / h.
  • the current wheel diameter measured value dk can be measured with measuring devices during a vehicle maintenance or vehicle inspection and stored in the memory 22. Alternatively, the current wheel diameter measured value dk during the
  • Ride the rail vehicle 10 are measured, for example, by measuring the number of wheel revolutions when driving along a route whose length is known.
  • the wheel diameter measured value dk can also be determined, for example, by a measuring device in which the speed is determined independently of the wheel diameter (eg radar) and the wheel speed is detected in parallel. If the control device 21 executes the software program module SP2, it can calculate the current braking power value ⁇ with the mass value M, the failure state measurement value Gb and the current wheel diameter measured value dk. This will be explained in connection with FIG.
  • FIG. 4 shows, in the form of a block diagram, the mode of operation of the software program module SP2.
  • the controller 21 reads out the failure state measurement value Gb from the memory 22.
  • it receives the mass value M from the vehicle mass determining device 30.
  • a step 220 the controller 21 calculates a preliminary braking capacity ⁇ according to FIG.
  • control device 21 determines a provisional braking distance So according to:
  • control device 21 determines a current braking force value Fk that indicates the braking force in the current vehicle state, preferably according to:
  • the current braking capacity ⁇ thus takes into account in the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 three measured values, namely the failure state measured value Gb, the mass value M and the wheel diameter measured value dk.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle 10, which is equipped with a third embodiment variant for the brake control unit 20.
  • the brake control unit 20 in the memory 22, besides a software program module SP3
  • the constants C and D can have, for example, the values listed above.
  • the output speed V can be predefined or predetermined, for example, as 120 km / h or 140 km / h.
  • the current wheel diameter measured value dk can be measured with measuring devices during a vehicle maintenance or vehicle inspection and stored in the memory 22. Alternatively, the current wheel diameter measured value dk may be measured during travel of the rail vehicle 10, for example by measuring the wheel revolutions when traveling along a route whose length is known.
  • the current linkage efficiency measurement value ⁇ k is preferably measured with measuring devices during a vehicle maintenance or vehicle inspection and stored in the memory 22. AI ternativ the current linkage efficiency measurement value ⁇ k can also be measured during the journey of the rail vehicle 10 who the.
  • control device 21 executes the software program module SP3, it can calculate the current braking capacity value ⁇ with the mass value M, the failure state measurement value Gb, the current linkage efficiency measurement value ⁇ k and the current wheel diameter measurement value dk. This will be explained in connection with FIG.
  • FIG. 6 shows, in the form of a block diagram, the mode of operation of the software program module SP3.
  • the controller 21 reads out the failure state measurement value Gb from the memory 22.
  • it receives the mass value M from the vehicle mass determination device 30.
  • a step 320 the controller 21 calculates a preliminary braking capacity ⁇ according to
  • control device 21 determines a provisional braking distance So according to:
  • control device 21 determines a current braking force value Fk that indicates the braking force in the current vehicle state, preferably according to:
  • the current braking capacity value ⁇ thus takes into account four current measured values, namely the failure state measurement value Gb, the mass value M, the current linkage efficiency measurement value ⁇ k and the wheel diameter measurement value dk.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich u. a. auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs (10), wobei bei dem Verfahren ein das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebender Bremsvermögenswert (λ) ermittelt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein den jeweiligen aktuellen Ausfallzustand der Bremsen angebender Ausfallzustandsmesswert (Gb) ermittelt wird und bei der Berechnung des Bremsvermögenswerts (λ) der Ausfallzustandsmesswert (Gb) und mindestens ein weiterer Messwert, der den Zustand des Fahrzeugs oder den Zustand einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs angibt, herangezogen wird.

Description

Beschreibung
Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit Bremsvermögens- berechnungsmöglichkeit und Verfahren zu dessen Betrieb
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wobei bei dem Verfahren ein das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebender Bremsvermögenswert ermittelt wird.
Die Berechnung des Bremsvermögenswerts wird bei Schienenfahrzeugen, insbesondere Eisenbahnzügen, üblicherweise auf der Basis von Parametern durchgeführt, die den schlimmsten zu erwartenden Betriebszustand des Fahrzeugs darstellen, um stets ausreichend Sicherheitsreserven garantieren zu können. Problematisch bei der vorbekannten Vorgehensweise ist, dass sich aus den berechneten Bremsvermögenswerten Betriebsrestriktionen ergeben können, die den wirtschaftlichen Betrieb der Fahrzeuge erschweren: Beispielsweise kann ein realitätsfern zu klein ermittelter Bremsvermögenswert eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf bestimmten Streckenabschnitten erzwingen, die eigentlich gar nicht nötig wäre.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren zum Betreiben eines Fahrzeugs anzugeben, bei dem praxisnahe Bremsvermögenswerte ermittelt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein den jeweils aktuellen Ausfallzustand der Bremsen angebender Ausfallzu- standsmesswert ermittelt wird und bei der Berechnung des
Bremsvermögenswerts der Ausfallzustandsmesswert und mindestens ein weiterer Messwert, der den Zustand des Fahrzeugs oder einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs angibt, herangezogen wird.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch die Heranziehung zweier Messwerte, nämlich des Ausfallzustandsmesswerts und mindestens eines weiteren Messwerts, der Bremsvermögenswert genauer und realitätsnäher als bei vorbekannten Verfahren bestimmt werden kann und unnötige Betriebsrestriktionen während des Fahrbetriebs vermieden werden können.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die jeweilige Fahrzeugmasse gemessen und als weiterer Messwert ein Massemesswert ermittelt wird und der Bremsvermögenswert zu- mindest auch in Abhängigkeit von dem aktuellen Massemesswert bestimmt wird.
Vorzugsweise wird die Fahrzeugmasse während des Fahrbetriebs gemessen .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Luftdruck in der Luftfederung des Fahrzeugs unter Bildung eines Luftdruckmesswerts gemessen wird und mit dem Luftdruckmesswert der Massemesswert gebildet wird.
Alternativ oder zusätzlich kann der Raddurchmesser eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs gemessen werden und als weiterer Messwert ein Raddurchmessermesswert ermittelt werden. Im Falle einer solchen Ausgestaltung wird der Bremsvermögenswert vorzugsweise zumindest auch in Abhängigkeit von dem
Raddurchmessermesswert bestimmt.
Der Raddurchmesser wird bevorzugt im Rahmen einer Fahrzeugwartung oder Fahrzeuginspektion gemessen. In einem solchen Falle wird der Raddurchmessermesswert vorzugsweise in einem Speicher des Fahrzeugs, insbesondere einem Speicher eines Steuergeräts des Fahrzeugs, abgespeichert. Alternativ kann der Raddurchmesser während der Fahrt, sei es regelmäßig oder unregelmäßig, gemessen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Gestängewirkungsgrad der Bremsen gemessen und als weiterer Messwert ein
Gestängewirkungsgradmesswert gebildet werden. Bei dieser Ausgestaltung wird der Bremsvermögenswert vorzugsweise zumindest auch in Abhängigkeit von dem Gestängewirkungsgradmesswert bestimmt .
Der Gestängewirkungsgrad wird bevorzugt im Rahmen einer Fahrzeugwartung oder Fahrzeuginspektion gemessen. In einem solchen Falle wird der Gestängewirkungsgradmesswert vorzugsweise in einem Speicher des Fahrzeugs, insbesondere einem Speicher eines Steuergeräts des Fahrzeugs, abgespeichert. Alternativ kann der Gestängewirkungsgrad während der Fahrt, sei es regelmäßig oder unregelmäßig, gemessen werden.
Als Bremsvermögenswert wird bevorzugt ein so genannter Brems- hundertstelwert ermittelt.
Im Falle eines Bremsvorgangs erfolgt die Steuerung der Bremsen bevorzugt unter Berücksichtigung des berechneten Bremsvermögenswerts; insbesondere wird der Zeitpunkt der Auslösung einer Bremsanforderung bevorzugt unter Berücksichtigung des berechneten Bremsvermögenswertes ermittelt. Auch kann die Ermittelung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs - abhängig vom jeweiligen Streckenabschnitt oder unabhängig vom jeweiligen Streckenabschnitt - unter Berücksichti- gung des errechneten Bremsvermögenswerts erfolgen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass
- mit dem Ausfallzustandsmesswert zunächst ein vorläufiger Bremsvermögenswert ermittelt wird,
- mit dem vorläufigen Bremsvermögenswert ein vorläufiger
Bremsweg ermittelt wird, - der vorläufige Bremsvermögenswert mit dem weiteren Messwert oder mit einem der weiteren Messwerte unter Bildung eines korrigierten Bremswegs korrigiert wird und
- der das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebende (endgültige) Bremsvermögenswert unter Heranziehung des korrigierten Bremswegs errechnet wird.
Der vorläufige Bremsvermögenswert wird vorzugsweise ermittelt gemäß ο = ^ · 100
M wobei λο den vorläufige Bremsvermögenswert, Gb den Ausfallzu- standsmesswert und M den oben erwähnten Massemesswert be- zeichnet.
Mit dem vorläufigen Bremsvermögenswert wird der vorläufige Bremsweg vorzugsweise ermittelt gemäß: So =—^—
Äo + D wobei C und D zwei fest vorgegebene Konstanten bezeichnen.
Der vorläufige Bremsvermögenswert So wird mit dem weiteren Messwert oder mit einem der weiteren Messwerte vorzugsweise unter Bildung eines korrigierten Bremswegs Sk korrigiert ge mäß :
Fo + Ff
Sk = t - V + J - (So - V - t)
Fk + Ff wobei t die Ansprechzeit der Bremsen, Ff den Fahrwiderstand, V eine vorgegebene Ausgangsgeschwindigkeit und Fo die Bremskraft des Fahrzeuges unter den Bedingungen darstellt, die für den vorläufigen Bremsvermögenswert λθ gelten (dies ist vor- zugsweise die Bremskraft im Neuzustand des Fahrzeuges, wenn der vorläufige Bremsvermögenswert λθ für den Neuzustand ermittelt wurde) und wobei Fk berechnet wird gemäß tlk do
Fk = Fo oder alternativ gemäß
ηο dk do
Fk = Fo
dk wobei
- dk einen Raddurchmessermesswert , der den aktuellen Raddurchmesser der Räder des Fahrzeugs angibt,
- ηο den Gestängewirkungsgrad im schlechtesten zu erwartenden Betriebszustand des Fahrzeugs,
- ηk einen Gestängewirkungsgradmesswert , der den aktuellen Gestängewirkungsgrad des Fahrzeugs angibt, und
- do den Raddurchmesser der Räder unter den Bedingungen, die für die Bestimmung des vorläufigen Bremsvermögenswertes gelten (do gibt vorzugsweise den Raddurchmesser der Räder im Neuzustand der Räder an, wenn der vorläufige Bremsvermögenswert λθ für den Neuzustand ermittelt wurde)
bezeichnet.
Der das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebende (endgültige) Bremsvermögenswert wird vorzugsweise unter
Heranziehung des korrigierten Bremswegs Sk errechnet gemäß:
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Steuergerät, insbesondere Bremssteuergerät, für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, wobei das Steuergerät geeignet ist, einen Bremsvermögenswert der Bremsen des Fahrzeugs zu ermitteln .
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Steuergerät derart ausgestaltet ist, dass es, insbesondere im Rahmen einer
Bremsprobe, den jeweiligen Ausfallzustand der Bremsen ermit- teln und einen den jeweiligen Ausfallzustand angebenden Ausfallzustandsmesswert erzeugen kann und bei der Berechnung des Bremsvermögenswertes den Ausfallzustandsmesswert und mindestens einen weiteren Messwert berücksichtigt, der den Zustand des Fahrzeugs oder einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs angibt .
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Steuergeräts wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem er- findungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens denen des erfindungsgemäßen Steuergeräts im Wesentlichen entsprechen.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Steuergerät einen Speicher aufweist, in dem ein im Rahmen einer Fahrzeugwartung, Fahrzeuginspektion oder des normalen Fahrzeugbetriebs gemessener Raddurchmessermesswert und/oder ein im Rahmen einer Fahrzeugwartung, Fahrzeuginspektion oder des normalen Fahrzeugbetriebs gemessener Gestängewirkungsgradmesswert abgespeichert oder zumindest abspeicherbar ist, und das Steuergerät derart ausgestaltet ist, das es den Bremsvermögenswert zumindest auch in Abhängigkeit von dem gespeicherten
Raddurchmessermesswert und/oder dem gespeicherten
Gestängewirkungsgradmesswert bestimmt .
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Steuergeräts ist vorgesehen, dass das Steuergerät mit einer Fahrzeug- massebestimmungseinrichtung verbunden ist oder eine solche selbst umfasst, die die jeweilige Fahrzeugmasse messen und als weiteren Messwert einen Massemesswert ermitteln kann. Bei dieser Variante ist das Steuergerät vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es den Bremsvermögenswert zumindest auch in Abhängigkeit von dem aktuellen Massemesswert bestimmt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fahrzeugmassebestim- mungseinrichtung den Luftdruck in der Luftfederung des Fahrzeugs misst und mit dem Luftdruckmesswert den Massemesswert bildet . Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienenfahrzeug mit einem Steuergerät, wie es oben beschrieben worden ist. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahr- zeugs sei auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft: Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, das mit einem Bremssteuergerät ausgestattet ist, wobei das Bremssteuergerät einen aktuellen Bremsvermögenswert anhand zweier Messwerte errechnen kann,
Figur 2 die Arbeitsweise des Bremssteuergeräts gemäß Figur 1 beispielhaft näher im Detail,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, das mit einem Bremssteuergerät ausgestattet ist, das einen aktuellen Bremsvermögenswert anhand dreier Messwerte errechnen kann,
Figur 4 die Arbeitsweise des Bremssteuergeräts gemäß Fi- gur 3 beispielhaft näher im Detail,
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, das mit einem Bremssteuergerät ausgestattet ist, das einen aktuellen Bremsvermögenswert anhand von vier Messwerten errechnen kann, und
Figur 6 die Arbeitsweise des Bremssteuergeräts gemäß Figur 5 beispielhaft näher im Detail, In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Komponenten aus Gründen der Übersicht stets dieselben Bezugszeichen verwendet . Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10, das - wie beispielhaft in der Figur 1 gezeigt - eingliedrig, also nur durch einen einzigen Wagen gebildet sein kann. Alternativ kann das Schienenfahrzeug 10 auch mehrgliedrig sein, also mehrere Wagen umfassen und einen Zug bzw. einen Eisenbahnzug bilden.
Das Schienenfahrzeug 10 weist unter anderem ein Steuergerät, vorzugsweise in Form eines Bremssteuergeräts 20, und eine Fahrzeugmassebestimmungseinrichtung 30 auf.
Das Bremssteuergerät 20 umfasst eine Steuereinrichtung 21, vorzugsweise in Form einer Datenverarbeitungseinrichtung (z. B. Computer), und einen Speicher 22, in dem ein Softwarepro- grammmodul SPl und ein Ausfallzustandsmesswert Gb gespeichert sind. Der Ausfallzustandsmesswert Gb befindet sich in einem Datenspeicherabschnitt 22a des Speichers 20.
Bei dem Ausfallzustandsmesswert Gb handelt es sich vorzugs- weise um einen Bremsgewichtsmesswert , der die Summe der
Bremsgewichte der einsatzfähigen bzw. funktionsfähigen Bremsen des Schienenfahrzeugs 10 angibt. Der Ausfallzustandsmesswert Gb wird von dem Bremssteuergerät 20 regelmäßig oder unregelmäßig aktualisiert, vorzugsweise im Rahmen von Bremspro- ben, bei denen die einsatzfähigen bzw. funktionsfähigen Bremsen des Schienenfahrzeugs 10 ermittelt und deren einzelne Bremsgewichte unter Bildung des Bremsgewichtsmesswerts addiert werden. Der jeweils ermittelte Bremsgewichtsmesswert wird als Ausfallzustandsmesswert Gb in dem Speicher 22 abge- speichert.
Die Fahrzeugmassebestimmungseinrichtung 30 steht vorzugsweise mit einer Luftfederung 31 des Schienenfahrzeugs 10 in Verbindung und bestimmt anhand eines den Luftdruck in der Luftfede- rung 31 angebenden Luftdruckmesswerts L die Fahrzeugmasse des Schienenfahrzeugs 10 in Form eines Massewerts M. Der Massewert M gelangt von der Fahrzeugmassebestimmungseinrichtung 30 zu dem Bremssteuergerät 20 und stellt neben dem Ausfallzu- standsmesswert Gb einen weiteren Messwert dar, der von dem Bremsteuergerät 20 verarbeitet wird.
Führt die Steuereinrichtung 21 das Softwareprogrammmodul SPl aus, so kann sie mit dem Massewert M und dem Ausfallzustands- messwert Gb einen Bremsvermögenswert λ in Form eines Brems- hundertstellwertes errechnen. Dies soll im Zusammenhang mit der Figur 2 verdeutlicht werden. Die Figur 2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Arbeitsweise des Softwareprogrammmoduls SPl . In einem Schritt 100 liest die Steuereinrichtung 21 den Ausfallzustandsmess- wert Gb aus dem Speicher 22 aus. In einem Schritt 110 empfängt sie den Massewert M von der Fahrzeugmassebestimmungs- einrichtung 30.
In einem Schritt 120 errechnet die Steuereinrichtung 21 den Bremsvermögenswert λ gemäß Ä =— - 100
M
Der aktuelle Bremsvermögenswert λ berücksichtigt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 somit zwei Messwerte, nämlich den Ausfallzustandsmesswert Gb und den Masse- wert M.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10, das mit einer anderen Ausgestaltung für das Bremssteuergerät 20 ausgestattet ist. Bei dem Bremssteuerge- rät 20 gemäß Figur 3 sind in dem Speicher 22 neben einem Softwareprogrammmodul SP2
- der Ausfallzustandsmesswert Gb,
- die Bremskraft Fo der Bremsen im Neuzustand des Schienenfahrzeugs 10,
- der Raddurchmesser do der Räder im Neuzustand des Schienenfahrzeugs 10, - ein aktueller Raddurchmessermesswert dk, der den aktuellen Raddurchmesser der Räder des Schienenfahrzeugs 10 angibt,
- die Ansprechzeit t der Bremsen,
- der Fahrwiderstand Ff des Schienenfahrzeugs 10,
- eine vorgegebene Ausgangsgeschwindigkeit V sowie
- zwei fest vorgegebene Konstanten C und D gespeichert.
Die Konstanten C und D werden in Abhängigkeit vom Bremssystem bestimmt und können beispielsweise in Abhängigkeit von der Bremsausgangsgeschwindigkeit die unten genannte Werte aufweisen :
Figure imgf000012_0001
Die Ausgangsgeschwindigkeit V kann beispielsweise als 120 km/h oder 140 km/h vorgegeben sein.
Der aktuelle Raddurchmessermesswert dk kann mit Messgeräten während einer Fahrzeugwartung oder Fahrzeuginspektion gemessen werden und im Speicher 22 abgespeichert werden. Alterna- tiv kann der aktuelle Raddurchmessermesswert dk während der
Fahrt des Schienenfahrzeugs 10 gemessen werden, beispielsweise durch Messen der Anzahl der Radumdrehungen bei einer Fahrt entlang einer Strecke, deren Länge bekannt ist. Auch kann der Raddurchmessermesswert dk beispielsweise durch eine Messeinrichtung bestimmt werden, bei der die Geschwindigkeit unabhängig vom Raddurchmesser (z.B. Radar) bestimmt wird und parallel dazu die Raddrehzahl erfasst wird. Führt die Steuereinrichtung 21 das Softwareprograitimmodul SP2 aus, so kann sie mit dem Massewert M, dem Ausfallzustands- messwert Gb und dem aktuellen Raddurchmessermesswert dk den aktuellen Bremsvermögenswert λ errechnen. Dies soll im Zusam- menhang mit der Figur 4 erläutert werden.
Die Figur 4 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Arbeitsweise des Softwareprogrammmoduls SP2. In einem Schritt 200 liest die Steuereinrichtung 21 den Ausfallzustandsmess- wert Gb aus dem Speicher 22 aus. In einem Schritt 210 empfängt sie den Massewert M von der Fahrzeugmassebestimmungs- einrichtung 30.
In einem Schritt 220 errechnet die Steuereinrichtung 21 einen vorläufigen Bremsvermögenswert λο gemäß
Äo=^-100
Mo
Anschließend ermittelt die Steuereinrichtung 21 in einem Schritt 230 einen vorläufigen Bremsweg So gemäß:
C
So =■
Äo + D
In einem Schritt 240 ermittelt die Steuereinrichtung 21 au- ßerdem einen aktuellen Bremskraftwert Fk, der die Bremskraft im aktuellen Fahrzeugszustand angibt, und zwar vorzugsweise gemäß :
Fk = Fo-^
dk
Mit dem aktuellen Bremskraftwert Fk wird in einem Schritt 250 der vorläufige Bremsweg So korrigiert und ein aktueller
Bremsweg Sk ermittelt, vorzugsweise gemäß
Fo + Ff
Sk = t-V +— J--{So-V-t)
Fk + Ff ' Mit dem aktuellen Bremsweg Sk wird die Steuereinrichtung 21 in einem Schritt 260 den aktuellen Bremsvermögenswert λ errechnen, vorzugsweise gemäß: λ =—-D
Sk
Der aktuelle Bremsvermögenswert λ berücksichtigt bei dem Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 somit drei Messwerte, nämlich den Ausfallzustandsmesswert Gb, den Massewert M und den Raddurchmessermesswert dk.
Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10, das mit einer dritten Ausgestaltungsvariante für das Bremssteuergerät 20 ausgestattet ist. Bei dem Bremssteuergerät 20 gemäß Figur 5 sind in dem Speicher 22 neben einem Softwareprogrammmodul SP3
- der Ausfallzustandsmesswert Gb,
- die Bremskraft Fo der Bremsen im Neuzustand des Schienen- fahrzeugs 10,
- der Raddurchmesser do der Räder im Neuzustand des Schienenfahrzeugs 10,
- ein aktueller Raddurchmessermesswert dk, der den aktuellen Raddurchmesser der Räder des Schienenfahrzeugs 10 angibt, - ein Gestängewirkungsgrad ηο im schlechtesten zu erwartenden Betriebszustand des Schienenfahrzeugs 10,
- ein Gestängewirkungsgradmesswert der den aktuellen
Gestängewirkungsgrad des Schienenfahrzeugs 10 angibt,
- die Ansprechzeit t der Bremsen,
- der Fahrwiderstand Ff des Schienenfahrzeugs 10,
- eine vorgegebene Ausgangsgeschwindigkeit V sowie zwei fest vorgegebene Konstanten C und D gespeichert.
Die Konstanten C und D können beispielsweise die oben aufge- führten Werte aufweisen. Die Ausgangsgeschwindigkeit V kann beispielsweise als 120 km/h oder 140 km/h vorgegeben werden bzw. vorgegeben sein.
Der aktuelle Raddurchmessermesswert dk kann mit Messgeräten während einer Fahrzeugwartung oder Fahrzeuginspektion gemessen werden und im Speicher 22 abgespeichert werden. Alternativ kann der aktuelle Raddurchmessermesswert dk während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 10 gemessen werden, beispielsweise durch Messen der Radumdrehungen bei einer Fahrt entlang einer Strecke, deren Länge bekannt ist.
Der aktuelle Gestängewirkungsgradmesswert ηk wird vorzugswei se mit Messgeräten während einer Fahrzeugwartung oder Fahrzeuginspektion gemessen und im Speicher 22 abgespeichert. AI ternativ kann der aktuelle Gestängewirkungsgradmesswert ηk auch während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 10 gemessen wer den .
Führt die Steuereinrichtung 21 das Softwareprogrammmodul SP3 aus, so kann sie mit dem Massewert M, dem Ausfallzustands- messwert Gb, dem aktuellen Gestängewirkungsgradmesswert ηk und dem aktuellen Raddurchmessermesswert dk den aktuellen Bremsvermögenswert λ errechnen. Dies soll im Zusammenhang mit der Figur 6 erläutert werden.
Die Figur 6 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Arbeitsweise des Softwareprogrammmoduls SP3. In einem Schritt 300 liest die Steuereinrichtung 21 den Ausfallzustandsmess- wert Gb aus dem Speicher 22 aus. In einem Schritt 310 emp- fängt sie den Massewert M von der Fahrzeugmassebestimmungs- einrichtung 30.
In einem Schritt 320 errechnet die Steuereinrichtung 21 einen vorläufigen Bremsvermögenswert λο gemäß
Äo=^-100
M Anschließend ermittelt die Steuereinrichtung 21 in einem Schritt 330 einen vorläufigen Bremsweg So gemäß:
C
So =■
Äo + D
In einem Schritt 340 ermittelt die Steuereinrichtung 21 außerdem einen aktuellen Bremskraftwert Fk, der die Bremskraft im aktuellen Fahrzeugzustand angibt, und zwar vorzugsweise gemäß :
7]k do
Fk = Fo
rjo dk
Mit dem aktuellen Bremskraftwert Fk wird in einem Schritt 350 der vorläufige Bremsweg So korrigiert und ein aktueller
Bremsweg Sk ermittelt, vorzugsweise gemäß
Fo + Ff
Sk = t - V + J - (So - V - t)
Fk + Ff
Mit dem aktuellen Bremsweg Sk wird die Steuereinrichtung 21 in einem Schritt 360 den aktuellen Bremsvermögenswert λ errechnen, vorzugsweise gemäß: λ =— - D
Sk Der aktuelle Bremsvermögenswert λ berücksichtigt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 und 6 somit vier aktuelle Messwerte, nämlich den Ausfallzustandsmesswert Gb, den Massewert M, den aktuellen Gestängewirkungsgradmesswert ηk und den Raddurchmessermesswert dk.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs (10), wobei bei dem Verfahren ein das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebender Bremsvermögenswert (λ) ermittelt wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- ein den jeweiligen aktuellen Ausfallszustand der Bremsen angebender Ausfallzustandsmesswert (Gb) ermittelt wird und - bei der Berechnung des Bremsvermögenswerts (λ) der Aus- fallzustandsmesswert (Gb) und mindestens ein weiterer Messwert, der den Zustand des Fahrzeugs oder den Zustand einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs angibt, herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die jeweilige Fahrzeugmasse gemessen wird und als der weitere Messwert oder einer der weiteren Messwerte ein Masse- messwert (M) ermittelt wird und
- der Bremsvermögenswert (λ) zumindest auch in Abhängigkeit von dem Massemesswert (M) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Fahrzeugmasse während des Fahrbetriebs gemessen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Luftdruck in der Luftfederung (31) des Fahrzeugs gemessen wird und mit dem Luftdruckmesswert (L) der Massemesswert (M) gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Raddurchmesser eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs gemessen und als der weitere Messwert oder einer der wei- teren Messwerte ein Raddurchmessermesswert (dk) ermittelt wird und
- der Bremsvermögenswert (λ) zumindest auch in Abhängigkeit von dem Raddurchmessermesswert (dk) bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Raddurchmesser im Rahmen einer Fahrzeugwartung oder Fahrzeuginspektion gemessen wird und der Raddurchmessermesswert (dk) in einem Speicher (22) des Fahrzeugs, insbesondere einem Speicher eines Steuergeräts (20) des Fahrzeugs, abgespeichert wird .
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Gestängewirkungsgrad der Bremsen gemessen und als der weitere Messwert oder einer der weiteren Messwerte ein Gestängewirkungsgradmesswert ^k) gebildet wird und
- der Bremsvermögenswert (λ) zumindest auch in Abhängigkeit von dem Gestängewirkungsgradmesswert ^k) bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Gestängewirkungsgrad im Rahmen einer Fahrzeugwartung oder Fahrzeuginspektion gemessen wird und der
Gestängewirkungsgradmesswert in einem Speicher des Fahrzeugs, insbesondere einem Speicher eines Steuergeräts des Fahrzeugs, abgespeichert wird.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
als Bremsvermögenswert (λ) ein Bremshundertstelwert ermittelt wird .
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - im Falle eines Bremsvorgangs die Steuerung der Bremsen unter Berücksichtigung des berechneten Bremsvermögenswerts (λ) erfolgt und/oder
- die Ermittelung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs - abhängig vom jeweiligen Streckenabschnitt oder unabhängig vom jeweiligen Streckenabschnitt - unter Berücksichtigung des errechneten Bremsvermögenswerts (λ) erfolgt.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- mit dem Ausfallzustandsmesswert (Gb) zunächst ein vorläufiger Bremsvermögenswert (λο) ermittelt wird,
- mit dem vorläufigen Bremsvermögenswert ein vorläufiger
Bremsweg (So) ermittelt wird,
- der vorläufige Bremsvermögenswert ^o)mit dem weiteren
Messwert oder mit zumindest einem der weiteren Messwerte unter Bildung eines korrigierten Bremswegs (Sk) korrigiert wird und
- der das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebende endgültige Bremsvermögenswert (λ) unter Heranziehung des korrigierten Bremswegs (Sk) errechnet wird.
12. Steuergerät (20) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug (10), wobei das Steuergerät (20) geeignet ist, einen Bremsvermögenswert (λ) der Bremsen des Fahrzeugs zu ermitteln,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Steuergerät (20) derart ausgestaltet ist, dass es, insbesondere im Rahmen einer Bremsprobe, den jeweiligen
Ausfallzustand der Bremsen ermitteln und einen den jeweiligen Ausfallzustand angebenden Ausfallzustandsmesswert (Gb) erzeugen kann, und
- das Steuergerät (20) derart ausgestaltet ist, dass es bei der Berechnung des Bremsvermögenswertes (λ) den Ausfallzu- standsmesswert (Gb) und mindestens einen weiteren Messwert berücksichtigt, der den Zustand des Fahrzeugs oder einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs angibt.
13. Steuergerät nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Steuergerät (20) einen Speicher (22) aufweist, in dem ein im Rahmen einer Fahrzeugwartung, Fahrzeuginspektion oder des normalen Fahrzeugbetriebs gemessener
Raddurchmessermesswert (dk) und/oder ein im Rahmen einer Fahrzeugwartung, Fahrzeuginspektion oder des normalen Fahrzeugbetriebs gemessener Gestängewirkungsgradmesswert (r\k) abgespeichert oder abspeicherbar ist, und
- das Steuergerät derart ausgestaltet ist, dass es den
Bremsvermögenswert (λ) in Abhängigkeit von dem
Raddurchmessermesswert (dk) und/oder dem
Gestängewirkungsgradmesswert ^k) bestimmt.
14. Steuergerät nach einem der voranstehenden Ansprüche 12- 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Steuergerät (20) mit einer Fahrzeugmassebestimmungs- einrichtung (30) verbunden ist oder eine solche selbst um- fasst, die die jeweilige Fahrzeugmasse messen und als weiteren Messwert einen Massemesswert (M) ermitteln kann, und
- das Steuergerät (20) derart ausgestaltet ist, das es den Bremsvermögenswert (λ) in Abhängigkeit von dem aktuellen Massemesswert (M) bestimmt.
15. Steuergerät nach einem der voranstehenden Ansprüche 12- 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Fahrzeugmassebestimmungseinrichtung den Luftdruck in der Luftfederung des Fahrzeugs messen und mit dem Luftdruckmesswert (L) den Massemesswert (M) bilden kann.
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