DE10135797C2

DE10135797C2 - Bremssteuervorrichtung für Schienenfahrzeuge, die mit einer elektrischen Bremse und einer pneumatischen Bremse ausgestattet sind

Info

Publication number: DE10135797C2
Application number: DE2001135797
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Eberle; Helmut Schoell; Lothar Lichtenstein
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH; Siemens AG
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH; Siemens AG
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: DE10135797A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremssteuervorrichtung für Schienenfahrzeuge, die mit einer elektrischen Bremse und einer pneumatischen Bremse ausgestattet sind, gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Moderne Schienenfahrzeuge sind üblicherweise je Drehgestell mit einem elektrischen Fahrmotor, welcher gleichzeitig als elektrische Bremse d. h. als Generatorbremse wirkt, sowie mit einer pneumatisch betätigbaren Bremse ausgestattet. Um eine Überbremsung zu vermeiden, kann die pneumatische Bremse durch Magnetventile zurückgehalten bzw. unterdrückt werden, wenn die generatorische Bremse eine ausreichend große Brems kraft erzeugt. Bei einer Schnellbremsung müssen diese Rückhalteventile aber zuverläs sig geöffnet werden, wenn die generatorische Bremse keine ausreichende Bremslei stung bringt, und zwar unabhängig davon, ob die Schnellbremsung vom Fahrer über den Bremshebel eingeleitet wurde oder durch eine sog. Führerüberwachungseinrichtung (Sifa), eine sog. induktive Zugbeeinflussung (Indusi), durch eine Zugtrennung oder durch eine Betätigung einer Fahrgastnotbremse ausgelöst wurde.

Die EP 0 361 708 A2 lehrt das gesteuerte Zusammenwirken von Regenerativ- und Reibungsbremse wobei eine Begrenzung der Bremsleistung über eine schlupfgeregelte Einrichtung erfolgt.

Aus der DE 197 03 061 A1 ist bekannt, eine Regenerativ- und eine Reibungsbremse derart anzusteuern daß die Bremsleistung der Reibungsbremse bis zur maximalen Nutzung der Regenerativbremse zurückgenommen wird so daß die regenerative Energie maximal wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremssteuervorrichtung für Triebfahrzeuge zu schaffen, die eine zuverlässige Umschaltung von der elektrischen Generator-Bremse auf die pneumatische Bremse sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht in einer Schalter enthaltenden Schalteinrichtung zur Ansteuerung eines Magnetventils, das eine Unterdrückung der Bremsfunktion der pneumatischen Bremse ermöglicht, wobei der Schaltzustand der Schalter der Schaltein richtung bzw. des Magnetventils von folgenden Kriterien abhängt:

1. ob eine vorgegebene elektrische Mindestbremsleistung erbracht wird oder nicht,
2. der Stärke des Fahrmotorstroms, und
3. ob eine Schnellbremsung vorliegt oder nicht.

Wesentlich ist, daß die Schaltung des Magnetventils, d. h. die Umschaltung von der elektrischen Bremse auf die pneumatische Bremse redundant und diversitär erfolgt. Unter "redundant" ist dabei zu verstehen, dass ein und dieselbe technische Funktion nicht nur durch eine einzige technische Einrichtung realisiert wird, sondern durch eine davon unabhängige zweite Einrichtung gleicher Funktion in der Weise, daß die Sicherheit auch dann noch gewährleistet ist, wenn eine der beiden Einrichtungen ausfällt. Um auszuschließen, daß sich beide Einrichtungen, wenn sie gleich aufgebaut sind, durch einen systematischen Fehler gleich verhalten, und damit nicht den geforderten sicheren Zustand einstellen, ist die redundante Einrichtung hier auch noch anders aufgebaut bzw. sie beruht auf einem anderen Wirkprinzip, d. h. sie ist "diversitär", was noch näher erläutert wird. Im vorliegenden Fall werden die redundanten und zugleich diversitären technischen Einrichtungen durch die Schalter der Schaltein richtung sowie durch die Mittel gebildet, welche diese Schalter ansteuern.

Im Grundzustand ist das Magnetventil bzw. Rückhalteventil offen, was eine pneumati sche Bremsbetätigung ermöglicht. In Abhängigkeit vom Fahr- bzw. Bremszustand wird das Rückhalteventil durch die Schalteinrichtung geschlossen, was eine rein elektrische bzw. generatorische Bremsung des Triebfahrzeuges über den Antriebsmotor ermöglicht.

Vorzugsweise besteht die Schalteinrichtung aus drei Schaltern, nämlich einem ersten Schalter und einer in Serie zum ersten Schalter geschalteten Parallelschaltung, die durch einen zweiten und einen dritten Schalter gebildet ist. Der erste Schalter wird durch ein Antriebssteuergerät des Schienenfahrzeuges angesteuert. Durch Öffnen des ersten Schalters wird der Strompfad zum Rückhalteventil unterbrochen.

Der erste Schalter wird immer dann geöffnet, wenn eine vorgegebene elektrische Mindestbremsleistung nicht erreicht wird, also auch dann, wenn überhaupt keine Bremsanforderung vorliegt. Unter einer "elektrischen Mindestbremsleistung" soll eine durch die elektrische Generator-Bremse mindestens aufzubringende Bremsleistung verstanden werden, welche einem Bruchteil einer durch die elektrische Bremse maximal aufbringba ren Bremsleistung entspricht, beispielsweise 70% bis 80% der maximal möglichen elektrischen Generator-Bremsleistung. Der Fall, dass die elektrische Bremsleistung bzw. die durch die elektrische Generator-Bremse mindestens aufzubringende Bremsleistung tatsächlich nicht aufgebracht wird, deutet auf ungünstige Betriebsbedingungen (z. B. Temperatur) oder auf einen Defekt der elektrischen Generator-Bremse hin. Um insbesondere im Schnellbremsfall dennoch eine ausreichende Bremsleistung zur Verfügung zu haben, ist folglich die pneumatische Generator-Bremse zuzuschalten. Um die Zuverlässigkeit der Schalteinrichtung zu erhöhen, werden gemäß der Erfindung zuvor allerdings noch die oben genannten weiteren Kriterien geprüft.

Der erste Schalter ist geschlossen, wenn die vorgegebene Mindestbremsleistung erbracht wird, insbesondere bei einer Betriebsbremsung. Durch Betätigen des ersten Schalters ist somit auch bei einer geringen Bremsanforderung der generatorischen Bremse eine Unterdrückung der pneumatischen Bremse möglich.

Vorzugsweise ist zur Gewährleistung einer hohen Ausfallsicherheit gegen Einzelfehler bei einer Betriebsbremsung mindestens jedem Drehgestell des Schienenfahrzeuges ein eigener erster Kontakt zugeordnet.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Deaktivierung bzw. Unterdrückung der pneumatischen Bremse über das Rückhalteventil, aber nicht nur auf der Basis des oben erläuterten Mindestbremsleistungskriteriums, sondern zusätzlich durch eine redundante und diversitäre Einrichtung in Abhängigkeit von der Stärke des im Fahrmotor fließenden Stroms sowie der Art der Bremsung, d. h. ob eine Schnellbremsung vorliegt oder nicht. Diese diversitäre Einrich tung ist gemäß der Erfindung möglichst einfach und sicher aufgebaut.

Hierzu ist die durch den zweiten und dritten Schalter gebildete Parallelschaltung vorgesehen, die in Serie zum ersten Schalter geschaltet ist. Mit anderen Worten ist im Pfad zu jedem Rückhalteventil in Reihe zum ersten Schalter eine Parallelschaltung zweier zusätzlicher Schalter bzw. Kontakte vorgesehen.

Die Parallelschaltung ist bei einer Betriebsbremsung grundsätzlich durchgeschaltet. Sie ist aber immer dann geöffnet, wenn eine Schnellbremsung vorliegt und der Fahrmotor strom des jeweiligen Drehgestells einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß der zu überschreitende, vorgegebene Fahrmotorstrom 80% der pneumatischen Bremskraft des Drehgestells entspricht.

Um dies möglichst einfach und sicher zu realisieren, wird bewußt von einer Signalüber tragung über einen Datenbus abgesehen. Vielmehr wird als zweiter Schalter ein Mindeststromrelais verwendet, das bei Überschreiten des vorgegebenen Mindeststroms schließt. Der parallel dazu angeordnete dritte Schalter ist geschlossen, wenn keine Schnellbremsung vorliegt, wodurch der zweite Schalter überbrückt ist. Wird hingegen eine Schnellbremsung angefordert, ist der dritte Schalter geöffnet. Falls im Schnell bremsfall, wie oben bereits erläutert, die durch die elektrische Bremse aufgebrachte Bremsleistung geringer als die vorgegebene Mindestbremsleistung und demzufolge nicht ausreichend ist, befindet sich zusätzlich auch der erste Schalter in Öffnungsstel lung, so dass der Strompfad zum Rückhalteventil unterbrochen und das Rückhalteventil selbst geöffnet ist, wodurch die pneumatische Bremse einfällt.

Bei einem UIC-Triebfahrzeug kann der dritte Schalter beispielsweise ein einfacher Druckschalter sein, dessen Schaltzustand vom Hauptluftleitungsdruck abhängt. Es kann vorgesehen sein, daß der Druckschalter geschlossen ist, wenn der Hauptluftleitungs druck größer als 2,8 bar, und offen, wenn er kleiner als 2,8 bar ist. Je nach Art des Triebfahrzeuges kann auch auf andere Weise festgestellt werden, ob eine Schnellbremsung vorliegt.

Die Schaltung des zweiten Schalters braucht nicht fahrtrichtungsabhängig zu erfolgen, und es braucht nicht unbedingt unterschieden werden, ob der Fahrmotorstrom ein Bremsstrom oder ein Traktionsstrom bzw. Antriebsstrom ist. Dies wird nämlich von einer Hauptschalterauslöseeinrichtung berücksichtigt, was noch näher erläutert wird.

Als zweiter Schalter wird zweckmäßigerweise ein Mindeststromrelais verwendet, das eine gewisse Schaltträgheit aufweist. Dadurch wird sichergestellt, daß bei einer Reduzierung der elektrischen Bremsleistung im Gleitfall, d. h. bei starkem Schlupf der Räder die pneumatische Bremse nicht sofort zum Einsatz kommt. Damit die Unabhän gigkeit der Schalteinrichtung gewahrt bleibt, darf sie jedoch keinesfalls bei Erkennen einer Gleitneigung durch das bzw. die Antriebssteuergeräte überbrückt werden.

Um diese Sicherheitskette und die Auslösungskriterien so einfach und überschaubar wie möglich zu halten, sollte auf ein verlängertes Rückhalten der pneumatischen Bremse beim Lösen der Bremse grundsätzlich verzichtet werden. Ferner sollten, um die Auswirkungen von Einzelfehlern zu minimieren, mindestens pro Drehgestell unabhängi ge Rückhalteventile vorgesehen sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine "Hauptschalterauslöseeinrichtung" vorgesehen, die bei Bedarf automatisch die Stromversorgung des Fahrzeugs ab schaltet. Die Hauptschalterauslöseeinrichtung wirkt "diversitär" zu den Antriebssteuer geräten, die bei einer Schnellbremsung die Traktion "wegnehmen" und ggf. eine maximale generatorische Bremskraft einsteuern. Die Hauptschalterauslöseeinrichtung kann somit ein Fehlverhalten der Antriebssteuergeräte kompensieren.

Der Hauptschalterauslöseeinrichtung sind Sensoren zur Überwachung der Fahrge schwindigkeit, des Bremszustandes (Schnellbremsung oder nicht) und der elektrischen Leistungsflußrichtung zugeordnet. Der Hauptschalter des Fahrmotors wird dann geöffnet, d. h. die Stromzufuhr zum Fahrmotor wird unterbrochen, wenn folgende drei Kriterien kumulativ erfüllt sind:

1. es liegt eine Schnellbremsung vor,
2. die Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer als eine vorgegebene Geschwindigkeit, und
3. die elektrische Leistung fließt nicht in die Fahrleitung hinein, bzw. es wird keine elektrische Bremsleistung erzeugt (Rückleistungskriterium).

Das Kriterium, ob eine Schnellbremsung vorliegt oder nicht, kann z. B. bei UIC- Fahrzeugen sehr einfach mittels eines Druckschalters überwacht werden, der den Hauptluftleitungsdruck mißt. Beispielsweise wird eine Schnellbremsung erkannt, wenn der Hauptluftleitungsdruck kleiner als 2,8 bar ist. Die vorgegebene Geschwindigkeit beträgt beispielsweise 5 km/h. Schließlich wird überwacht, ob elektrische Bremslei stung erzeugt wird.

Im Hinblick auf eine konstruktiv einfache und zuverlässige Realisierung wird auch hier von einer Signalübertragung über einen Datenbus bewußt abgesehen.

Das "Geschwindigkeitskriterium von v < 5 km/h" kann beispielsweise durch Raddreh zahlsensoren eines bei modernen Schienenfahrzeugen ohnehin vorgesehenen Gleitschutzsystems überwacht werden. Wichtig ist, daß die Erfassung und Auswertung der Fahrgeschwindigkeit durch eine Elektronik erfolgt, die vom Antriebssteuergerät un abhängig ist. Die Einbeziehung des "Geschwindigkeitskriteriums" stellt sicher, daß ein stehendes Fahrzeug in Betrieb genommen werden kann, selbst wenn in der Haupt luftleitung noch ein "Schnellbremsdruck" vorliegt.

Das "Rückleistungskriterium" kann mit einer diskreten Rücklei stungserfassungseinrichtung erfaßt werden. Eine Quantifizierung bzw. eine kompli zierte Auswerteeinheit ist hier aber nicht erforderlich. Aus Sicherheitsgründen muß jedoch die Rückleistungserfassungseinrichtung ebenfalls unabhängig von den Antriebssteuergeräten arbeiten.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Abschaltung des Hauptschalters nicht sofort erfolgt, wenn die o. g. drei Kriterien erfüllt sind, sondern mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung. Durch eine Abschaltverzögerung kann also vermieden werden, daß bis zum Aufbau eines Bremsstroms bei einer Schnellbremsung der Hauptschalter sofort "fällt". Dies kann durch eine pneumatische oder elektrische Verzögerung der Schnell bremserkennung erfolgen oder durch eine Verzögerung der gesamten Abschaltung, die so realisiert ist, daß die Abschaltsicherheit nicht vermindert wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Testeinrichtung vorgesehen, die eine Funktionsüberprüfung der Bremssteuervorrichtung ermöglicht, was noch ausführlicher erläutert wird.

Zusammenfassend soll die Erfindung sicherstellen, daß

1. bei mangelnder Bremswirkung der generatorischen Bremse im Rahmen einer Schnellbremsung, d. h. bei einer Gefahrenbremsung im betroffenen Drehgestell bzw. an der betroffenen Achse die pneumatische Bremse eingreift, und daß
2. der Hauptschalter fällt, wenn bei einer Schnellbremsung Traktionsleistung vorliegt.

Mit der Erfindung ist ein konstruktiv einfacher "Sicherheitsnachweis" möglich, da die genannten Funktionen auch bei beliebigen Störungen der elektronischen, in der Regel frei programmierbaren Antriebssteuergeräte und Zugsteuergeräte sichergestellt sind. Gegenüber anderen Lösungen, bei denen eine Redundanz durch Vernetzung von Leittechnikkomponenten geschaffen wird, entfällt die Notwendigkeit eines erneuten Sicherheitsnachweises, wenn sich die Software in einer der vernetzten Komponenten ändert.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung ist, daß eine generelle Betätigung des Hauptschal ters bei einer Schnellbremsung überflüssig wird, und zwar ohne einer Sicherheitsein buße. Der Hauptschalter wird also nicht betätigt, wenn die generatorische Bremse eine hinreichend hohe Bremsleistung bringt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammen hang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bremssteuervorrichtung gemäß der Erfindung für ein Schienenfahrzeug, bei dem jedem Drehgestell ein eigenes Antriebssteuergerät zugeordnet ist;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem beiden Drehgestellen ein gemeinsames Antriebssteuergerät zugeordnet ist; und

Fig. 3 eine Testeinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Bremssteuervorrichtung für ein Schienenfahrzeug, das mit einer elektrischen Bremse und einer pneumatischen Bremse ausgestattet ist. Die Funktion der pneumatischen Bremse kann durch ein Magnetventil, das im folgenden als "Rückhalteventil" bezeichnet ist, unterdrückt werden. Hier ist jedem der beiden Drehgestelle einer Lok (nicht dargestellt) ein eigenes Rückhalteventil 1 bzw. 2 zugeordnet. Die Rückhalteventile 1, 2 weisen jeweils einen elektrischen Steuereingang 3, einen pneumatischen Bremsleitungseingang 4 und einen pneumatischen Bremslei tungsausgang 5 auf. An den Bremsleitungsausgang 5 ist eine pneumatische Bremse (nicht dargestellt) angeschlossen.

Die Rückhalteventile 1, 2 werden jeweils durch eine separate zugeordnete Schaltein richtung 6, 7 angesteuert, die jeweils einen Versorgungsspannungseingang U_V und einen elektrischen Druckeingangsanschluß 8 aufweisen.

Die Schalteinrichtungen 6, 7 weisen jeweils drei Schalter auf, nämlich einen ersten Schalter 9, einen zweiten Schalter 10 und einen dritten Schalter 11. Die Schalter 10 und 11 bilden eine Parallelschaltung, die in Serie zum ersten Schalter 9 geschaltet ist.

Ein dem ersten Drehgestell zugeordnetes Antriebssteuergerät 12 steuert den ersten Schalter 9 an. Der erste Schalter 9 ist, wie hier dargestellt, geöffnet, wenn eine gewisse vorgegebene Mindestbremsleistung der elektrischen bzw. generatorischen Bremse nicht erreicht wird. Der Schalter 9 ist ferner dann geöffnet, wenn überhaupt keine Bremsanforderung vorliegt. Wenn hingegen bei einer Bremsung mit der elek trischen Bremse die elektrische Bremse die vorgegebene Mindestbremsleistung erbringt, dann ist der Schalter 9 geschlossen. Bei geschlossenem ersten Schalter 9 ist also eine Unterdrückung der pneumatischen Bremse möglich. Ob die pneumatische Bremse tatsächlich unterdrückt wird, hängt aber zusätzlich vom Schaltzustand der Parallelschaltung ab.

Der zweite Schalter 10 kann beispielsweise durch ein Mindeststromrelais 13 ange steuert werden. Der Schalter 10 ist geschlossen, wenn ein vorgegebener Mindest fahrmotorstrom überschritten wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß der zweite Schalter 10 geschlossen ist, wenn der Fahrstrom eine Größe überschreitet, bei der die elektrische Bremskraft des Drehgestells größer als 80% der pneumatischen Bremskraft des Drehgestells ist.

Mittels des dritten Schalters 11 erfolgt eine Berücksichtigung, ob eine Schnellbrem sung vorliegt oder nicht, was bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel anhand des vorhandenen Hauptluftleitungsdrucks festgestellt wird. Der Hauptluftleitungsdruck wird durch einen Druckmesser bzw. Druckwächter 14 gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Es ist vorgesehen, daß der dritte Schalter 11 geschlossen ist, wenn der Hauptluftleitungsdruck größer als 2,8 bar ist. Ansonsten ist der dritte Schalter 11 geöffnet, was bei einem "UIC-Fahrzeug" bei einer Schnellbremsung der Fall ist.

Die pneumatische Bremse wird durch Schließen des Rückhalteventils 1 bzw. 2 unterdrückt. Das Rückhalteventil 1 ist geschlossen, wenn der erste Schalter 9 und mindestens einer der beiden Schalter 10, 11 geschlossen ist. Mit anderen Worten erfolgt die Unterdrückung der pneumatischen Bremse dann, wenn eine bestimmte Mindestbremsleistung vorliegt, und entweder das Mindeststromrelais 13 einen Mindeststrom "sensiert" oder keine Schnellbremsung vorliegt, d. h. hier, wenn der Hauptluftleitungsdruck größer als 2,8 bar ist.

Zur Bremssteuervorrichtung gehört ferner eine "Hauptschalterauslöseeinrichtung" 15, die ebenfalls einen Versorgungsspannungseingang U_V aufweist sowie einen hier nur schematisch dargestellten Ausgang 16, zur Betätigung des Hauptschalters des Fahr zeugs. Die Hauptschalterauslöseeinrichtung 15 weist drei Schalter 17-19 auf, die durch zugeordnete Überwachungseinrichtungen bzw. Sensoren 20-22 angesteuert sind.

Der Sensor 20 überwacht, ob eine "Rückleistung" vorhanden ist, d. h. ob eine genera torische Bremsleistung erzeugt wird.

Die Überwachungseinrichtung 21 überwacht, ob eine Schnellbremsung vorliegt oder nicht, d. h. ob beispielsweise der Hauptluftleitungsdruck kleiner oder größer als 2,8 bar ist.

Die Überwachungseinrichtung 22 überwacht schließlich, ob die Fahr zeuggeschwindigkeit kleiner oder größer als eine vorgegebene Geschwindigkeit von z. B. 5 km/h ist.

Liegt eine Schnellbremsung vor und ist die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 5 km/h und ist die "Leistungsrichtung" nicht in die Fahrleitung hineingerichtet, d. h. es liegt keine Bremsleistung vor, so wird der Hauptschalter über den Ausgang 16 abgeschal tet.

Die Hauptschalterauslöseeinrichtung 15 stellt also vereinfacht ausgedrückt ein ODER- Gatter dar, das ein "Rückleistungskriterium", ein "Schnellbremsungskriterium" und ein "Höchstgeschwindigkeitskriterium" überwacht. Nur wenn mindestens einer der Kontakte geschlossen ist, kann der Hauptschalter des Fahrzeugs im Zustand "Einge schaltet" sein.

Fig. 2 zeigt eine Bremssteuervorrichtung, bei der im Unterschied zu Fig. 1 beiden Drehgestellen nur ein einziges Antriebssteuergerät 12 zugeordnet ist, das die beiden ersten Schalter 9, 9' der Schalteinrichtungen 6 bzw. 7 ansteuert. Im übrigen stimmt Fig. 2 mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 überein.

Fig. 3 zeigt eine Testeinrichtung für die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Brems steuervorrichtungen. Entsprechend Fig. 1 ist ein Rückhalteventil 1 vorgesehen, das durch eine durch die drei Schalter 9-11 gebildete Schalteinrichtung angesteuert ist. Entsprechend Fig. 1 hängt der Schaltzustand des ersten Schalters 9 davon ab, ob eine Mindestbremsleistung erreicht wird oder nicht. Der Schaltzustand des zweiten Schalters 10 hängt von der Stärke des im Fahrmotors fließenden Stroms ab, und der Schaltzustand des dritten Schalters 11 hängt vom Hauptluftleitungsdruck ab.

Das Rückhalteventil 1 ist über den pneumatischen Ausgang 5 und ein Gleitschutzventil 23 mit einem Bremszylinder 24 verbunden. Wenn das Rückhalteventil 1 erregt ist, wird die pneumatische Bremse unterdrückt, d. h. die Verbindung zwischen dem pneumati schen Eingang 4 und dem pneumatischen Ausgang 5 ist unterbrochen.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Testeinrichtung vorgesehen, die hier schematisch durch den Kasten 25 angedeutet ist. Mit der Testeinrichtung 25 kann die Spannung an einem Testknotenpunkt T, der zwischen dem ersten Schalter 9 und der durch die beiden Schalter 10, 11 gebildeten Parallelschaltung liegt, überwacht werden. Für die Spannungsüberwachung kann beispielsweise eine fest installierte Leuchtdiode, Lampe oder Glimmlampe 26 vorgesehen sein. Die Testeinrichtung 25 weist ferner einen Versorgungsspannungseingang U_V auf. Über eine erste "Schaltein richtung", nämlich einen Drucktaster 27 kann der Testknotenpunkt T mit Versorgungs spannung beaufschlagt werden. Die Testeinrichtung 25 weist ferner eine Anzeigeein richtung 28 auf, zum Anzeigen eines Bremsdrucks. Die Anzeigeeinrichtung 28 ist über einen Druckspannungswandler 29 mit einem zwischen dem Gleitschutzventil 23 und dem Bremszylinder 24 liegenden Bremsleitungsabschnitt verbunden. Die Anzeigeein richtung 28 kann auch unabhängig von der Testeinrichtung 25 realisiert sein, wobei auch eine schon vorhandene betriebliche Einrichtung verwendet werden kann.

Des weiteren weist die Testeinrichtung 25 einen zweiten Drucktaster 30 auf, der hier ebenfalls an Versorgungsspannung U_V anliegt und mit einem "Simulationseingang" der Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung 22 verbunden ist. Durch Betätigen des Drucktasters 30 kann am Schalter 19 eine Geschwindigkeit über 5 km/h "simuliert" werden. Der Drucktaster 30 kann auch in die Gleitschutzeinrichtung integriert sein.

Mittels Druckspannungswandlern 29 wird der Bremsdruck hinter allen Rückhalteventi len 1 bzw. den ggf. darauffolgenden Gleitschutzventilen 23 überwacht und durch eine Anzeigevorrichtung 28 angezeigt. Außerdem wird die Spannung an den Testpunkten T eines jeden Stranges angezeigt, beispielsweise durch einen Spannungsmesser oder eine Lampe. Über den Drucktaster 27 kann die Versorgungsspannung U_V angelegt werden.

Die Funktion des Schalters 9 kann bei stehendem bzw. fahrendem Fahrzeug erfolgen. Hierbei wird zunächst überprüft, ob bei nichtwirkender generatorischer Bremse die pneumatischen Bremsen eingreifen. In einem solchen Fall darf am Testknotenpunkt T keine Spannung anliegen. Bei wirkender generatorischer Bremse hingegen müssen die pneumatischen Bremsen gelöst sein, was voraussetzt, daß am Testpunkt T Spannung anliegt. Die Funktion der Schalter 10, 11 kann bei stehendem Fahrzeug getestet werden, indem eine Schnellbremsung eingeleitet wird und über den Test drucktaster 27 Spannung angelegt wird. Die pneumatischen Bremsen müssen dann wirken.

Für einen Test der Hauptschalterauslöseeinrichtung 15 kann man dem Gerät, welches das Signal "v < 5 km/h" ausgibt, z. B. dem Gleitschutz, über den Testschalter 30 eine Geschwindigkeit von über 5 km/h simulieren. Wenn bei stehendem Fahrzeug mit anstehender Schnellbremsung der Drucktaster 30 betätigt wird, muß der Hauptschalter fallen.

Als elektrische Bremse wird vorzugsweise der Fahrmotor verwendet. Der Fahrmotor kann als Netzbremse bzw. Rekuperationsbremse eingesetzt werden, wobei dann bei einem Bremsvorgang elektrische Leistung in das Stromversorgungsnetz eingespeist wird. Alternativ dazu kann auch eine Widerstandsbremse verwendet werden, wobei dann die elektrische Bremsenergie in Wärme umgewandelt wird. Bei Verwendung einer Widerstandsbremse wird anstatt einer Rückleistungserfassung ein Mindest stromrelais in der Einspeisung der Widerstandskette verwendet, das bei Überschreiten eines gewissen Stroms schließt. In Reihe dazu ist der Kontakt eines weiteren Mindest stromrelais angeordnet, der bei Überschreiten eines bestimmten Stroms aus dem Netz öffnet.

In Fig. 1 sind zwei Rückhalteventile 1, 2 mit jeweils einer zugeordneten Schalteinrich tung 6, 7 dargestellt. Die Zahl der "Pfade" kann selbstverständlich auch auf mehr als zwei Pfade bzw. Drehgestelle erweitert werden. Außerdem kann die im Zusammen hang mit Fig. 1 erläuterte Rückleistungsermittlung für jedes Drehgestell separat erfolgen. Die Kontakte bzw. Schalter aller Rückleistungserfassungseinrichtungen kön nen dann in Reihe geschaltet werden.

Je nach Leistung und in Abhängigkeit von anderen Anforderungen können entweder einzelne "Rückhaltepfade" pro Achse vorgesehen sein, oder die Antriebssteuergeräte können parallel oder in Reihe geschaltet sein.

Wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 erläutert, kann bei einem Fahrzeug, dessen Achsen elektrisch "gekuppelt" sind, nur ein Antriebssteuergerät vorgesehen sein.

Der Leistungsbezug der Zugsammelschiene kann bei Verringerung des Bremsstroms kurz vor Stillstand des Fahrzeuges dazu führen, daß sich die Gesamtleistung umkehrt und dadurch die Hauptschalterauslöseeinrichtung den Hauptschalter abschaltet. Dies kann vermieden werden, entweder durch eine zeitliche Verzögerung der Abschaltung des Hauptschalters oder durch die Installation der Rückleistungserfassung nach dem Abgang der Zugsammelschiene.

Die Schalter 10, 11, 17-19 sind als Schließer konzipiert, d. h. sie sind geschlossen, wenn keine Schnellbremsung vorliegt.

Die "Schnellbremsungserkennung" braucht nicht notwendigerweise durch eine Messung des Hauptluftleitungsdrucks zu erfolgen, sondern kann auch in anderer Weise realisiert sein.

Claims

1. Bremssteueremssteuervorrichtung für Triebfahrzeuge, die mit einer elektrischen Generator-Bremse und mit einer pneumatischen Bremse ausgestattet sind, mit:

a) einem Magnetventil (1; 2) zur Unterdrückung der Bremsfunktion der pneumatischen Bremse, und
b) einer Schalter (9; 10; 11) enthaltenden Schalteinrichtung (6; 7), die mit einem Steuereingang (3) des Magnetventils (1; 2) verbunden ist, wobei die Ansteuerung des Magnetventils (1; 2) in Abhängigkeit von folgenden, den Schaltern (9; 10; 11) zugeordneten Kriterien erfolgt:

- der momentan von der elektrischen Generator-Bremse erbrachten Bremslei stung, und
- der Stromstärke des in einen Fahrmotor fließenden Stroms, und
- davon, ob ein Schnellbremszustand vorliegt oder nicht,

1. wobei die Schalter (9; 10; 11) derart verschaltet sind, daß eine redundante und diversitäre Ansteuerung des Magnetventils (1; 2) gegeben ist.

2. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (1; 2) in einem geöffneten Zustand ist, wenn die elektri sche Bremse keine ausreichende Bremsleistung erbringt.

3. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (6; 7) einen ersten Schalter (9) und in Serie zum ersten Schalter (9) eine Parallelschaltung eines zweiten und dritten Schal ters (10; 11) aufweist.

4. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (9) durch ein Antriebssteuergerät (12) angesteuert ist und geschlossen ist, wenn eine vorgegebene elektrische Mindestbremsleistung erbracht wird, und geöffnet ist, wenn die Mindestbremsleistung nicht erbracht wird.

5. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (9) geöffnet ist, wenn keine Bremsanforderung vorliegt.

6. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Parallelschaltung der Schalter (10; 11) bei einer Betriebsbremsung in einem Durchschaltzustand ist und in einem Öffnungszustand zur Unterbrechung des Steuerstroms des Magnetventils (1; 2), wenn eine Schnellbremsung vorliegt und gleichzeitig der Fahrmotorstrom kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

7. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Schalter (10) ein Mindeststromrelais ist, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Fahrmotorstroms geschlossen ist.

8. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der dritte Schalter (11) ein Druckschalter ist, der bei Überschreiten eines vorgegebenen Hauptluftleitungsdrucks geschlossen ist.

9. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Hauptschalterauslöseeinrichtung (15) zum Ausschalten bzw. Verhin dern des Einschalten eines zentralen Hauptschalters des Schienenfahrzeugs vorgesehen ist, wobei der Hauptschalterauslöseeinrichtung (15) ein Sensor (22) zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Sensor (21) zur Bestim mung, ob eine Schnellbremsung vorliegt oder nicht, und ein weiterer Sensor (20) zugeordnet ist, zur Bestimmung, ob eine elektrische Bremsleistung erzeugt wird.

10. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschalterauslöseeinrichtung (15) das Schienenfahrzeug in einen Ausschaltzustand schaltet, wenn folgende Bedingungen kumulativ erfüllt sind:

- die Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer als eine vorgegebene Geschwingkeit,
- der Hauptluftleitungsdruck ist kleiner als ein vorgegebener Druck, was als Schnellbremsung interpretiert wird, und
- es wird keine elektrische Bremsleistung erzeugt.

11. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsschaltung vorgesehen ist, wobei nur dann in einen Ausschaltzustand geschaltet wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die vorgegebene Geschwindigkeit ist und eine Schnellbremsung vorliegt und innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nach Einleiten der Schnellbremsung keine hinreichend hohe elektrische Bremsleistung erzeugt wird.

12. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sensor (22) zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Raddrehzahlsensor eines Gleitschutzsystems ist.

13. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sensor (22) zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit funktions mäßig unabhängig von dem Antriebssteuergerät (12) arbeitet.

14. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Testeinrichtung vorgesehen ist, die folgendes aufweist:
einen Spannungsmesser (26) zum Messen der elektrischen Spannung an einem zwischen dem ersten Schalter (9) und der Parallelschaltung (10, 11) liegenden Testknotenpunkt (T),
einen Taster (27) zum Beaufschlagen des Testknotenpunkts (T) mit einer vorgegebenen elektrischen Spannung (U_V), und
eine Anzeigeeinrichtung (28) zum Anzeigen eines Bremsdrucks, der zwischen dem Magnetventil (1, 2) und einem Bremszylinder (24) herrscht.

15. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Testeinrichtung (25) einen Taster (30) aufweist, zur Simulierung einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit.

16. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrische Generatorbremse bei einer elektri schen Bremsung über den Fahrmotor Strom in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist.

17. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrische Generator-Bremse eine Widerstandsbremse ist.

18. Bremssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kriterium, ob eine Schnellbremsung vorliegt oder nicht, durch Messung des Hauptluftleitungsdrucks überwacht wird.