DE102024203810A1 - Method for carrying out an extended brake test in a convoy of track-guided vehicles - Google Patents
Method for carrying out an extended brake test in a convoy of track-guided vehiclesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge, bei dem in jedem Fahrzeug mit einem Sensor ein den Bremszustand beschreibender Messwert erzeugt wird und dieser rechnergestützt mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert verglichen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Anlegeanforderung zum Anlegen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines anlegebezogenen Referenzwertes ermittelt wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen einen vorgegebenen anlegebezogenen Maximalwert überschreitet, und/oder dass die der Zeitbedarf bis zum Lösen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Löseanforderung zum Lösen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines lösebezogenen Referenzwertes ermittelt wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Lösen der Bremsen einen vorgegebenen lösebezogenen Maximalwert überschreitet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignetes Fahrzeug sowie Computerprogramm. Vorteilhaft kann während des Betriebs mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Degradation des Bremssystems des Fahrzeugverbandes festgestellt werden und für den Fall, dass betriebliche Risiken entstehen, flexibel ein Wartungserfordernis angezeigt werden. The invention relates to a method for carrying out a brake test in a convoy of rail-guided vehicles, in which a measured value describing the braking condition is generated in each vehicle using a sensor and this value is compared with at least one predetermined reference value using a computer. According to the invention, the time required to apply the brakes is measured in each vehicle in the convoy by determining the time difference between a time of an application request to apply the brakes and a time at which an application-related reference value is reached, and an error signal is generated if the time required to apply the brakes exceeds a predetermined application-related maximum value, and/or the time required to release the brakes is measured in each vehicle in the convoy by determining the time difference between a time of a release request to release the brakes and a time at which a release-related reference value is reached, and an error signal is generated if the time required to release the brakes exceeds a predetermined release-related maximum value. The invention further relates to a vehicle suitable for implementing the described method, as well as a computer program. Advantageously, the method according to the invention can be used to detect degradation of the braking system of the vehicle during operation, and in the event that operational risks arise, a maintenance requirement can be flexibly indicated.
Description
Technisches GebietTechnical area
Von der Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge, umfasst. Ferner ist von der Erfindung ein Fahrzeug, welches mit anderen Fahrzeugen zu einem spurgeführten Fahrzeugverband kuppelbar ist, umfasst. Ferner ist von der Erfindung ein Computerprogrammprodukt, enthaltend Programmbefehle, umfasst. Ferner ist von der Erfindung ein Computerlesbares Speichermedium, enthaltend Daten, umfasst.The invention encompasses a method for conducting a brake test in a convoy of track-guided vehicles. The invention further encompasses a vehicle that can be coupled with other vehicles to form a track-guided vehicle convoy. The invention further encompasses a computer program product containing program instructions. The invention further encompasses a computer-readable storage medium containing data.
Technischer HintergrundTechnical background
Die Bremsen von Güterwagen werden üblicherweise von einem Bremssteuerventil angesprochen, das die Bremsanforderung über die Hauptluftleitung des Güterzuges in einen geeigneten Bremsdruck umsetzt. Dieser wird dann über einen Bremszylinder in eine mechanische Bewegung umgesetzt, die über ein mehr oder weniger aufwändiges Gestänge an die Bremsbeläge übertragen wird, um die Bremsbeläge an die Radreifen (oder abhängig von der Bauart auch die Bremsscheiben) zu drücken (anlegen) oder davon abzuheben (lösen).Freight car brakes are typically controlled by a brake control valve, which converts the braking request into a suitable brake pressure via the freight train's main air line. This pressure is then converted into a mechanical movement via a brake cylinder, which is transmitted to the brake pads via a more or less complex linkage to press (apply) or lift (release) the brake pads against the wheel rims (or, depending on the design, the brake discs).
Zur Sicherstellung der Bremsfähigkeit eines Wagens sind aus Sicherheitsgründen heute mehrere manuelle Prüfungen vorgeschrieben. In Europa wird beispielsweise nach der Zusammenstellung eines neuen Zuges vor dem erstens Fahrtantritt eine sogenannte Bremsprobe durchgeführt. Bei dieser Bremsprobe wird manuell geprüft, ob sich die Bremse auf Befehl des Bremsprobenberechtigten anlegen und lösen lassen.To ensure a wagon's braking capability, several manual tests are now required for safety reasons. In Europe, for example, a so-called brake test is performed after a new train is assembled before the first journey. This brake test manually checks whether the brakes can be applied and released on the command of the person authorized to perform the brake test.
Weiterhin wird nach festgesetzten Tätigkeiten oder Fristen auch im Verlauf der Reise des Zuges eine detaillierte Inspektion der Bremsen durchgeführt. Der Instandhaltungsleitfaden Bremsen und Druckluftbehälter bei den NE-Bahnen - IBD-NE sieht zum Beispiel derzeit folgende vier Arten von Bremsrevisionen vor:
Bei der Degradation der Bremse verändert sich das zeitliche Ansprech- und Löseverhalten der Bremse durch Verschleiß oder Schmutzanlagerungen. Das Vorliegen einer Degradation lässt sich bislang nur in einer BR1 bis BR3 feststellen. Während die grundsätzliche Funktionalität der Bremse relativ einfach während der Bremsprobe geprüft werden kann, muss der Wagen für die Feststellung einer Degradation der Bremse ausgestellt und in eine Werkstatt gebracht werden, um dort die erforderlichen Bremsrevisionen BR1 bis BR3 durchzuführen. Dabei wird durch Einspeisen von Prüfdrücken in die Hauptluftleitung und T-Druckleitung und Messen des Druckverlaufs im Bremszylinder das zeitliche Verhalten des Bremszylinders überprüft. Allerdings sind Degradationen von Bremsen, die innerhalb von festgelegten Intervallen zur Prüfung auftreten, häufig die Ursache für teure Folgeschäden im Betrieb (z.B. Flachstellen an Rädern wegen zu langsamem Lösens). Darauf mit einer Verkürzung der Intervalle zu reagieren, wäre allerdings unwirtschaftlich.In the case of brake degradation, the temporal response and release behavior of the brake changes due to wear or dirt deposits. The presence of degradation can currently only be determined in a BR1 to BR3. While the basic functionality of the brake can be checked relatively easily during the brake test, the vehicle must be The brake can be removed and taken to a workshop to perform the required brake service (BR1 to BR3). This involves testing the brake cylinder's performance over time by applying test pressures to the main air line and the T-pressure line and measuring the pressure curve in the brake cylinder. However, brake degradation that occurs within specified testing intervals is often the cause of expensive consequential damage during operation (e.g., flat spots on wheels due to slow release). Responding to this by shortening the intervals would be uneconomical.
Für die Automatisierung der Bremsprobe werden in der
Aus dem erläuterten Stand der Technik ergibt sich das Problem, das im fortschreitenden Betrieb der Bremse eines Fahrzeuges eine verschleißbedingte fortschreitende Einschränkung nicht festgestellt werden kann. Die Degradation ist zwar bis zu einem bestimmten Grad hinnehmbar, solange sie die Grundfunktion der Bremse nicht in sicherheitsrelevanter Weise beeinflusst. Die Grundfunktion der Bremse besteht darin, dass diese sich anlegen lässt und eine Bremsung des Fahrzeugs in diesem Zustand gewährleistet und dass diese sich auch wieder lösen lässt. Des Weiteren muss die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Bremse im Rahmen der definierten Sicherheitsanforderungen genügend gering sein. Um diesbezüglich die geforderte Sicherheit zu erfüllen, werden die oben beschriebenen Bremsprüfungen durchgeführt, die jedoch mit Ausfallzeiten der betreffenden Fahrzeuge verbunden sind.The state of the art described above presents the problem that progressive wear-related deterioration of a vehicle's brakes cannot be detected during progressive operation. This degradation is acceptable up to a certain degree as long as it does not impact the basic function of the brake in a safety-relevant manner. The basic function of the brake is that it can be applied and ensures that the vehicle is braked in this state, and that it can also be released again. Furthermore, the probability of brake failure must be sufficiently low within the framework of the defined safety requirements. To meet the required safety in this regard, the brake tests described above are carried out, although these involve downtime for the vehicles in question.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die beschriebenen Probleme im Stand der Technik zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe, dass ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge, ein Fahrzeug zur Durchführung eines solchen Verfahrens, ein Computerprogrammprodukt, enthaltend Programmbefehle, und ein computerlesbares Speichermedium anzugeben, mit dem erforderliche Wartungsmaßnahmen für die Bremsen, die mit Ausfallzeiten der betreffenden Fahrzeuge verbunden sind, vermieden werden.The object of the invention is to resolve the described problems in the prior art. In particular, it is to provide a method for conducting a brake test in a convoy of rail-guided vehicles, a vehicle for conducting such a method, a computer program product containing program instructions, and a computer-readable storage medium, with which required maintenance measures for the brakes, which are associated with downtimes of the vehicles in question, can be avoided.
Beschrieben wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge (typischerweise besteht der Fahrzeugverband aus einer Vielzahl von Wagen, insbesondere Güterwagen, gezogen durch mindestens eine Lokomotive, wobei sowohl die Lokomotive als auch die Wagen Fahrzeuge im Sinne dieser Erfindungsbeschreibung darstellen), bei dem in jedem Fahrzeug mit mindestens einem Sensor ein den Bremszustand (beispielsweise die Stellung der Bremse) beschreibender Messwert erzeugt wird und dieser rechnergestützt mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert verglichen wird.According to a first aspect of the invention, a method is described for carrying out a brake test in a vehicle convoy of track-guided vehicles (the vehicle convoy typically consists of a plurality of wagons, in particular freight wagons, pulled by at least one locomotive, wherein both the locomotive and the wagons represent vehicles within the meaning of this description of the invention), in which in each vehicle a measured value describing the braking state (for example the position of the brake) is generated using at least one sensor and this measured value is compared with at least one predetermined reference value in a computer-assisted manner.
Messwerte, die einen Bremszustand beschreiben und mittels eines Sensors in dem betreffenden Fahrzeug ermittelt werden können, können unterschiedliche Eigenschaften haben. Beispielsweise können Stellwinkel in einer Bremsmechanik der Bremse ermittelt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, lineare Bewegungen in der Bremsmechanik zu messen. Dabei ist vorauszusetzen, dass die Kinemathek der Bremsmechanik in Bezug auf ein Anlegen und Lösen der Bremsen bekannt ist, sodass aufgrund der Messwerte auf bestimmte Bremszustände geschlossen werden kann. Insbesondere kann ein vollständig gelöster Zustand der Bremse sowie ein anliegender Zustand der Bremse ermittelt werden. Zu diesem Zweck wird der jeweils erzeugte Messwert mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert verglichen. Dieser Referenzwert beschreibt mit anderen Worten gerade den zu erwartenden Messwert bei dem nachzuweisen Zustand der Bremse. Vorzugsweise kommt für den gelösten Zustand der Bremse ein lösebezogener Referenzwert und/oder für den angelegten Zustand der Bremse ein anlegebezogener Referenzwert zum Einsatz.Measured values that describe a braking state and can be determined using a sensor in the vehicle in question can have different properties. For example, setting angles in a braking mechanism can be determined. Another possibility is to measure linear movements in the braking mechanism. In this case, it is assumed that the kinematics of the braking mechanism with regard to applying and releasing the brakes is known, so that certain braking states can be deduced from the measured values. In particular, a completely released state of the brake as well as an applied state of the brake can be determined. For this purpose, the measured value generated in each case is compared with at least one predetermined reference value. In other words, this reference value describes exactly the measured value to be expected for the brake state to be verified. Preferably, a release-related reference value is used for the released state of the brake and/or an application-related reference value is used for the applied state of the brake.
Optional kann für den zu überprüfenden Referenzwert ein Toleranzbereich festgelegt werden. In diesem Falle würde geprüft, ob der betreffende Messwert in dem für den Referenzwert festgelegten Toleranzbereich liegt und für den Fall, dass das Prüfen positiv ausfällt, ein Prüfergebnis generiert werden, dass der Messwert den Referenzwert erreicht hat. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Insbesondere, wenn es darum geht, den Referenzwert zu erreichen, findet normalerweise eine Annäherung des Messwertes an den Referenzwert von einer Seite statt (beispielsweise das Annähern an den anlegebezogenen Referenzwert beim Anlegen der Bremse sowie das Annähern an den lösebezogenen Referenzwert beim Lösen der Bremse). Ein nicht Erreichen des betreffenden Referenzwertes würde somit auf einen vorliegenden Fehler hindeuten.Optionally, a tolerance range can be defined for the reference value to be checked. In this case, a check would be carried out to determine whether the measured value in question lies within the tolerance range defined for the reference value. If the check is positive, a test result would be generated indicating that the measured value has reached the reference value. However, this is not absolutely necessary. In particular, when it comes to reaching the reference value, the measured value usually approaches the reference value from one side (for example, approaching the application-related reference value). when the brake is applied and the approach to the release-related reference value when the brake is released. Failure to reach the relevant reference value would therefore indicate an existing error.
Zur Vermeidung von Missverständnissen sei an dieser Stelle angemerkt, dass einzelne Anspruchsmerkmale mit kleinen lateinischen Buchstaben durchnummeriert werden, ohne dass dabei Rücksicht auf die Anspruchsnummerierung genommen wird. Dies bedeutet, dass jeder Buchstabe im gesamten Anspruchssatz nur einmal vorkommt, was eine eindeutige Adressierung der betreffenden Anspruchsmerkmale ohne Nennung der Anspruchsnummer ermöglicht. Deswegen kommt der Reihenfolge der Buchstaben jedoch keine Bedeutung zu.To avoid any misunderstanding, it should be noted at this point that individual claim features are numbered consecutively with lowercase Latin letters, regardless of the claim numbering. This means that each letter appears only once in the entire set of claims, allowing the relevant claim features to be clearly addressed without mentioning the claim number. Therefore, the order of the letters is irrelevant.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
- a) der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Anlegeanforderung (die Anlegeanforderung kann beispielsweise signaltechnisch aus einem Bremsbefehl oder auch mechanisch aus einer Druckabsenkung in der Bremssteuerleitung (HL) bestehen) zum Anlegen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines anlegebezogenen Referenzwertes (zum Beispiel Stellung der Bremse bei angelegten Bremsbelägen) ermittelt wird,
- b) ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen einen vorgegebenen anlegebezogenen Maximalwert überschreitet, und/oder dass
- c) der Zeitbedarf bis zum Lösen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Löseanforderung (die Löseanforderung kann beispielsweise signaltechnisch aus einem Lösebefehl oder auch mechanisch aus einem Druckanstieg in der Bremssteuerleitung (HL) bestehen) zum Lösen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines lösebezogenen Referenzwertes (zum Beispiel Stellung der Bremse bei gelösten oder zumindest nicht anliegenden Bremsbelägen, insbesondere in einer konstruktiv vorgesehenen Lösestellung der Bremse) ermittelt wird,
- d) ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Lösen der Bremsen einen vorgegebenen lösebezogenen Maximalwert überschreitet.
- a) the time required to apply the brakes in each vehicle of the vehicle convoy is measured by determining the time difference between a time of an application request (the application request can, for example, consist of a brake command in signal terms or mechanically of a pressure reduction in the brake control line (HL)) for applying the brakes and a time at which an application-related reference value is reached (for example, the position of the brake with the brake pads applied),
- b) an error signal is generated if the time required to apply the brakes exceeds a predetermined application-related maximum value, and/or that
- c) the time required to release the brakes in each vehicle of the vehicle convoy is measured by determining the time difference between a time of a release request (the release request can, for example, consist of a release command in signal terms or mechanically of a pressure increase in the brake control line (HL)) for releasing the brakes and a time at which a release-related reference value is reached (for example, the position of the brake with the brake pads released or at least not in contact, in particular in a design-specified release position of the brake),
- d) an error signal is generated if the time required to release the brakes exceeds a specified release-related maximum value.
Um in der oben dargestellten Weise einen Zeitbedarf ermitteln zu können, kann der Messwert bei einer Ausführung wiederholt oder kontinuierlich erzeugt werden. So ist sichergestellt, dass der Zeitpunkt, an dem der Messwert den lösebezogenen oder anlegebezogenen Referenzwert erreicht, festgestellt werden kann. Bei wiederholt erzeugten Messwerten hängt dabei die Genauigkeit bei der Ermittlung des Zeitbedarfs von der Taktzeit bei der Wiederholung der einzelnen Messschritte zur Generierung des Messwerts ab. Nach einer anderen Ausführung kann auch ein Druckschalter zum Einsatz kommen, der in Abhängigkeit eines anliegenden Druckes ein bzw. ausschaltet. Das Schalten können vorzugsweise mechanisch ausgelöst werden. Es erfolgt immer dann, wenn ein vorgegebener Schaltdruck überschritten oder unterschritten wird.In order to be able to determine the time required in the manner described above, the measured value can be generated repeatedly or continuously in one design. This ensures that the point in time at which the measured value reaches the release-related or application-related reference value can be determined. With repeatedly generated measured values, the accuracy in determining the time required depends on the cycle time when repeating the individual measuring steps to generate the measured value. According to another design, a pressure switch can also be used which switches on or off depending on the applied pressure. The switching should preferably be triggered mechanically. It always occurs when a predetermined switching pressure is exceeded or undershot.
Aus dem Zeitbedarf für das Anlegen und Lösen der Bremse lässt sich auf einen Zustand der Bremse schließen. Dabei besteht die Beziehung, dass sowohl das Lösen als auch das Anlegen der Bremsen bei fortschreitender Degradation des Bremssystems der Fahrzeuge in dem Fahrzeugverband länger dauert, da der Verschleiß in Bremssystem typischerweise bei Betätigung zu erhöhten Widerständen und/oder Reibungsverlusten in der Bremsmechanik führt. Damit wird es möglich, je einen Maximalwert vorzugeben, der durch den erforderlichen Zeitbedarf für das Anlegen und/oder Lösen der Bremsen nicht überschritten werden soll, da ein Überschreiten mit einer Degradation des Bremssystems verbunden ist, die seitens des Betreibers nicht mehr hingenommen werden soll. Dabei sind die Überlegungen zu berücksichtigen, dass eine fortschreitende Degradation sowohl das Risiko erhöht, dass es zu vergleichsweise teuren Folgeschäden im Bremssystem kommt als auch, dass der Betriebszeiten beim Betreiben des Fahrzeugverbandes steigen und damit der Betrieb unwirtschaftlicher wird.The time required to apply and release the brake can be used to determine the condition of the brake. The relationship is that both applying and releasing the brakes takes longer with the progressive degradation of the braking system of the vehicles in the convoy. This is because wear in the braking system typically leads to increased resistance and/or friction losses in the braking mechanism when applied. This makes it possible to specify a maximum value for each time that the time required to apply and/or release the brakes should not be exceeded. Exceeding this value would result in degradation of the braking system, which the operator would no longer accept. It must be taken into account that progressive degradation increases the risk of comparatively expensive consequential damage to the braking system and also increases the operating times of the convoy, thus making operation less economical.
Die Maximalwerte für das Anlegen bzw. Lösen der Bremsen können Fahrzeug-individuell durch eine Kalibrierungsprozedur festgelegt werden. Hierzu ist mindestens ein Sensor in der Hauptluftleitung (im Folgenden auch kurz HL genannt), vorzugsweise in der Hauptluftleitung jedes Fahrzeugs des Fahrzeugverbands erforderlich, wenn die Anlegeranforderung bzw. Löseanforderung auf einen Druckabfall bzw. Druckanstieg in der Hauptluftleitung bezogen werden soll. Alternativ zu einem solchen Sensor in der Hauptluftleitung kann eine gravierende Degradation aber auch festgestellt werden, wenn man den Zeitverzug eines Wagens beim Anlegen oder Lösen der Bremse im Zentralgerät eines solchen Systems mit dem Verhalten von anderen Wagen vergleicht. Liegen die Verzögerungszeiten eines Wagens über dem erfahrungsgemäßen maximalen Werten der folgenden Tabelle, ist auf jeden Fall eine Maßnahme fällig. Da ein zentraler Prozessor zur Steuerung des Verfahrens (z. B. in der Lokomotive) keinen absoluten Zeitpunkt für das Anlegen der Bremse kennt, kann zum Vergleich auch der erste Wagen im Fahrzeugverband herangezogen werden, der einen Melde- oder Lösezustand gemeldet hat und von dessen Meldung der minimal mögliche Wert gemäß Tabelle abgezogen werden.
Die in dieser Erfindungsbeschreibung verwendete Begriffe haben die folgende Bedeutung.The terms used in this description of the invention have the following meaning.
Wenn von einem Sensor die Rede ist, so gilt die Aussage für jede Art von Sensoren, die in dem erfindungsgemäßen System zum Einsatz kommen, also für Geometriesensoren in gleicher Weise wie für Drucksensoren. Wenn von Drucksensoren die Rede ist, gilt die Aussage für alle Drucksensoren des Systems. Ansonsten wird zwischen einem ersten Drucksensor, einem zweiten Drucksensor und einem dritten Drucksensor unterschieden, wobei in jedem Fahrzeug ein erster Drucksensor, zweiter Drucksensor und dritter Drucksensor zum Einsatz kommen kann (hierzu im Folgenden noch mehr).When referring to a sensor, the statement applies to any type of sensor used in the system according to the invention, i.e., to geometry sensors as well as pressure sensors. When referring to pressure sensors, the statement applies to all pressure sensors in the system. Otherwise, a distinction is made between a first pressure sensor, a second pressure sensor, and a third pressure sensor, whereby a first pressure sensor, a second pressure sensor, and a third pressure sensor can be used in every vehicle (more on this below).
Es wird zwischen einem anlegebezogenen Referenzwert und einem lösebezogenen Referenzwert unterschieden. Wie bereits erläutert, werden die Referenzwerte verwendet, um das Erreichen einer bestimmten Stellung der Bremse zu ermitteln. Sie stehen zwecks Vergleichs mit den verfahrensgemäß erzeugten Messwerten zur Verfügung. Der anlegebezogene Referenzwert beschreibt entsprechend seiner Bezeichnung einen Wert für den Messwert, der bei angelegter Bremse erreicht wird. Dementsprechend bezeichnet der lösebezogene Referenzwert entsprechend seiner Bezeichnung einen Wert für den Messwert, der bei gelöster Bremse, vorzugsweise bei vollständig gelöster Bremse, erreicht wird. Ist im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung allgemein nur auf von Referenzwerten die Rede, so beziehen sich die gemachten Aussagen dann sowohl auf den anlegebezogenen als auch auf den lösebezogenen Referenzwert.A distinction is made between an application-related reference value and a release-related reference value. As already explained, the reference values are used to determine when a specific brake position has been reached. They are available for comparison with the measured values generated according to the method. The application-related reference value, as its name suggests, describes a value for the measured value that is reached when the brake is applied. Accordingly, the release-related reference value, as its name suggests, describes a value for the measured value that is reached when the brake is released, preferably when the brake is completely released. If, in the context of this description of the invention, reference is generally only made to reference values, the statements made then refer to both the application-related and the release-related reference value.
Es wird zwischen einem anlegebezogenen Maximalwert und einem lösebezogenen Maximalwert unterschieden. Wie bereits erläutert, werden die Maximalwerte verwendet, um das Erreichen eines bestimmten Degradationsmaßes der Bremse zu ermitteln. Sie stehen zwecks Vergleichs mit den verfahrensgemäß berechneten Zeitbedarfen (Anlegen und Lösen) zur Verfügung. Ist im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung allgemein nur auf von Maximalwerten die Rede, so beziehen sich die gemachten Aussagen dann sowohl auf den anlegebezogenen als auch auf den lösebezogenen Maximalwert.A distinction is made between an application-related maximum value and a release-related maximum value. As already explained, the maximum values are used to determine whether a certain degree of brake degradation has been reached. They are available for comparison with the time requirements (application and release) calculated according to the method. If, in the context of this description of the invention, only maximum values are generally referred to, the statements made refer to both the application-related and the release-related maximum values.
Rechnergestützt oder computerimplementiert ist eine Vorrichtung, wenn diese mindestens einen Computer oder Prozessor aufweist, oder ein Verfahren, wenn mindestens ein Computer oder Prozessor mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt.A device is computer-aided or computer-implemented if it has at least one computer or processor, or a method if at least one computer or processor carries out at least one method step of the method.
Eine Rechenumgebung ist eine IT-Infrastruktur, bestehend aus Funktionskomponenten wie Prozessoren, Speichereinheiten, Programmen und aus mit den Programmen zu verarbeitenden Daten, die zur Ausführung mindestens einer Applikation, die eine Aufgabe zu erfüllen hat, verwendet werden. Weitere Funktionskomponenten können aus Sensoren und Aktuatoren bestehen, welche eine Interaktion der Rechenumgebung mit der Außenwelt ermöglichen. Die IT-Infrastruktur kann auch als Netzwerk der genannten Funktionskomponenten organisiert sein.A computing environment is an IT infrastructure consisting of functional components such as processors, memory units, programs, and data to be processed by the programs, which are used to execute at least one application that has to perform a specific task. Additional functional components can consist of sensors and actuators that enable the computing environment to interact with the outside world. The IT infrastructure can also be organized as a network of these functional components.
Eine Cloud (auch als Rechnerwolke oder Datenwolke bezeichnet) ist eine Rechenumgebung für ein sog. Cloud-Computing. Gemeint ist eine IT-Infrastruktur, welche über Schnittstellen eines Netzwerks wie dem Internet verfügbar gemacht wird. Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Software als Dienstleistung, ohne dass diese auf einer die Cloud nutzenden Recheninstanz installiert sein müssen. Die im Rahmen des Cloud-Computings angebotenen Dienstleistungen umfassen das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhalten unter anderem die IT-Infrastruktur, Plattformen, Software und Rechenleistung, wobei der Cloud-Anbieter die angebotenen Ressourcen bedarfsgerecht an die Cloud-Nutzer verteilt, mit dem Ziel, die Ressourcen damit optimal auszuschöpfen.A cloud (also known as a computer cloud or data cloud) is a computing environment for cloud computing. This refers to an IT infrastructure made available via interfaces of a network such as the internet. It typically includes storage space, computing power, or software as a service, without the need to install these on a computing instance using the cloud. The services offered within the framework of cloud computing span the entire spectrum of information technology and include, among other things, IT infrastructure, platforms, software, and computing power. The cloud provider distributes the offered resources to cloud users according to their needs, with the goal of optimally utilizing the resources.
Da in der Bahntechnik hohe Sicherheitsstandards hinsichtlich Funktion (Betriebssicherheit, Safety) sowie Angreifbarkeit (Übertragungssicherheit, Security) computerimplementierter Lösungen gelten, sind die Funktionalitäten einer Cloud, die in der Bahntechnik zum Einsatz kommt, hinsichtlich ihrer geteilten Verfügbarkeit üblicherweise begrenzt. Insbesondere, was den Zugriff eines potenziell unbegrenzten Kreises von Cloud-Nutzern angeht, sind daher Restriktionen erforderlich. Aber auch, was die Teilung von Rechenressourcen durch verschiedene Recheninstanzen angeht, muss mit Blick auf eine erforderliche Redundanz ein Zugriff begrenzt werden. Eine Technologie, die diese Restriktionen für die Bahntechnik berücksichtigt, wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung auch als private Cloud bezeichnet, auch wenn eine private Cloud die mit Cloudtechnologie verbundenen technischen Merkmale nur eingeschränkt erfüllt.Since high safety standards apply in railway technology with regard to the function (operational reliability, safety) and vulnerability (transmission reliability, security) of computer-implemented solutions, the The functionalities of a cloud used in railway technology are typically limited in terms of their shared availability. Restrictions are therefore necessary, particularly with regard to access by a potentially unlimited group of cloud users. However, access must also be limited with regard to the sharing of computing resources between different computing instances, with a view to ensuring the necessary redundancy. A technology that takes these restrictions into account for railway technology is also referred to as a private cloud in the context of this invention, even if a private cloud only partially fulfills the technical features associated with cloud technology.
Computer sind aus mehreren Funktionskomponenten bestehende elektronische Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften. Computer können beispielsweise Clients, Server, Handheld-Computer, Kommunikationsgeräte und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die Prozessoren und Speichereinheiten aufweisen können und über Schnittstellen auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können.Computers are electronic devices with data processing capabilities consisting of multiple functional components. Computers can be, for example, clients, servers, handheld computers, communication devices, and other electronic data processing devices that may have processors and memory units and may also be connected to a network via interfaces.
Prozessoren können beispielsweise Wandler, Sensoren zur Erzeugung von Messsignalen oder elektronische Schaltungen sein. Bei einem Prozessor kann es sich um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen und Daten handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden.Processors can be, for example, converters, sensors for generating measurement signals, or electronic circuits. A processor can be a central processing unit (CPU), a microprocessor, a microcontroller, or a digital signal processor, possibly combined with a memory unit for storing program instructions and data. A processor can also be a virtualized processor or a soft CPU.
Speichereinrichtungen können als computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers (Festplatte oder Datenträger) ausgeführt sein.Storage devices can be implemented as computer-readable memory in the form of a random-access memory (RAM) or data storage (hard disk or data carrier).
Programmmodule sind einzelne Software-Funktionseinheiten, die einen erfindungsgemäßen Programmablauf von Verfahrensschritten ermöglichen. Diese Software-Funktionseinheiten können in einem einzigen Computerprogramm oder in mehreren miteinander kommunizierenden Computerprogrammen verwirklicht sein. Die hierbei realisierten Schnittstellen können softwaretechnisch innerhalb eines einzigen Prozessors umgesetzt sein oder hardwaretechnisch, wenn mehrere Prozessoren zum Einsatz kommen.Program modules are individual software functional units that enable a program sequence of method steps according to the invention. These software functional units can be implemented in a single computer program or in several communicating computer programs. The interfaces implemented in this way can be implemented in software within a single processor or in hardware if multiple processors are used.
Schnittstellen können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, oder softwaretechnisch, beispielsweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.Interfaces can be implemented in hardware, for example wired or as a radio connection, or in software, for example as interaction between individual program modules of one or more computer programs.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Wartungsintervalle, die eine Außerbetriebsetzung der betroffenen Fahrzeuge erfordern, flexibel gewählt werden können, und zwar in Abhängigkeit des tatsächlich auftretenden Bedarfs. Dabei können sowohl kürzere als auch längere als die gemäß dem Stand der Technik standardmäßig vorgesehenen Wartungsintervalle auftreten. Kann man die Degradation im laufenden Betrieb erkennen, können die Folgekosten, die einer Degradation aufgrund der Vermeidung von Folgeschäden entsprechend reduziert werden. Der wirtschaftliche Schaden aufgrund einer bedarfsgerechten Verkürzung des betreffenden Wartungsintervalls ist verglichen hierzu nämlich bedeutend geringer. Umgekehrt kann man erkennen, dass nach Ablauf einer vorgesehenen Frist für eine Wartungsmaßnahme der Bremsen noch keine relevante Degradation vorliegt, und man kann die entsprechende Frist verlängern und sich das Ausstellen der Wagen und die damit verbundenen Kosten ersparen. Dies wiederum verringert die Wartungskosten für die betreffenden Fahrzeuge.The advantage of the invention is that maintenance intervals requiring the affected vehicles to be taken out of service can be selected flexibly, depending on the actual need. This can be both shorter and longer than the standard maintenance intervals provided for in the state of the art. If degradation can be detected during operation, the follow-up costs associated with degradation can be reduced accordingly by avoiding consequential damage. The economic damage resulting from a needs-based shortening of the relevant maintenance interval is significantly lower in comparison. Conversely, it can be detected that no relevant degradation has yet occurred after the expiry of a scheduled brake maintenance period, and the corresponding period can be extended, thus avoiding the need to take the vehicles out of service and the associated costs. This, in turn, reduces the maintenance costs for the affected vehicles.
Die vorgestellte Lösung ermöglicht im Ergebnis das automatische Feststellen eines Defekts in der Bremsanlage während der Durchführung von Bremsproben, die im Betrieb des Fahrzeugverbandes ohnehin erfolgen müssen, ohne dass das Fahrzeug für eine gesonderte Bremsprüfung aus dem Verkehr gezogen werden muss. Der erfindungsgemäße Unterschied liegt allerdings darin, dass die im Betrieb durchgeführten Bremsproben bisher nur für eine elementare Bremsprüfung verwendet wurden. Deren Inhalt bezieht sich bisher nur darauf, ob die Bremsen korrekt angelegt und wieder gelöst werden können. Diese beiden Grundfunktionen sind grundsätzlich aber auch bei fortschreitender Degradation des Bremssystems noch erfüllt, sodass bisher bezüglich der Degradation selbst keine Aussagen getroffen werden konnten. Hierzu wird erfindungsgemäß zusätzlich eine Zeitkomponente untersucht.The solution presented enables the automatic detection of a defect in the braking system during brake tests, which must be carried out anyway during operation of the vehicle convoy, without the vehicle having to be taken out of service for a separate brake test. The difference according to the invention, however, is that the brake tests carried out during operation have so far only been used for a basic brake test. This has so far only related to whether the brakes can be applied and released correctly. However, these two basic functions are generally still fulfilled even with progressive degradation of the braking system, so that no conclusions could be made regarding the degradation itself. For this purpose, the invention also examines a time component.
Beschrieben wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Fahrzeug, welches mit anderen Fahrzeugen zu einem spurgeführten Fahrzeugverband kuppelbar ist, das Fahrzeug ist
- e) mit einem Sensor, durch den ein den Bremszustand beschreibender Messwert erzeugbar ist,
- f) mit einer Rechenumgebung ausgestattet.
- e) with a sensor that can generate a measured value describing the braking condition,
- f) equipped with a computing environment.
Gemäß diesem Aspekt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rechenumgebung außerdem dazu eingerichtet ist, die beiden Schritte a) und b) und/oder die beiden Schritte c) und d) gemäß Anspruch 1 durchzuführen.According to this aspect, the invention provides that the computing environment is also configured to carry out the two steps a) and b) and/or the two steps c) and d) according to claim 1.
Die Rechenumgebung umfasst in jedem Fahrzeug mindestens einen Prozessor. Vorzugsweise ist dieser in dem Fahrzeug mit einer Speichereinheit signaltechnisch verbunden. Vorzugsweise ermöglicht die Rechenumgebung weiterhin eine Schnittstelle (kabellos oder kabelgebunden) zwischen dem besagten Prozessor und anderen Prozessoren, beispielsweise einem zentralen Prozessor (der die Funktion einer Zentraleinheit übernimmt oder unterstützt) in einer Lokomotive. Die mit diesem Aspekt der Erfindung verbundenen Vorteile sind vorstehend bereits erläutert worden, wobei auf diese Vorteile verwiesen wird.The computing environment comprises at least one processor in each vehicle. This processor is preferably signal-connected to a memory unit in the vehicle. Preferably, the computing environment further enables an interface (wireless or wired) between said processor and other processors, for example, a central processor (which performs or supports the function of a central processing unit) in a locomotive. The advantages associated with this aspect of the invention have already been explained above, and reference is made to these advantages.
Beschrieben wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt, enthaltend Programmbefehle, die durch einen Computer ausführbar sind. Gemäß diesem Aspekt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren rechnergestützt nach einem der auf das Verfahren bezogenen Ansprüche durchgeführt wird.According to a further aspect of the invention, a computer program product is described, containing program instructions that can be executed by a computer. According to this aspect, the invention provides that the method is carried out computer-assisted according to one of the claims relating to the method.
Gemäß der Erfindung wird somit ein Programmmodule enthaltendes Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen beschrieben, wobei die Programmmodule auf demselben oder mehreren Prozessoren laufen können. Mittels des Computerprogrammproduktes, das ein Computerprogramm oder mehrere Computerprogramme umfassen kann, sind jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele ausführbar und mit der Ausführung werden die vorstehend beschriebenen Vorteile erreicht.According to the invention, a computer program product containing program modules is described with program instructions, wherein the program modules can run on the same or multiple processors. The method according to the invention and/or its exemplary embodiments can be implemented by means of the computer program product, which can comprise one or more computer programs, and the above-described advantages are achieved by the implementation.
Beschrieben wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, enthaltend Daten, welche als Datensätze vom Speichermedium gespeichert werden. Gemäß diesem Aspekt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Datensätze das vorstehend beschriebene Computerprogrammprodukt nach dem letzten voranstehenden Anspruch ausführbar machen.According to a further aspect of the invention, a computer-readable storage medium is described, containing data stored as data sets on the storage medium. According to this aspect, the invention provides that the data sets make the above-described computer program product executable according to the last preceding claim.
Darüber hinaus wird somit eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogramms in Form eines computerlesbaren Speichermediums beschrieben. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise eine Speichereinheit, die das Computerprogramm speichert und zum Abruf bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes, beispielsweise cloudbasiertes Computersystem oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Speichermedium speichert und vorzugsweise in Form eines Datenstroms bereitstellt.Furthermore, a provision device for storing and/or providing the computer program in the form of a computer-readable storage medium is described. The provision device is, for example, a storage unit that stores the computer program and makes it available for retrieval. Alternatively or additionally, the provision device is a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed, for example, cloud-based computer system or virtual computer system, which stores the computer program on a computer-readable storage medium and preferably makes it available in the form of a data stream.
Die Bereitstellung erfolgt in Form von Programmmodule beschreibenden Programmdatensätzen als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des Computerprogramms. Das Computerprogramm wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in eine Rechenumgebung übertragen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren in einer Recheninstanz oder mehreren Recheninstanzen dieser Rechenumgebung zur Ausführung gebracht werden kann.The provision takes place in the form of program data sets describing program modules as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the computer program. The computer program is transferred, for example, using the provision device into a computing environment, so that the method according to the invention can be executed in one or more computing instances of this computing environment.
Ausgestaltungen der ErfindungEmbodiments of the invention
Weiterbildungen der Erfindung beschreibende Varianten werden nachfolgend ohne Beschränkung des grundlegenden Gedankens der Erfindung erläutert.Variants describing further developments of the invention are explained below without limiting the basic idea of the invention.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass ein Drucksensor den in einem pneumatischen Aktuatorsystem herrschenden Druck misst.According to a variant, the aspects of the invention explained above are determined by a pressure sensor measuring the pressure prevailing in a pneumatic actuator system.
Pneumatische Aktuatorsysteme sind zur Betätigung der Bremsen von spurgeführten Fahrzeugen vorzugsweise als indirekte pneumatische Bremse weit verbreitet. Dabei werden alle Fahrzeuge eines Fahrzeugverbandes an eine Hauptluftleitung angeschlossen, sodass die Bremsen zentral, vorzugsweise in der Lokomotive, durch Verringerung des in der Hauptluftleitung vorliegenden Drucks ausgelöst und dadurch angelegt werden können. Um die Bremsen zu lösen, wird der Druck in der Hauptluftleitung wieder erhöht. Außerdem dient die Hauptluftleitung dazu, in den Fahrzeugen lokale Druckspeicher zu befüllen. Diese Druckspeicher dienen im Falle einer Bremsanforderung dazu, die Bremsbeläge mittels der pneumatischen Bremszylinder durch Aufbauen eines Überdrucks in den Bremszylindern an die Reibpartner (vorzugsweise die Räder) anzulegen. In diesem Fall dient die Hauptluftleitung sozusagen als pneumatische Signalleitung, die zum Zweck der Steuerung der Bremszylinder auf Steuerventile zugreift.Pneumatic actuator systems are widely used to operate the brakes of rail-guided vehicles, preferably as indirect pneumatic brakes. All vehicles in a train are connected to a main air line, so that the brakes can be released centrally, preferably in the locomotive, by reducing the pressure in the main air line and thus applied. To release the brakes, the pressure in the main air line is increased again. The main air line also serves to fill local pressure accumulators in the vehicles. In the event of a braking request, these pressure accumulators are used to apply the brake pads to the friction partners (preferably the wheels) by means of the pneumatic brake cylinders by building up excess pressure in the brake cylinders. In this case, the main air line serves as a pneumatic signal line, which accesses control valves for the purpose of controlling the brake cylinders.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass durch eine Druckmessung ein besonders einfaches und zuverlässiges Sensorverfahren zur Verfügung steht, um die für die Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Information für die Anlegeanforderung und die Löseanforderung in Form eines Messwertes zu generieren.An advantage of this variant is that a pressure measurement provides a particularly simple and reliable sensor method for generating the information required for the application request and the release request in the form of a measured value for controlling the method according to the invention.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass der eine Drucksensor als erster Drucksensor den in einer Hauptluftleitung herrschenden Druck misst.According to a variant, the aspects of the invention explained above are determined in that the one pressure sensor as the first pressure sensor measures the pressure prevailing in a main air line.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass mittels des mindestens einen Drucksensors der Druck in der Hauptluftleitung stellvertretend für das gesamte Bremssystem des Fahrzeugverbandes ermittelt werden kann. Steigt dieser Druck stark an, so kann dies als Ereignis einer Löseanforderung interpretiert werden. Sinkt der Druck dann wieder stark ab, so kann dies als Ereignis einer Anlegeanforderung interpretiert werden. Stark ist definiert als außerhalb betriebsbedingter Druckschwankungen in der Hauptluftleitung, die ohne Vorliegen eine Löseanforderung oder Anlegeanforderung im störungsfreien Betrieb des Fahrzeugs entstehen. Hierbei können ein oberer Grenzwert für den Druckanstieg und ein unterer Grenzwert für den Druckabfall definiert werden, sodass der Zeitpunkt einer Bremsanforderung ermittelt wird, sobald der Druck in der Hauptluftleitung unterhalb des unteren Grenzwerts fällt und eine Löseanforderung ermittelt wird, wenn der Druck über einen oberen Grenzwert steigt.An advantage of this variant is that the pressure in the main air line can be determined as a representative of the entire braking system of the vehicle using at least one pressure sensor. If this pressure increases sharply, this can be interpreted as a release request. If the pressure then drops sharply again, this can be interpreted as an application request. Sharp is defined as pressure fluctuations in the main air line that are outside of operational requirements and occur without a release request or application request during fault-free operation of the vehicle. An upper limit value for the pressure increase and a lower limit value for the pressure drop can be defined here, so that the time of a braking request is determined as soon as the pressure in the main air line falls below the lower limit value and a release request is determined when the pressure rises above an upper limit value.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass in jedem Fahrzeug ein erster Drucksensor den in der Hauptluftleitung herrschenden Druck misst.According to a variant, the aspects of the invention explained above are determined by the fact that in each vehicle a first pressure sensor measures the pressure prevailing in the main air line.
Das Verfahren, in jedem der Fahrzeuge einen Druck in der Hauptluftleitung zu messen, entspricht mit Blick auf das Funktionsprinzip dem vorstehend beschriebenen, bei dem nur ein, nämlich der erste Drucksensor in der Lokomotive, in der Hauptluftleitung zum Einsatz kommt. Allerdings wird in jedem Fahrzeug der in dem betreffenden Fahrzeug gemessene Druck durch einen ersten Drucksensor gemessen, um den Zeitpunkt der Bremsanforderung zu ermitteln. Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass sich der Druckverlauf in der Hauptluftleitung aufgrund der Länge des Fahrzeugverbandes nicht in allen Fahrzeugen zeitlich parallel verläuft. Je weiter das betreffende Fahrzeug von der Druckluftquelle zur Einspeisung einer Druckerhöhung in die Hauptluftleitung entfernt ist, desto größer ist ein Zeitversatz, bis es bei einer Druckänderung an der Druckluftquelle in dem betreffenden Fahrzeug zur gewünschten Druckänderung kommt.The method of measuring the pressure in the main air line in each of the vehicles is, in terms of its operating principle, the same as that described above, where only one pressure sensor, the first in the locomotive, is used in the main air line. However, in each vehicle the pressure measured in that vehicle is measured by a first pressure sensor in order to determine the time of the braking request. This takes into account the fact that the pressure curve in the main air line does not run parallel in time in all vehicles due to the length of the vehicle convoy. The further the vehicle in question is from the compressed air source for feeding an increase in pressure into the main air line, the greater the time delay until the desired pressure change occurs in the vehicle in question when the pressure at the compressed air source changes.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass bei der Verwendung von einem ersten Drucksensor in jedem der Fahrzeuge ein fahrzeugindividueller Zeitraum von der Anlegeanforderung oder Löseanforderung bis zum tatsächlichen Anlegen oder Lösen der Bremse ermittelt werden kann. Dies ermöglicht es, in den Fahrzeugen individuell auftretende Fehler festzustellen und zu lokalisieren. Außerdem kann mittels der Zusatzsensoren auch ein weiterer Zeitraum zur Bewertung der Bremsfunktion ermittelt werden, der mit einer Veränderung des Druckes an der Druckluftquelle beginnt und mit einer gleichartigen Veränderung des Druckes in dem betreffenden Fahrzeug endet. Diesen Zeitraum kann man auch als eine für jedes Fahrzeug individuelle Ansprechverzögerung bezeichnen. Dieser Zeitraum kann zum Beispiel eine Aussage über den Ort des Fahrzeugs im Fahrzeugverband liefern.One advantage of this variant is that, when using a first pressure sensor in each vehicle, a vehicle-specific time period can be determined from the application or release request to the actual application or release of the brake. This makes it possible to detect and localize errors occurring individually in the vehicles. In addition, the additional sensors can also be used to determine an additional time period for evaluating the braking function. This time period begins with a change in the pressure at the compressed air source and ends with a similar change in the pressure in the vehicle in question. This time period can also be referred to as a response delay that is individual for each vehicle. This time period can, for example, provide information about the vehicle's position in the convoy.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass in jedem Fahrzeug ein zweiter Drucksensor den in einem Bremszylinder zur Betätigung der Bremse herrschenden Druck misst.According to a variant, the aspects of the invention explained above are determined by the fact that in each vehicle a second pressure sensor measures the pressure prevailing in a brake cylinder for actuating the brake.
Als Aktoren, um den Druck in der Hauptluftleitung in eine mechanische Stellbewegung zu verwandeln, kommen üblicherweise Bremszylinder zum Einsatz. Diese werden zumindest bei indirekten pneumatischen Bremsen von lokalen Druckbehältern im Fahrzeug gespeist, wobei diese durch Steuerventile einen Druckaufbau im Bremszylinder ermöglichen, wenn der Druck in der Hauptluftleitung absinkt.Brake cylinders are typically used as actuators to convert the pressure in the main air line into a mechanical actuating movement. These are fed from local pressure vessels in the vehicle, at least in indirect pneumatic brakes. These allow pressure to build up in the brake cylinder via control valves when the pressure in the main air line drops.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass fahrzeug-individuell weitere Messwerte erzeugt werden können, die zusätzliche Aussagen über die Funktion der im Fahrzeug verwendeten pneumatischen Bremse ermöglichen. Beispielsweise lassen sich auf diesem Wege Funktionsstörungen des Bremssteuerventils für die Bremszylinder feststellen. Dies ermöglicht ein rasches Reagieren auf die Feststellung von Fehlern und als Konsequenz darauf zumindest die Erzeugung eines Fehlersignals in der bereits beschriebenen Weise.An advantage of this variant is that additional measured values can be generated for each vehicle, providing additional information about the function of the pneumatic brake used in the vehicle. For example, malfunctions of the brake control valve for the brake cylinders can be detected. This allows for rapid response to detected errors and, as a consequence, at least the generation of an error signal in the manner already described.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass in jedem Fahrzeug ein dritter Drucksensor den in einem Aktuator in Form eines als zweiter Bremszylinder ausgeführten Pneumatikzylinders zur Betätigung der Bremse herrschenden Druck misst.According to a variant, the aspects of the invention explained above are determined in that in each vehicle a third pressure sensor measures the pressure prevailing in an actuator in the form of a pneumatic cylinder designed as a second brake cylinder for actuating the brake.
Die Funktion und die damit verbundenen Vorteile entsprechend der vorstehend erläuterten Variante sind bereits erläutert worden. Zusätzlich einen dritten Drucksensor vorzusehen, ist dann von Vorteil, wenn auch ein zweiter Bremszylinder zum Einsatz kommt, sodass bei dem Messverfahren vorteilhaft eine Differenzierung zwischen dem ersten Bremszylinder und dem zweiten Bremszylinder möglich ist, da zwei Messergebnisse zur Verfügung stehen. In einem störungsfreien Betrieb sollten die Druckverhältnisse in beiden Bremszylinder annähernd symmetrisch, d. h. gleich sein. Ergeben sich größere Asymmetrien (oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes) bei den Messergebnissen, deutet dies auf eine Fehlfunktion hin. Für die Abweichung der beiden Messergebnisse, erzeugt durch den zweiten Drucksensor und den dritten Drucksensor, kann ein Toleranzbereich festgelegt werden. Ein Fehler wird dann ausgegeben, wenn der vorgegebene Toleranzbereich für eine Abweichung der Messergebnisse verlassen wird.The function and associated advantages of the variant described above have already been explained. Providing a third pressure sensor is advantageous when a second brake cylinder is also used, as this allows differentiation between the first brake cylinder and the second brake cylinder during the measurement process, as two measurement results are available. During trouble-free operation, the pressure conditions in both brake cylinders should be approximately symmetrical, i.e., the same. If there are significant asymmetries (above a specified limit) in the measurement results, this indicates a malfunction. A tolerance range can be defined for the deviation between the two measurement results generated by the second pressure sensor and the third pressure sensor. An error is output if the specified tolerance range for a deviation in the measurement results is exceeded.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass der Sensor ein Geometriesensor ist, der eine geometrische Zustandsgröße in der Bremsmechanik misst. Der Begriff „Geometriesensor“ ist mit Blick auf die Funktion des Sensors zu verstehen, dass dieser eine geometrische Zustandsgröße der Bremsmechanik messen kann. Auch ein Kraftsensor für die Messung einer Kraft, die im Bremsgestänge wirkt, kann eingesetzt werden.According to one variant, the above-explained aspects of the invention are determined by the sensor being a geometry sensor that measures a geometric state variable in the brake mechanism. The term "geometry sensor" is to be understood with regard to the sensor's function, namely that it can measure a geometric state variable of the brake mechanism. A force sensor for measuring a force acting in the brake linkage can also be used.
Geometrische Zustandsgrößen der Bremsmechanik beschreiben die geometrischen Verhältnisse derselben, welche sich zwangsläufig beim Anlegen und Lösen der Bremsen verändern. Hierbei werden üblicherweise mechanische Hebel eines mechanischen Koppelgetriebes gegeneinander verdreht oder verschoben, wobei die Stellbewegung eines Aktuators, üblicherweise eines Bremszylinders, an die Bremsbeläge weitergegeben wird, sodass diese auf ihren Reibpartner (beispielsweise eine Bremsscheibe, vorzugsweise jedoch das Rad des Fahrzeugs) angelegt oder von diesem gelöst werden. Die Änderung der Geometrie der Bremsmechanik kann insbesondere durch eine Überwachung des Stellwinkels von mechanischen Elementen (absolut oder relativ zueinander) oder durch eine Überwachung des Abstands von mechanischen Elementen zueinander oder zu unbeweglichen Teilen des Fahrzeugs überwacht werden.Geometric state variables of the brake mechanism describe the geometric relationships that inevitably change when the brakes are applied and released. Typically, mechanical levers of a mechanical coupling mechanism are rotated or shifted relative to each other, whereby the actuating movement of an actuator, usually a brake cylinder, is transmitted to the brake pads, causing them to be applied to or released from their friction partner (e.g., a brake disc, but preferably the vehicle wheel). The change in the geometry of the brake mechanism can be monitored, in particular, by monitoring the actuating angle of mechanical elements (absolute or relative to each other) or by monitoring the distance between mechanical elements or to immovable parts of the vehicle.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass die Bremsmechanik durch eine mechanische Kopplung bezüglich der Bremsbeläge eine eindeutige geometrische Beziehung zu diesen aufweist und daher von dem Messergebnis des Sensors direkt auf den Zustand eines Anliegens oder Gelöstseins der Bremse geschlossen werden kann. Daher kann vorteilhaft auch während der Fahrt zumindest eine bedeutende Fehlfunktion der Bremsmechanik zeitnah nach dem Auftreten (mit der nächsten Bremsprobe) ermittelt werden. Außerdem kann der Geometriesensor vorteilhaft dazu verwendet werden, für das erfindungsgemäße Verfahren den Zeitpunkt des Anliegens der Bremsbeläge bzw. des Gelöstseins der Bremsbeläge festzustellen.An advantage of this variant is that the brake mechanism has a clear geometric relationship to the brake pads due to a mechanical coupling. Therefore, the sensor's measurement result can be used directly to determine whether the brake is engaged or disengaged. Therefore, even while driving, at least one significant malfunction of the brake mechanism can be detected promptly after it occurs (with the next brake test). Furthermore, the geometry sensor can be used advantageously to determine the time at which the brake pads are engaged or disengaged for the method according to the invention.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass als Zeitpunkt der Anlegeanforderung ein Anlegebefehl für die Bremse und/oder als Zeitpunkt der Löseanforderung ein Lösebefehl für die Bremse verwendet wird. Diese Befehle können zum Beispiel durch eine zentrale Steuerung in der Lokomotive erzeugt werden und dort den bereits beschriebenen (zentralen) ersten Drucksensor ersetzen.According to one variant, the above-explained aspects of the invention are determined by using an apply command for the brake as the time of the application request and/or a release command for the brake as the time of the release request. These commands can be generated, for example, by a central control system in the locomotive and replace the previously described (central) first pressure sensor.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass dadurch eine vergleichsweise einfache und damit auch zuverlässige Möglichkeit für die Bestimmung des Zeitpunktes der Anlegeanforderung oder Löseanforderung zur Verfügung stehen. Hierbei kann beispielsweise ein entsprechender Anlegebefehl oder Lösebefehl ausgewertet werden, der jeweils in einer Zentraleinheit generiert wird. Bei dem Anlegebefehl oder dem Lösebefehl kann es sich um ein elektrisches Signal oder um ein pneumatisches Signal handeln, wobei letzteres in die Hauptluftleitung eingespeist wird. Das elektrische Signal bewirkt die Erzeugung des pneumatischen Signals und hängt insofern mit diesem in deterministischer Weise zusammen. Hier kann beispielsweise eine Zeitverzögerung von der Generierung des elektrischen Signals hin bis zur Generierung des pneumatischen Signals bestimmt und dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde gelegt werden.One advantage of this variant is that it provides a comparatively simple and therefore reliable method for determining the time of the application request or release request. For example, a corresponding application command or release command, which is generated in a central unit, can be evaluated. The application command or release command can be an electrical signal or a pneumatic signal, the latter being fed into the main air line. The electrical signal causes the pneumatic signal to be generated and is therefore deterministically linked to it. For example, a time delay from the generation of the electrical signal to the generation of the pneumatic signal can be determined and used as the basis for the method according to the invention.
Exemplarische Ausführungsbeispiele der ZeichnungExemplary embodiments of the drawing
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind in den einzelnen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.Further details of the invention are described below with reference to the drawings. Identical or corresponding drawing elements are identified in the individual figures with the same reference symbols and are only explained several times to the extent that differences arise between the individual figures.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Varianten der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Komponenten auch mit den vorstehend beschriebenen Varianten der Erfindung kombinierbar.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ausgeführt als spurgeführtes Fahrzeug, mit ihren Wirkzusammenhängen zwischen den zum Einsatz kommenden Funktionskomponenten schematisch. -
2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Drehgestell als Teil des spurgeführten Fahrzeugs mit Bremsvorrichtung) mit ihren Wirkzusammenhängen zwischen den zum Einsatz kommenden Funktionskomponenten schematisch in dreidimensionaler Darstellung. -
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Rechenumgebung für die Vorrichtung gemäß1 als Blockschaltbild der einzelnen Funktionskomponenten und der zwischen diesen ausgebildeten Schnittstellen, wobei einzelne Recheninstanzen Programmmodule ausführen, die jeweils in einem oder mehreren der beispielhaft dargestellten Computer ablaufen können und wobei die gezeigten Schnittstellen demgemäß softwaretechnisch in einem Computer oder hardwaretechnisch zwischen verschiedenen Computern ausgeführt sein können. -
4 zeigt schematisch einen Fahrzeugverband, bestehend aus mehreren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen spurgeführten Fahrzeugs, wobei an dessen Spitze eine Lokomotive angeordnet ist und wobei der Fahrzeugverband eingerichtet ist, ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. -
5 , bestehend aus den5A und5B , zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm, wobei die gezeigten Verfahrensschritte einzeln oder in Gruppen durch Programmmodule verwirklicht sein können und wobei die Recheninstanzen und Schnittstellen gemäß3 beispielhaft angedeutet sind. -
6 zeigt schematisch verschiedene Verläufe von Messergebnissen wobei die Messergebnisse des Geometriesensors sowie des ersten sowie zweiten Drucksensors über der Zeit t dargestellt sind und wobei ordnungsgemäße Verläufe des Messergebnisses durch eine durchgezogene Linie und Messergebnisse, die auf einen Fehler hinweisen, gestrichelt dargestellt sind.
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1 shows an embodiment of the device according to the invention, designed as a track-guided vehicle, with its interactions between the functional components used schematically. -
2 shows an alternative embodiment of the device according to the invention (bogie as part of the track-guided vehicle with braking device) with its interactions between the functional components used schematically in three-dimensional representation. -
3 shows an embodiment of a computing environment for the device according to1 as a block diagram of the individual functional components and the interfaces formed between them, whereby individual computing instances execute program modules which can each run in one or more of the computers shown as examples and whereby the interfaces shown can accordingly be implemented in software in one computer or in hardware between different computers. -
4 shows schematically a vehicle combination consisting of several embodiments of the track-guided vehicle according to the invention, wherein a locomotive is arranged at the front of the vehicle combination and wherein the vehicle combination is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. -
5 , consisting of the5A and5B , shows an embodiment of the method according to the invention as a flow chart, wherein the method steps shown can be implemented individually or in groups by program modules and wherein the computing instances and interfaces according to3 are indicated as examples. -
6 shows schematically various courses of measurement results, whereby the measurement results of the geometry sensor as well as the first and second pressure sensors are shown over time t and whereby correct courses of the measurement result are shown by a solid line and measurement results that indicate an error are shown by dashed lines.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the implementation examples
In
Einen der Hebel stellt das Stellelement STE dar, welches um das angedeutete Festlager FL schwenkbar gelagert ist, und das durch die vom Aktor AKT kommende Zug- bzw. Schubstange ZSS bewegt wird. An diesem Stellelement ist ein Geometriesensor GSN in Form eines Mess-Beschleunigungssensor starr befestigt, sodass dieser mit dem Stellelement STE hin und her schwenkt. Außerdem gibt es einen Referenz-Beschleunigungssensor RBS, der starr mit dem Fahrzeug FZ, gemäß
Außerdem ist der
In
Die Bremsvorrichtung BV ist dreidimensional mit einer ersten Teileinheit TE1 und einer zweiten Teileinheit TE2 dargestellt. Die erste Teileinheit TE1 weist ein Gehäuse GHS auf, welches eine nicht näher dargestellte Mechanik zur Übertragung der Stellbewegung des ebenfalls in dem Gehäuse GHS untergebrachten Aktors AKT und den nicht dargestellten ersten Drucksensor (der zweite Drucksensor kann in einer zweiten nicht dargestellten ebensolchen Bremsvorrichtung an einem weiteren Drehgestell des Wagens untergebracht sein) beherbergt. Die Mechanik (z. B. ein Koppelgetriebe) überträgt in ebenfalls nicht dargestellter Weise eine Stellbewegung auf Schubstangen ZSS, die zumindest hauptsächlich eine translatorische Bewegung durchführen, um einen Abstand zwischen den beiden Teileinheiten (TE1 ... TE2) zu vergrößern oder zu verkleinern.The braking device BV is depicted three-dimensionally with a first sub-unit TE1 and a second sub-unit TE2. The first sub-unit TE1 has a housing GHS, which houses a mechanism (not shown in detail) for transmitting the actuating movement of the actuator AKT, which is also housed in the housing GHS, and the first pressure sensor (not shown) (the second pressure sensor can be housed in a second, similar braking device (not shown) on another bogie of the car). The mechanism (e.g., a coupling gear) transmits an actuating movement to push rods ZSS in a manner (also not shown), which at least primarily perform a translational movement in order to increase or decrease a distance between the two sub-units (TE1 ... TE2).
Die Bremsvorrichtung BV ist mithilfe von vier Lagerstangen LST im Drehgestell DG aufgehängt. Die Lagerstangen LST weisen ihrerseits Kugelköpfe KKP auf, welche in an sich bekannter Weise (nicht dargestellt) in dem Drehgestell DG befestigt sind. Die Kugelköpfe KKP lassen eine Bewegung vorwiegend in horizontaler Richtung, und zwar in einer Fahrtrichtung FR bzw. entgegen dieser Fahrtrichtung FR zu. Dabei beschreiben die nicht zu erkennenden Aufhängungen der Lagerstangen LST in der Bremsvorrichtung BV Kreisbögen um die durch die Kugelköpfe KKP definierten Festpunkte im Drehgestell DG. Da die Lagerstangen LST jedoch im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet sind, führt der technisch relevante Kreisausschnitt dieser Kreisbögen im Wesentlichen zu einer horizontalen Bewegung. Die Kugelköpfe KKP lassen auch eine gewisse Bewegung in horizontaler Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung FR zu. Diese wird jedoch konstruktiv durch Wangen WG von Bremsköpfen BKP, die die Bremsbeläge BRB tragen, begrenzt.The braking device BV is suspended in the bogie DG using four bearing rods LST. The bearing rods LST in turn have ball heads KKP, which are fastened in the bogie DG in a conventional manner (not shown). The ball heads KKP allow movement primarily in a horizontal direction, namely in a direction of travel FR or against this direction of travel FR. The invisible suspensions of the bearing rods LST in the braking device BV describe circular arcs around the fixed points in the bogie DG defined by the ball heads KKP. However, since the bearing rods LST are essentially aligned vertically, the technically relevant circular section of these circular arcs essentially results in a horizontal movement. The ball heads KKP also allow a certain amount of movement in a horizontal direction perpendicular to the direction of travel FR. However, this is structurally limited by the cheeks WG of the brake heads BKP, which carry the brake pads BRB.
Mittels eines Geometriesensors GSN kann der Abstand der beiden Teileinheiten T1, T1 ermittelt werden. Dieser Abstand lässt einen direkten Rückschluss darauf zu, ob die Bremsbeläge BRB an den Rädern RD anliegen (angelegter Zustand der Bremse) oder von den Rädern RD gelöst sind (gelöster Zustand der Bremse). Alternativ wäre ein Kraftsensor in nicht dargestellter Weise derart einzubauen, dass dieser im angelegten Zustand der Bremse betragsmäßig eine andere Kraft misst, als im gelösten Zustand der Bremse. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass der Kraftsensor eine Krafterhöhung misst, die bei einem Anliegen der Bremse dadurch zustande kommt, dass die Bremsbeläge auf dem Bremspartner eine Antriebskraft erzeugen, die sich in der Bremsmechanik fortpflanzt.Using a geometry sensor GSN, the distance between the two sub-units T1, T1 can be determined. This distance allows a direct conclusion to be drawn as to whether the brake pads BRB are in contact with the wheels RD (brake applied state) or are released from the wheels RD (brake released state). Alternatively, a force sensor could be installed in a manner not shown such that it measures a different amount of force when the brake is applied than when the brake is released. This can be achieved by the force sensor measuring an increase in force that occurs when the brake is applied because the brake pads on the braking partner generate a driving force that is propagated in the braking mechanism.
In
Die Bremsköpfe BKP der Bremsvorrichtung BV werden durch einen ersten Bremszylinder BZL1 betätigt. Von einer weitere Bremsvorrichtung, welche in
Alle Sensoren sind über eine exemplarisch dargestellte erste Schnittstelle S1 mit dem Prozessor PR verbunden, der die Messergebnisse auswertet. Der Prozessor PR ist überdies über eine dritte Schnittstelle S3 mit einer Speichereinrichtung SE verbunden, wobei in der Speichereinrichtung SE beispielswese erforderliche Referenzwerte abgespeichert sind. Über die Ausgabeschnittstelle S2 ist der Prozessor PR mit der Ausgabeeinrichtung AE verbunden, wobei die Ausgabeeinrichtung AE vorzugsweise ein Display ist, welches Informationen bezüglich des Betriebs der Bremse darstellen kann, oder ein System mit beispielsweise einer Funkschnittstelle, das die Informationen direkt zu einem Zentralprozessor ZPR, z. B in der Lokomotive, übertragen kann (siehe die Antennen gemäß
In
Außerdem ist in
Insgesamt wird durch die kommunikativ miteinander verbundenen Prozessoren PR in den Fahrzeugen FZ sowie dem Computer CP in der Lokomotive LC, eine Rechenumgebung RU geschaffen. Der Computer CP weist einen zentralen Prozessor ZPR auf, der über eine achte Schnittstelle S8 mit einer zentralen Speichereinrichtung ZSE verbunden ist. In den einzelnen Fahrzeugen FZ sind in der bereits erläuterten Weise jeweils ein Prozessor PR und eine Speichereinheit SE vorgesehen, die jeweils über eine dritte Schnittstelle S3 miteinander verbunden sind. Diese Konfiguration ist in jedem der Fahrzeuge FZ zu finden. Insofern sind diese Fahrzeuge FZ technisch übereinstimmend gemäß
In der Hauptluftleitung HL ist ein einziger erster Drucksensor DSN1 angeordnet, der in der Ausschnittvergrößerung der digitalen automatischen Kupplung DAC zu erkennen ist. Mit diesem Drucksensor kann der in der Hauptluftleitung HL herrschende Druck gemessen werden. In
Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft, wie im Flussdiagramm gemäß
Der
Ein Kalibrierungsschritt kann auch nötig werden, wenn beispielsweise die Bremsbeläge immer weiter abgenutzt werden und deswegen die Referenzwerte angepasst werden müssen.A calibration step may also be necessary if, for example, the brake pads continue to wear down and the reference values therefore need to be adjusted.
Beim Kalibrieren werden die Bremsen in einem Deaktivierungsschritt UNLOCK zunächst gelöst. Dann erfolgt in einem Messschritt MSRE die Erzeugung eines ersten Messergebnisses ME1 durch den ersten Drucksensor DSN1 (alternativ ließe sich hier auch ein Messwert des Geometriesensors verwenden, nicht dargestellt). In einem anschließenden Berechnungsschritt CALC wird daraus ein fehlender lösebezogenen Referenzwert RWL berechnet. Unter Berücksichtigung einer durch den ersten Drucksensor im Messschritt MSRE (aufgrund einer Druckänderung in der Hauptluftleitung) ermittelten Löseanforderung, kann in dem Berechnungsschritt CALC außerdem der Zeitbedarf zum Lösen der Bremse berechnet werden. Im nächsten Schritt erfolgt ein Aktivierungsschritt LOCK für die Bremse, sodass die Bremsbeläge am Bremsanschlag (beispielsweise den Rädern RD) anliegen. Der vorstehend beschriebene Mess- und Berechnungsschritt MSRE und CALC werden wiederholt und liefern zum zweiten Messergebnis ME2 des zweiten Drucksensors DSN2 den anlegebezogenen Referenzwert RWA und den Zeitbedarf zum Anlegen der Bremse.During calibration, the brakes are first released in a deactivation step UNLOCK. Then, in a measuring step MSRE, a first measurement result ME1 is generated by the first pressure sensor DSN1 (alternatively, a measured value from the geometry sensor could also be used here, not shown). In a subsequent calculation step CALC, a missing release-related reference value RWL is calculated from this. Taking into account a release request determined by the first pressure sensor in the measuring step MSRE (due to a pressure change in the main air line), the time required to release the brake can also be calculated in the calculation step CALC. The next step is an activation step LOCK for the brake so that the brake pads contact the brake stop (e.g., the wheels RD). The measuring and calculation steps MSRE and CALC described above are repeated and provide the application-related reference value RWA and the time required to apply the brake for the second measurement result ME2 from the second pressure sensor DSN2.
Die Berechnung der Referenzwerte (soweit noch nicht verfügbar) werden bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die erforderlichen Messwerte, Referenzwerte und Zeitbedarfe können in einer Konfiguration gem.
Wenn Referenzwerte und Maximalwerte bereits existieren, kann der Kalibrierungsschritt CALIB ausgelassen werden. Wenn die bezüglichen Referenzwerte und Maximalwerte bereits in der Speichereinrichtung enthalten sind, können diese sofort aus der Speichereinrichtung abgerufen werden. Dies ist in
Zu diesem Zweck wird ein Aktivierungsschritt der Bremse LOCK durchgeführt, um diese anzulegen. Anschließend erfolgt die Messung MSRE, des zweiten Messergebnisses ME2 durch den zweiten Drucksensor DSN2 und den ersten Drucksensor DSN1, und die Berechnung CALC des Zeitbedarfs T zum Anlegen der Bremse, wie oben bereits ausgeführt. Es kann dann das aktuelle Messergebnis (im Falle einer Konfiguration gem.
Die vorgeschriebene Prozedur wird bei gelöster Bremse wiederholt. Zu diesem Zweck wird ein Deaktivierungsschritt der Bremse UNLOCK durchgeführt. Anschließend erfolgt die Messung und evtl. Berechnung MSRE, CALC des ersten Messergebnisses ME1 durch den Sensor und den ersten Drucksensor DSN1, wie oben bereits ausgeführt. Es kann dann das aktuelle Messergebnis (im Falle einer Konfiguration gem.
Zusätzlich kann in einer Abfrage überprüft werden, ob eine Abweichung eines ermittelten zeitlichen Druckverlaufes DVM in den Aktuatoren, gemessen durch die zweiten Drucksensoren DSN2, einem Referenz-Druckverlauf DVR entspricht. Falls dies nicht der Fall ist, kann ebenfalls eine Fehlermeldung ausgegeben werden, wie in
Nicht dargestellt in
Die
Die Bremsperiode BP wird durch den ersten Drucksensor und den zweiten Drucksensor sowie durch den Geometriesensor dadurch angezeigt, dass sich das Sensorsignal konstant auf einem oberen Niveau NO befindet. Im gelösten Zustand befindet sich das Sensorsignal dagegen auf einem unteren Niveau NU. Zwischen den beiden Niveaus wechselt das Sensorsignal im Falle der im obersten Diagramm angezeigten Anlegeanforderung sowie Löseanforderung mit einem gewissen zeitlichen Versatz, der dadurch zu erkennen ist, dass sich die Anlegeanforderung sowie die Löseanforderung jeweils in einem gewissen zeitlichen Abstand von dem Punkt befinden, an dem der zweite sowie dritte Drucksensor oder der Geometriesensor eine Änderung des Sensorsignals erfährt, dargestellt durch die senkrechten Linien in
Qualitativ angedeutet durch verschiedene Rampen sind verschiedene Zeitverzögerungen, die sich während des Lösens der Bremsen und des Anliegens der Bremsen ergeben und infolgedessen auch in den dargestellten Sensorsignalen Niederschlag finden. In den beiden unteren Diagrammen sind durch durchgezogene Linien jeweils die Rampen gezeigt, die den Bereich einer zulässigen Anlegeverzögerung bzw. Löseverzögerung begrenzen. Die jeweils steilere durchgezogene Linie und die jeweils flachere durchgezogene Linie zeigen den Toleranzbereich an, innerhalb dessen bei einer Degradation der gesamten Bremsmechanik eine Änderung des Bremsverhaltens noch hinzunehmen ist (alle Rampen dazwischen sind also ebenfalls zulässig, wenn auch nicht dargestellt).Qualitatively indicated by different ramps are different time delays that occur during brake release and brake application, and are consequently also reflected in the displayed sensor signals. In the two lower diagrams, solid lines show the ramps that limit the range of permissible application delay and release delay, respectively. The steeper solid line and the flatter solid line indicate the tolerance range within which a change in braking behavior is still acceptable in the event of degradation of the entire brake mechanism (all ramps in between are therefore also permissible, although not shown).
Die jeweils gestrichelten Rampen zeigen beispielhaft Verläufe an, die zu einem Fehlersignal gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren führen müssen, da die Anlegeverzögerung oder Löseverzögerung zulässige Grenzwerte überschreitet und deswegen im Betrieb nicht hingenommen werden soll.The dashed ramps show examples of courses that must lead to an error signal according to the method according to the invention, since the application delay or release delay exceeds permissible limit values and should therefore not be accepted during operation.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- ATAT
- Antenneantenna
- BKPBKP
- Bremsköpfebrake heads
- BRBBRB
- Bremsbelagbrake pad
- BSTBST
- Bremssättelbrake calipers
- BUSBUS
- Bussystembus system
- BVBV
- Bremsvorrichtungbraking device
- CLDCLD
- CloudCloud
- DAKDAK
- Digitale automatische KupplungDigital automatic coupling
- DGDG
- Drehgestellbogie
- ERRERR
- FehlersignalError signal
- FbFacebook
- BremskraftBraking force
- FnFn
- NormalkraftNormal force
- FRFR
- FahrtrichtungDirection of travel
- FZFZ
- Fahrzeugvehicle
- DGDG
- Drehgestellbogie
- RDRD
- Radwheel
- ACAC
- Achseaxis
- FLFL
- FestlagerFixed bearing
- ZSSZSS
- Zug-SchubstangePull-push rod
- BRGBRG
- Bremsgestängebrake linkage
- AKTACT
- AktorActuator
- BRBBRB
- Bremsbelagbrake pad
- STESTE
- StellelementActuator
- DATHERE
- Drehachseaxis of rotation
- HLHL
- HauptluftleitungMain air line
- LCLC
- Lokomotivelocomotive
- GGSNGGSN
- Drucksensorpressure sensor
- GSN1 ... GSN3GSN1 ... GSN3
- erster bis dritter Drucksensorfirst to third pressure sensors
- DSN1DSN1
- Erster DrucksensorFirst pressure sensor
- DSN2DSN2
- Zweiter DrucksensorSecond pressure sensor
- RBSRBS
- Referenz-BeschleunigungssensorReference accelerometer
- AEAE
- AusgabeeinrichtungOutput device
- PRPR
- Prozessorprocessor
- ZPRZPR
- Zentraler ProzessorCentral processor
- SESE
- SpeichereinrichtungStorage device
- ZSEZSE
- Zentrale SpeichereinrichtungCentral storage facility
- S1 ... S8S1 ... S8
- Schnittstelleinterface
- BUSBUS
- BusleitungBus management
- CPCP
- Computercomputer
- RW?RW?
- Abfrageschritt Referenzwert verfügbar?Query step reference value available?
- CALIBCALIB
- KalibrierungsschrittCalibration step
- UNLOCKUNLOCK
- Deaktivierungsschritt für BremseDeactivation step for brake
- CALCCALC
- BerechnungsschrittCalculation step
- LOCKLOCK
- Aktivierungsschritt für BremseActivation step for brake
- SETSET
- BestimmungsschrittDetermination step
- TESTTEST
- PrüfschrittTest step
- OUTPUTOUTPUT
- Ausgabe FehlersignalOutput error signal
- FZVFZV
- FahrzeugverbandVehicle association
- GHSGHS
- GehäuseHousing
- GLGL
- GleisTrack
- HLHL
- HauptluftleitungMain air line
- KKPPPP
- KugelköpfeBall heads
- LAGLAG
- LängenausgleichLength compensation
- LSTLST
- LagerstangenBearing rods
- ME1ME1
- erstes Messergebnisfirst measurement result
- ME2ME2
- zweites Messergebnissecond measurement result
- RWARWA
- Anlegebezogener ReferenzwertInvestment-related reference value
- RWLRWL
- Lösebezogener ReferenzwertSolvent-related reference value
- TE1TE1
- erste Teileinheitfirst sub-unit
- TE2TE2
- zweite Teileinheitsecond sub-unit
- ZPRZPR
- Zentraler ProzessorCentral processor
- ZSEZSE
- Zentrale SpeichereinrichtungCentral storage facility
- L1 ... L4L1 ... L4
- LeitungLine
- RVRV
- Reservoirreservoir
- BZL1 ... BZL2BZL1 ... BZL2
- Bremszylinderbrake cylinder
- BSVBSV
- Bremssteuerventilbrake control valve
- AANAAN
- AnlegeanforderungDocking request
- LANLAN
- LöseanforderungRedemption request
- BPBP
- BremsperiodeBraking period
- NONO
- Oberes NiveauUpper level
- NUNU
- Unteres NiveauLower level
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10 2021 203 122 A1 [0006]DE 10 2021 203 122 A1 [0006]
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| EP2511146A2 (en) * | 2011-03-22 | 2012-10-17 | ÖBB - Technische Services GmbH | Automatic brake monitoring |
| DE102012009348A1 (en) * | 2012-05-09 | 2013-11-14 | Db Schenker Rail Deutschland Ag | Method and device for acquiring and evaluating data relating to the condition of the main air line of a vehicle association |
| DE102021203122A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-09-29 | Siemens Mobility GmbH | Vehicle with a sensor arrangement for measuring an adjustment angle of the adjustment element, measurement arrangement and measurement method |
-
2024
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