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Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Diagnosevorrichtung für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug und ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug.
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Sandungssysteme dienen bei Schienenfahrzeugen dazu, Sand oder ein anderes Schüttgut auf die Schiene vor das den Sand überrollende Rad oder direkt in den Radschienenspalt zu bringen, um einen Reibwert zwischen Rad und Schiene zu erhöhen oder auf einen ursprünglich höheren Wert zu bringen. Durch diese Maßnahme können eine Traktion und eine Bremsung eines Schienenfahrzeuges verbessert werden. Sandungssysteme werden oft als Systeme betrachtet, welche einen erheblichen Faktor zur Risikominderung betreffend Unfälle mit erheblichen Sachschäden, Personenschäden oder Toten beitragen, da bei einer Bremsung mit aktivierter Sandausbringung der Bremsweg verkürzt werden kann. Der Sanddosierer, welcher eine Sanddosiereinrichtung und eine Sandfördereinrichtung aufweist, ist ein wesentlicher Bestandteil des Sandungssystems.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes eine verbesserte Diagnosevorrichtung für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Diagnosevorrichtung mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruchs 1, durch ein Verfahren nach Anspruch 11 und durch ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gelöst.
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Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine Diagnosevorrichtung geschaffen wird, die eine Fehlfunktion eines Sanddosierers eines Sandungssystems schnell und einfach erkennt. Ein Sandungsvorgang eines Schienenfahrzeugs kann somit überwacht und ein Defekt gegebenenfalls korrigiert werden. Dies schafft die Möglichkeit, eine Sicherheit bei einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs erheblich zu erhöhen.
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Eine Diagnosevorrichtung für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug weist eine Erkennungseinrichtung und eine Auswerteeinrichtung auf. Die Erkennungseinrichtung ist dazu ausgebildet, um zumindest einen Parameter des Sanddosierers des Sandungssystems zu erkennen und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal bereitzustellen. Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion des Sanddosierers anzeigt, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht.
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Der Sanddosierer ist als eine Einheit aus zumindest einer Sanddosiereinrichtung und zusätzlich oder alternativ einer Sandfördereinrichtung zu verstehen. Die Sanddosiereinrichtung ist dazu ausgebildet, um eine bei der Sandung auszubringende Menge an Sand oder eines beliebigen anderen Schüttguts zu dosieren. Die Sandfördereinrichtung ist dazu ausgebildet, um den Sand oder das Schüttgut auf die Schiene oder in den Radschienenspalt zu befördern, beispielsweise unter Verwendung von Druckluft. Bei dem Parameter kann es sich um einen beliebigen Betriebsparameter während eines Betriebs des Sanddosierers handeln, beispielsweise um einen während des Betriebs der Sanddosiereinrichtung sensierten Sensorwert der Sanddosiereinrichtung oder einen während des Betriebs der Sandfördereinrichtung sensierten Sensorwert der Sandfördereinrichtung. Der Sollparameter kann ein gespeicherter oder von der Diagnosevorrichtung eingelesener Vergleichswert sein, welcher in der Auswerteeinrichtung mit dem Parameter verglichen werden kann. Die Erkennungseinrichtung kann zumindest einen Sensor zum Sensieren des Parameters aufweisen und zusätzlich oder alternativ eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des Erkennsignals. Die Erkennungseinrichtung kann beispielsweise in oder an dem Sanddosierer angeordnet und die Auswerteeinrichtung in einer Sandungssteuerung des Sanddosierers angeordnet oder implementiert sein. Eine solche Diagnosevorrichtung ermöglicht es vorteilhafterweise, einen Betrieb des Sanddosierers zu überwachen und eine Fehlfunktion erkennbar zu machen.
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Die Erkennungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, um als den Parameter eine Position eines Hubkolbens der Sanddosiereinrichtung des Sandungssystems zu erkennen und als das Erkennsignal ein die Position repräsentierendes Positionssignal bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Positionssignals als das Dosiererfehlersignal ein Sanddosierfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sanddosiereinrichtung anzeigt, wenn die Position von einer Sollposition abweicht. Die Sollposition kann eine abhängig von einem angeforderten Sandungsvorgang geforderte Sollposition des Hubkolbens repräsentieren. So kann anhand der tatsächlichen Position des Hubkolbens erkannt werden, ob der Sandungsvorgang korrekt ausgeführt wird.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Diagnosevorrichtung eine Aktivierungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, um ein Aktivierungssignal auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um eine Kolbenbewegung des Hubkolbens an die Sollposition zu bewirken. So kann eine Überprüfung eines korrekten Sandungsvorgangs aktiv bewirkt werden.
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Die Aktivierungseinrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, um das Aktivierungssignal auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Kolbenbewegung des Hubkolbens an die Sollposition zu bewirken, die eine geöffnete Offenposition des Hubkolbens repräsentiert. Als die Offenposition ist ein geöffneter Zustand des Hubkolbens zu verstehen, in der eine Ausgabe von Sand möglich ist. So ist überprüfbar, ob eine angeforderte Ausgabe von Sand tatsächlich stattfinden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Aktivierungseinrichtung dazu ausgebildet sein, um das Aktivierungssignal ansprechend auf eine manuell bewirkte eingelesene Betätigung und zusätzlich oder alternativ in einem definierten zeitlichen Intervall, insbesondere in einem Pulsweitenmodulations-Intervall, automatisch auszugeben. So kann beispielsweise jederzeit von einem Fahrzeugführer des Schienenfahrzeug, beispielsweise durch Betätigung einer entsprechenden Taste, überprüft werden, ob sich der Hubkolben ordnungsgemäß in die Offenposition bewegen lässt. Eine automatische Überprüfung in einem definierten zeitlichen Intervall ermöglicht eine regelmäßige und somit besonders sichere Überprüfungsmethode.
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Die Erkennungseinrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, um als die Position eine Offenposition des Hubkolbens zu erkennen und ein die Offenposition repräsentierendes Offensignal bereitzustellen und zusätzlich oder alternativ eine Geschlossenposition des Hubkolbens zu erkennen und ein die Geschlossenposition repräsentierendes Geschlossensignal bereitzustellen und zusätzlich oder alternativ zumindest eine Mittelposition des Hubkolbens zwischen der Offenposition und der Geschlossenposition zu erkennen und ein die Mittelposition repräsentierendes Mittelsignal bereitzustellen. So kann das Dosiererfehlersignal beispielsweise ausgegeben werden, wenn ansprechend auf ein Ausgeben des Aktivierungssignals innerhalb eines definierten Zeitraums das Geschlossensignal und zusätzlich oder alternativ das Mittelsignal eingelesen werden und zusätzlich oder alternativ kein Offensignal eingelesen wird. Wenn hingegen ansprechend auf das Aktivierungssignal das Offensignal eingelesen wird, kann kein Dosiererfehlersignal ausgegeben werden, da der Hubkolben in einem solchen Fall die korrekte angeforderte Bewegung ausführt.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Erkennungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform dazu ausgebildet ist, um als den Parameter einen Förderdruck einer Sandfördereinrichtung des Sandungssystems zu erkennen und als das Erkennsignal ein den Förderdruck repräsentierendes Förderdrucksignal bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Förderdrucksignals als das Dosiererfehlersignal ein Druckfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sandfördereinrichtung anzeigt, wenn der Förderdruck von einem Sollförderdruck abweicht. Auch ein korrekter Förderdruck ist zur Durchführung eines Sandungsvorgangs essentiell. In einer solchen Ausführungsform kann ein aktueller Förderdruck einer Überprüfung der Sandfördereinrichtung dienen. Der Sollförderdruck kann ein gespeicherter Wert sein.
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Die Erkennungseinrichtung kann zumindest einen Reedsensor, Annäherungssensor, Mikroschalter, Triangulationsentfernungsmesser, Dauermagneten und zusätzlich oder alternativ zumindest einen Förderdrucksensor umfassen. Derartige Sensoren eignen sich zur Erfassung eines der oben beschriebenen Parameter, beispielsweise zur Positionserkennung des Hubkolbens und zusätzlich oder alternativ zur Förderdruckerkennung der Sandfördereinrichtung.
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Die Auswerteeinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, um unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion des Sanddosierers anzeigt, wenn der Parameter mit dem Sollparameter übereinstimmt. So kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, um unter Verwendung des Positionssignalsignals ein Sanddosierfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sanddosiereinrichtung anzeigt, wenn die Position mit der Sollposition übereinstimmt und zusätzlich oder alternativ, um unter Verwendung des Förderdrucksignals ein Druckfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sandfördereinrichtung anzeigt, wenn der Förderdruck mit dem gespeicherten Sollförderdruck übereinstimmt. Dies schafft eine Möglichkeit, auch ein positives Prüfergebnis erkennbar zu machen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, um das Dosiererfehlersignal auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Fehlfunktion des Sanddosierers für einen Fahrzeugführer des Schienenfahrzeugs optisch, haptisch und zusätzlich oder alternativ akustisch wahrnehmbar anzuzeigen. Hierbei kann die Fehlfunktion beispielsweise optisch, haptisch und zusätzlich oder alternativ akustisch wahrnehmbar für den Fahrzeugführer angezeigt werden. So kann die Fehlfunktion von dem Fahrzeugführer erkannt und schnellstmöglich eine Reparatur der betreffenden Einrichtung veranlasst werden.
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Ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug, umfasst einen Schritt des Erkennens und einen Schritt des Ausgebens. Im Schritt des Erkennens wird ein Parameter des Sanddosierers erkannt und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal bereitgestellt. Im Schritt des Ausgebens wird unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfehlersignal ausgegeben, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht, wobei das Dosiererfehlersignal eine Fehlfunktion des Sanddosierers anzeigt.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einem Sandungssystem mit einem Sanddosierer und einer Diagnosevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung einer Diagnosevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs 100 mit einem Sandungssystem 105 mit einem Sanddosierer SD und einer Diagnosevorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Das Sandungssystem 105 ist dazu ausgebildet, um einen Sandungsvorgang des Schienenfahrzeugs 100 durchzuführen. Bei dem Sandungsvorgang wird Sand oder ein anderes Schüttgut auf eine Schiene 120 vor das den Sand überrollende Rad RD oder direkt in einen Radschienenspalt 130 gebracht, um einen Reibwert zwischen dem Rad RD und der Schiene 120 zu erhöhen oder auf einen ursprünglich höheren Wert zu bringen, wodurch das Schienenfahrzeug 100 gebremst wird. Das Rad RD ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eines von vier Rädern RD, welche mittels eines Drehgestells DG mit dem Fahrzeug 100 verbunden sind. Ein Pfeil zeigt eine Fahrtrichtung 135 des Schienenfahrzeugs 100.
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Das Sandungssystem 105 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Sandkasten SK zum Bevorraten von Sand, den Sanddosierer SD und/oder ein Sandrohr SR zum Leiten des Sands vor das Rad RD oder in den Radschienenspalt 130. Der Sanddosierer SD ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Sandkasten SK und dem Sandrohr SR angeordnet und weist zumindest eine Sanddosiereinrichtung und/oder eine Sandfördereinrichtung auf. Die Sanddosiereinrichtung ist dazu ausgebildet, um eine bei dem Sandungsvorgang auszubringende Menge an Sand oder eines beliebigen anderen Schüttguts zu dosieren. Die Sandfördereinrichtung ist dazu ausgebildet, um den Sand oder das Schüttgut auf die Schiene 120 oder in den Radschienenspalt 130 zu befördern.
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Die Diagnosevorrichtung 110 weist eine Erkennungseinrichtung 140 und eine Auswerteeinrichtung 145 auf. Die Erkennungseinrichtung 140 ist dazu ausgebildet, um zumindest einen Parameter des Sanddosierers SD des Sandungssystems 105 zu erkennen und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal 150 bereitzustellen. Die Auswerteeinrichtung 145 ist dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Erkennsignals 150 ein Dosiererfehlersignal 155 auszugeben, das eine Fehlfunktion des Sanddosierers SD anzeigt, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht.
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Lediglich beispielhaft ist die Erkennungseinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an oder in dem Sanddosierer SD und/oder die Auswerteeinrichtung 145 in eine Sandungssteuerung 160 des Sandungssystems 105 implementiert. Die Sandungssteuerung 160 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einer Fahrzeugsteuerung 165 des Schienenfahrzeugs 100 signaltechnisch verbunden. Die Fahrzeugsteuerung 165 wiederum weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Kommunikationsschnittstelle zu einem Fahrzeugführer 170 des Schienenfahrzeugs 100 auf.
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Bei dem Parameter des Sanddosierers SD handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um einen beliebigen Betriebsparameter während eines Betriebs des Sanddosierers SD, beispielsweise um einen während des Betriebs der Sanddosiereinrichtung sensierten Sensorwert der Sanddosiereinrichtung und/oder einen während des Betriebs der Sandfördereinrichtung sensierten Sensorwert der Sandfördereinrichtung. Der Sollparameter ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ein intern in der Sandungssteuerung 160 gespeicherter, in Form eines Sollparametersignals 175 einlesbarer Vergleichswert oder ein von der Diagnosevorrichtung 110 in Form des Sollparametersignals 175 von extern von der Sandungssteuerung 160 einlesbarer Vergleichswert. Die Auswerteeinrichtung 145 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um den Parameter mit dem Sollparameter zu vergleichen. Die Erkennungseinrichtung 140 weist zum Erkennen des Parameters gemäß einem Ausführungsbeispiel zumindest einen Sensor auf. Die Auswerteeinrichtung 145 ist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um ein Aktivierungssignal 180 auszugeben, um eine Funktion des Sanddosierers SD zu bewirken, um den Parameter zu erhalten.
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Dank der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 ist es möglich, im laufenden Fahrbetrieb einen Ausfall der Sanddosiereinrichtung und/oder Sandfördereinrichtung aufzudecken und/oder in regelmäßigen Abständen ohne Unterbrechung des Farbetriebs die Funktion der Sanddosier- und Sandfördereinrichtung zu überprüfen.
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Somit ist vorteilhafterweise eine Anrechnung des Sandungssystems 105 zu risikomindernden Maßnahmen - im Konkreten zu Bremsweg-reduzierenden Maßnahmen - möglich.
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Der hier vorgestellte Ansatz betrifft eine Diagnosevorrichtung 110 für eine mechanische Sanddosiereinrichtung und eine pneumatische Sandfördereinrichtung des Sandungssystems 105 des Schienenfahrzeugs 100, wobei die Sanddosiereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel durch zumindest einen elektrisch oder pneumatisch betriebenen Dosierhubkolben realisiert ist, welcher während des Dosierens in periodischen Mustern geöffnet und geschlossen wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Diagnosevorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von 1 beschriebenen Diagnosevorrichtung 110 handeln.
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Die Erkennungseinrichtung 145 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um als den Parameter eine Position des Dosierhubkolbens, im Folgenden auch „Hubkolben“ HK genannt, der Sanddosiereinrichtung SDE des Sandungssystems 105 zu erkennen und als das Erkennsignal ein die Position repräsentierendes Positionssignal 200 bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Positionssignals 200 als das Dosiererfehlersignal 155 ein Sanddosierfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sanddosiereinrichtung SDE anzeigt, wenn die Position von einer Sollposition abweicht. Die Sollposition repräsentiert gemäß einem Ausführungsbeispiel eine abhängig von einem angeforderten Sandungsvorgang geforderte Sollposition des Hubkolbens HK.
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Die Diagnosevorrichtung 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Aktivierungseinrichtung 205 auf, die dazu ausgebildet ist, um das Aktivierungssignal 180 auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um eine Kolbenbewegung des Hubkolbens HK an die Sollposition zu bewirken. Die Aktivierungseinrichtung 205 ist hierbei gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um das Aktivierungssignal 180 auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Kolbenbewegung des Hubkolbens HK an die Sollposition zu bewirken, die eine geöffnete Offenposition des Hubkolbens HK repräsentiert. Als die Offenposition ist ein geöffneter Zustand des Hubkolbens HK zu verstehen, in der eine Ausgabe von Sand erst möglich sein. Das Aktivierungssignal 180 bewirkt gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Aktivieren eines Hubmagneten HM der Sanddosiereinrichtung SDE derart, dass der Hubkolben HK in periodischen Mustern geöffnet und geschlossen wird. Die Aktivierungseinrichtung 205 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um das Aktivierungssignal 180 ansprechend auf eine manuell bewirkte eingelesene Betätigung und/oder in einem definierten zeitlichen Intervall, insbesondere in einem Pulsweitenmodulationsintervall, automatisch auszugeben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Aktivierungssignal 180 bei einem Sandungsvorgang als ein Pulsweitenmodulationssignal, kurz „PWM-Signal“, mit einer Frequenz von 3,3 Hz und/oder einem Tastgrad zwischen 30 Prozent und 60 Prozent ausgegeben.
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Die Erkennungseinrichtung 140 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um als die Position die Offenposition des Hubkolbens HK zu erkennen und ein die Offenposition repräsentierendes Offensignal 230 bereitzustellen und/oder eine Geschlossenposition des Hubkolbens HK zu erkennen und ein die Geschlossenposition repräsentierendes Geschlossensignal 215 bereitzustellen und/oder zumindest eine Mittelposition des Hubkolbens HK zwischen der Offenposition und der Geschlossenposition zu erkennen und ein die Mittelposition repräsentierendes Mittelsignal bereitzustellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet, um das Dosiererfehlersignal auszugeben, wenn ansprechend auf eine Ausgabe des Aktivierungssignals 180 innerhalb eines definierten Zeitraums das Geschlossensignal und/oder das Mittelsignal eingelesen werden und/oder kein Offensignal 230 eingelesen wird.
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Zum Erkennen der Position weist die Erkennungseinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen Reedsensor 220, Annäherungssensor, Mikroschalter, Triangulationsentfernungsmesser und/oder Dauermagneten auf. Der Reedsensor 220 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Reedkontaktpaar auf, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der Geschlossenposition des Hubkolbens HK in einer geschlossenen Stellung RS-G angeordnet ist, in der der Reedsensor 220 gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Geschlossensignal 215 bereitstellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Reedkontaktpaar in der Geschlossenposition des Hubkolbens HK in einer geschlossenen Stellung angeordnet, in der der Reedsensor 220 das Geschlossensignal bereitstellt und/oder in der Mittelposition des Hubkolbens HK in der geöffneten Stellung angeordnet, in der der Reedsensor 220 ebenfalls das Offensignal bereitstellt.
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Die Erkennungseinrichtung 140 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen weiteren Reedsensor 225 auf, der ein weiteres Reedkontaktpaar aufweist, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der Offenposition des Hubkolbens in einer geöffneten Stellung RS-O angeordnet ist. Der weitere Reedsensor 225 ist dazu ausgebildet, um als ein weiteres Positionssignal 200 ein eine geöffnete Stellung RS-O des weiteren Reedkontaktpaares repäsentierendes erstes Rückmeldesignal 230 an die Auswerteeinrichtung 145 bereitzustellen und/oder ein eine geschlossene Stellung des weiteren Reedkontaktpaares repäsentierendes zweites Rückmeldesignal an die Auswerteeinrichtung 145 bereitzustellen.
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Die Erkennungseinrichtung 140 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um als den Parameter einen Förderdruck der Sandfördereinrichtung SFE eines Sandförderers SF des Sanddosierers SD des Sandungssystems zu erkennen und als das Erkennsignal ein den Förderdruck repräsentierendes Förderdrucksignal 233 bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Förderdrucksignals 233 als das Dosiererfehlersignal 155 ein Druckfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sandfördereinrichtung SFE anzeigt, wenn der Förderdruck von einem Sollförderdruck abweicht. Der Sollförderdruck ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein gespeicherter Wert.
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Zum Erkennen des Förderdrucks weist die Erkennungseinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen Förderdrucksensor FDS auf. Ansprechend auf ein von der Sandungssteuerung 160 oder der Auswerteeinrichtung 145 ausgegebenes weiteres Aktivierungssignal 235 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Magnetventil MV geöffnet, das über einen Absperrhahn AH mit einem Druckluftbehälter einer Hauptluftbehälterleitung HBL des Schienenfahrzeugs verbunden ist. Der Förderdrucksensor FDS ist dazu angeordnet und ausgebildet, um den Förderdruck einer Förderluft 240 zu sensieren, welche bei dem Sandungsvorgang in den Sandförderer SF geleitet wird, um einen Sandfluss 245 des dosierten Sands durch das Sandrohr SR zu bewirken.
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Die Auswerteeinrichtung 145 ist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfunktionssignal 250 auszugeben, das eine korrekte Funktion des Sanddosierers SD anzeigt, wenn der Parameter mit dem Sollparameter übereinstimmt. So ist die Auswerteeinrichtung 145 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Positionssignals 200 ein Sanddosierfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sanddosiereinrichtung SDE anzeigt, wenn die Position mit der Sollposition übereinstimmt und/oder, um unter Verwendung des Förderdrucksignals 233 ein Druckfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sandfördereinrichtung SFE anzeigt, wenn der Förderdruck mit dem gespeicherten Sollförderdruck übereinstimmt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet, um das Dosiererfehlersignal 155 auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Fehlfunktion des Sanddosierers SD für den Fahrzeugführer des Schienenfahrzeugs optisch, haptisch und/oder akustisch wahrnehmbar anzuzeigen und/oder das Dosiererfunktionssignal 250 für den Fahrzeugführer optisch, haptisch und/oder akustisch wahrnehmbar anzuzeigen.
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Ein grundsätzlicher Erfindungsgedanke ist es, die Position des Hubkolbens HK mittels Sensoren 220, 225 zu erfassen. Die zu erfassende Position des Hubkolbens HK ist zumindest die Offenposition. Weitere vorteilhaft zu erfassende Positionen sind gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Reihenfolge die Geschlossenposition, die Mittelposition und/oder eine kontinuierlich erfasste Position des Hubkolbens HK. Geeignete Sensoren 220, 225 zur Positionserfassung sind unter anderem gemäß einem Ausführungsbeispiel Reedkontakte, induktive Annäherungssensoren, Mikroschalter, Triangulationsentfernungsmesser. Aus einer zeitlichen Positionserfassung kann die Auswerteeinrichtung 145 auf eine Funktion oder einen Ausfall des Hubkolbens HK schließen. Weiters kann die Auswerteeinrichtung 145 auf die ausgebrachte Sandmenge schließen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet, um eine fehlerhafte Aktivierung des Sandungsvorganges zu detektieren, wenn erkannt wird, dass trotz fehlendem Aktivierungssignal 180 der Hubkolben HK eine Bewegung ausführt.
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Eine regelmäßige Überprüfung der Funktion der Dosiereinrichtung SDE wird gemäß einem Ausführungsbeispiel durch sehr kurzes Aktivieren des Hubkolbens HK und somit ohne oder ohne erheblichen Sandaustritt und der entsprechenden Überprüfung der Hubkolbenbewegung durch das Aktivierungssignal 180 realisiert. Eine regelmäßige Überprüfung der Funktion der Sandfördereinrichtung SFE wird zusätzlich oder alternativ gemäß einem Ausführungsbeispiel durch kurzes Aktivieren des Förderdrucks durch das weitere Aktivierungssignal 235 und somit ohne oder ohne erheblichen Luftverlust und der entsprechenden Überprüfung des aufgebauten Förderdruckes realisiert. Wobei ein zu hoher Förderdruck auf eine Verstopfung des Systems und ein zu niedrig aufgebauter Förderdruck auf eine Undichtheit des Systems hinweist. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die Sanddosiereinrichtung SDE und/oder Sandfördereinrichtung SFE zu beliebigen Zeitpunkten und beliebig oft getestet werden können, ohne, dass eine erhebliche Menge Sand oder Luft austritt und, ohne, dass der Fahrbetrieb eingeschränkt ist.
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Es folgt die Beschreibung zweier Anwendungsbeispiele der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 im Zusammenhang mit einem elektrischen Hubkolben HK mit zumindest zwei Reedkontakten als Positionssensor des Hubkolbens HK.
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Im ersten Anwendungsbeispiel wird eine Sandungsanforderung mit Diagnose unter Verwendung der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 beschrieben:
- Der Fahrzeugführer oder auch z. B. der Gleitschutz fordert über die Fahrzeugsteuerung während der Fahrt die Sandung bei der Sandungssteuerung 160 an. Die Sandungssteuerung 160 aktiviert die Sanddosiereinrichtung SDE und die Sandfördereinrichtung SFE des Sanddosierers SD. Der Hubmagnet HM der Sanddosiereinrichtung SDE wird dabei periodisch über ein PWM-Signal aktiviert und der Hubkolben HK entsprechend bewegt. Am Hubkolben HK ist ein Dauermagnet montiert. Die Reedkontakte 220, 225, welche in geeigneter Position nahe des Dauermagneten des Hubkolbens HK montiert sind, detektieren diese periodischen Positionsänderungen des Hubkolbens HK. Diese Positionssignale 200 werden von der Sandungssteuerung 160, hier der Auswerteeinrichtung 145, aufgenommen und ausgewertet. Die Aktivierungssignale 180 werden mit den Positionssignalen 200 verglichen. Eine entsprechende Abweichung der Signale voneinander wird als Fehler erkannt. Die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Sandungsanforderung wird an die Fahrzeugsteuerung gemeldet, welche dies weiter an den Fahrzeugführer meldet. Gleichzeitig wird der Sandförderer SF mit Förderluft 240 versorgt, welche durch das von der Sandungssteuerung 160 angesteuerte Magnetventil MV aktiviert wird. Der Förderdrucksensor FDS meldet den anliegenden Druck und somit die korrekte oder inkorrekte Funktion zurück an die Sandungssteuerung 160, hier die Auswerteeinrichtung 145. Der anliegende Förderdruck (Rückmeldungssignal) wird mit dem abgespeicherten Solldruck verglichen. Eine Abweichung der Signale voneinander wird als Fehler erkannt. Die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Sandungsanforderung wird auch hier an die Fahrzeugsteuerung gemeldet, welche dies weiter an den Fahrzeugführer meldet.
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Im zweiten Anwendungsbeispiel wird eine automatische Diagnoseanforderung unter Verwendung der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 beschrieben:
- Die Diagnoseanforderung wird automatisch in regelmäßigen Abständen von der Sandungssteuerung 160, hier der Auswerteeinrichutng 145, selbstständig ausgelöst. Der Vorgang entspricht dem der Sandungsanforderung, nur dass die durch das Aktivierungssignal 180 bewirkte Anforderung so kurz gewählt ist, dass der Hubkolben HK gerade nur einen vollständigen Hub von der Geschlossenposition zur Offenposition und zurück absolvieren kann und der durch das weitere Aktivierungssignal 235 bewirkte Förderdruck bei vorausgesetzt korrekter Funktion die Möglichkeit hat, sich bis zum Solldruck auszubilden. Auch hier wird die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Diagnoseanforderung an die Fahrzeugsteuerung gemeldet, welche dies bei negativem Ergebnis, d. h. Ausfall der Sanddosiereinrichtung SDE, weiter an den Fahrzeugführer meldet.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dieses Verfahren 300 ist von der in 1 oder 2 beschriebenen Diagnosevorrichtung ansteuerbar und/oder durchführbar.
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Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 305 des Erkennens und einen Schritt 310 des Ausgebens. Im Schritt 305 des Erkennens wird ein Parameter des Sanddosierers erkannt und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal bereitgestellt. Im Schritt 310 des Ausgebens wird unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfehlersignal ausgegeben, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht, wobei das Dosiererfehlersignal eine Fehlfunktion des Sanddosierers anzeigt.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- AH
- Absperrhahn
- DG
- Drehgestell
- FDS
- Förderdrucksensor
- HBL
- Hauptluftbehälterleitung
- HK
- Hubkolben
- HM
- Hubmagnet
- MV
- Magnetventil
- RD
- Rad
- RS-O
- Sensor geöffnete HK Stellung detektierend
- RS-G
- Sensor geschlossene HK Stellung detektierend
- SD
- Sanddosierer
- SDE
- Sanddosiereinrichtung
- SF
- Sandförderer
- SFE
- Sandfördereinrichtung
- SK
- Sandkasten
- SR
- Sandrohr
- 100
- Schienenfahrzeug
- 105
- Sandungssystem
- 110
- Diagnosevorrichtung
- 120
- Schiene
- 130
- Radschienenspalt
- 135
- Fahrtrichtung
- 140
- Erkennungseinrichtung
- 145
- Auswerteeinrichtung
- 150
- Erkennsignals
- 155
- Dosiererfehlersignal
- 160
- Sandungssteuerung
- 165
- Fahrzeugsteuerung
- 170
- Fahrzeugführer
- 175
- Sollparametersignal
- 180
- Aktivierungssignal
- 200
- Positionssignal
- 205
- Aktivierungseinrichtung
- 215
- Offensignal
- 220
- Reedsensor
- 225
- weiterer Reedsensor
- 230
- Geschlossensignal
- 233
- Förderdrucksignal
- 235
- weiteres Aktivierungssignal
- 240
- Förderluft
- 245
- Sandfluss
- 250
- Dosiererfunktionssignal
- 300
- Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug
- 305
- Schritt des Erkennens
- 310
- Schritt des Ausgebens