DE102008063069A1 - Detecting the interruption of the drive power flow of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Unterbrechung des Leistungsflusses in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (105) eine Drehmomenterzeugungseinrichtung (106), eine Drehmomentübertragungseinrichtung (107) und eine Antriebsradeinheit (108) umfasst und die Drehmomentübertragungseinrichtung (107) zur Übertragung eines Drehmoments der Drehmomenterzeugungseinrichtung (106) auf die Antriebsradeinheit (108) mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung (106) und der Antriebsradeinheit (108) verbunden ist. Es wird wenigstens ein erster Wert wenigstens einer ersten Größe erfasst, die für eine Drehzahl einer Komponente des Antriebsstrangs (105) repräsentativ ist. Weiterhin wird ein zweiter Wert einer zweiten Größe erfasst, die für die Fahrgeschwindigkeit desrd eine Überprüfung durchgeführt, ob zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert eine vorgebbare Beziehung vorliegt, und es wird in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung festgestellt, dass eine Störung des Leistungsflusses, insbesondere eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses, in dem Antriebsstrang (105) vorliegt.The present invention relates to a method for detecting an interruption of the power flow in a drive train of a vehicle, in particular a rail vehicle, wherein the drive train (105) comprises a torque generating device (106), a torque transfer device (107) and a drive wheel unit (108) and the torque transfer device ( 107) for transmitting a torque of the torque generating means (106) to the drive wheel unit (108) is connected to the torque generating means (106) and the drive wheel unit (108). At least a first value of at least a first quantity representative of a rotational speed of a component of the drive train (105) is detected. Furthermore, a second value of a second quantity is detected, which for the driving speed desrd a check is made, whether there is a predeterminable relationship between the first value and the second value, and it is determined depending on the result of the check that a power flow disturbance in particular an unintentional interruption of the power flow in which the drive train (105) is present.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Unterbrechung des Leistungsflusses in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang eine Drehmomenterzeugungseinrichtung, eine Drehmomentübertragungseinrichtung und eine Antriebsradeinheit umfasst und die Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments der Drehmomenterzeugungseinrichtung auf die Antriebsradeinheit mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung und der Antriebsradeinheit verbunden ist. Sie betrifft weiterhin eine entsprechende Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to a method for detecting a Interruption of power flow in a drive train of a Vehicle, in particular a rail vehicle, wherein the drive train a torque generating device, a torque transmitting device and a drive wheel unit and the torque transmission device for transmission a torque of the torque generating device on the drive wheel unit with the torque-generating device and the drive wheel unit connected is. It further relates to a corresponding control device to carry out of the procedure.
Bei herkömmlichen Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, werden in der Regel ein oder mehrere Antriebsstränge eingesetzt, welche den Vortrieb für das Fahrzeug erzeugen. Ein solcher Antriebsstrang umfasst typischerweise eine entsprechend mit Energie versorgte Drehmomenterzeugungseinrichtung (beispielsweise einen elektrisch oder mit Kraftstoff betriebenen Motor, eine Turbine oder dergleichen) und eine Drehmomentübertragungseinrichtung, welche die Leistung der Drehmomenterzeugungseinrichtung auf eine Antriebsradeinheit (beispielsweise ein Radpaar oder ein Radsatz) überträgt. Dabei findet typischerweise neben einer einfachen Weiterleitung des Drehmoments (z. B. über starre und/oder gelenkige Wellen, Kupplungen etc.) in einem oder mehreren (mechanischen und/oder hydraulischen) Getrieben der Drehmomentübertragungseinrichtung eine Wandlung des Drehmoments statt, sodass an der Antriebsradeinheit ein geeignetes Traktionsmoment anliegt, welches die Antriebsradeinheit zur Erzeugung des Vortriebs auf einen Fahrweg übertragen kann.at usual Vehicles, especially rail vehicles, are usually one or more drive trains used, which generate the propulsion for the vehicle. One such powertrain typically includes one accordingly powered torque generating device (for example an electrically or fuel-powered engine, a turbine or the like) and a torque transmitting device, which the power of the torque generating device to a Drive wheel unit (for example, a pair of wheels or a wheelset) transmits. there typically takes place next to a simple forwarding of torque (eg over rigid and / or articulated shafts, couplings, etc.) in one or a plurality of (mechanical and / or hydraulic) transmissions of the torque transmission device a conversion of the torque takes place, so that on the drive wheel unit a suitable traction torque is applied, which is the drive wheel unit can transmit to a guideway for generating the propulsion.
Da zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, in der Regel erhebliche Leistung erforderlich ist, müssen zum einen die Komponenten des Antriebsstrangs entsprechend ausgelegt sein, um diese Leistung übertragen zu können. Zum anderen muss aus Sicherheitsgründen gewährleistet sein, dass das Versagen einer Komponente des Antriebsstrangs keine fatalen Folgen nach sich zieht. So muss zum einen eine Gefährdung der Fahrgäste ausgeschlossen sein, es sollte aus wirtschaftlichen Gründen aber natürlich auch der Schaden am Fahrzeug so gering wie möglich gehalten werden.There for driving a vehicle, in particular a rail vehicle, In general, considerable power is required for one designed the components of the drive train accordingly be transferred to this power to be able to. On the other hand, for safety reasons, it must be ensured that the failure a component of the powertrain no fatal consequences draws. On the one hand, a danger to passengers must be ruled out It should be, for economic reasons but of course, too the damage to the vehicle is kept as low as possible.
Zur Schadensvermeidung sind in einem herkömmlichen Antriebsstrang häufig zum einen Sicherheitskupplungen vorgesehen, welche das auf eine Komponente übertragene Drehmoment begrenzen. Derartige Sicherheitskupplungen begrenzen das vordefinierte maximal übertragbare Drehmoment jedoch zum einen nur mit einer relativ hohen Toleranz. Zum anderen führen die mechanischen Eigenschaften solcher Sicherheitskupplungen zu einem entsprechend hohen Wartungs- und Einstellaufwand. Schließlich kann es durch Alterung oder ungenügende Wartung zu Änderungen an Komponenten des Antriebsstrangs kommen, welche das über den Antriebsstrang übertragbare Drehmoment undefiniert reduzieren.to Damage avoidance is common in a conventional powertrain provided a safety clutches, which transmitted to a component Limit torque. Limit such safety clutches the predefined maximum transferable Torque, however, on the one hand only with a relatively high tolerance. Lead to another the mechanical properties of such safety clutches a correspondingly high maintenance and adjustment costs. Finally, can it due to aging or insufficient Maintenance to changes come to components of the drive train, which over the Powertrain transferable Reduce torque undefined.
Oft sind weiterhin auch (elektronische oder mechanische) Drehzahlbegrenzer vorgesehen, welche unzulässig hohe Drehzahlen einzelner Komponenten des Antriebsstrangs (meist des Motors bzw. der Turbine) verhindern sollen. Weiterhin begrenzen auch elektrische bzw. elektronische Leistungsbegrenzer das übertragene Drehmoment bzw. die übertragbare Leistung.Often are also (electronic or mechanical) speed limiters provided, which inadmissible high speeds of individual components of the drive train (usually of the engine or the turbine) should prevent. Continue to limit too electrical or electronic power limiters the transmitted Torque or the transferable Power.
Für den Fall, dass es (dennoch) zum Versagen (beispielsweise zum Bruch oder zum Abreißen) einer Komponente des Antriebsstrangs (beispielsweise einer Welle des Antriebsstrangs) kommt, sind häufig auch noch so genannte Fangeinrichtungen vorgesehen, welche die nach dem Versagen immer noch mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung verbundenen Teile der versagenden Komponente daran hindern sollen, umliegende Fahrzeugkomponenten zu beschädigen. Hierbei treten jedoch extrem hohe radiale und/oder axiale Kräfte auf, die nur durch einen sehr hohen konstruktiven Aufwand gebändigt werden können. Dauerfeste Lösungen führen hierbei zu einer weiteren deutlichen Erhöhung des konstruktiven Aufwandes, welcher in der Regel nicht wirtschaftlich umsetzbar ist.In the case, that it (nevertheless) fails (for example, to break or to break) Tearing off) one Component of the powertrain (for example, a drive train shaft) comes are frequent also provided so-called catching devices, which according to the failure still associated with the torque-generating device To prevent parts of the failing component from surrounding Damage vehicle components. However, extremely high radial and / or axial forces occur here, which are tamed only by a very high design effort can. Durable solutions to lead this to a further significant increase in the design effort, which is usually not economically feasible.
Ein solches Versagen und damit eine Unterbrechung des Leistungsflusses im Antriebsstrang wird derzeit lediglich durch den Fahrzeugführer bzw. Wartungspersonal erkannt, die ein ungewöhnliches Fahrverhalten (reduzierte Traktionsleistung) oder ungewöhnliche Geräuschentwicklung wahrnehmen bzw. Schäden bei einer (gegebenenfalls täglichen) Sichtkontrolle oder Bauteilkontrolle entdecken. Hiermit ist zum einen erheblicher Aufwand verbunden, zum anderen sind bis zur Erkennung eines Schadens eventuell bereits erhebliche Folgeschäden durch nicht mehr korrekt gelagerte Komponenten des Antriebsstrangs entstanden.One such failure and thus an interruption of the power flow in the powertrain is currently only by the driver or maintenance personnel recognized that an unusual driving behavior (reduced traction performance) or unusual noise development perceive or damage during a (if necessary daily) visual inspection or discover component inspection. This is on the one hand considerable On the other hand, it may be necessary to detect damage already significant consequential damages due to incorrectly mounted powertrain components emerged.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bzw. eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere eine einfache und schnelle Erkennung einer Unterbrechung des Leistungsflusses in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs sowie die schnelle Einleitung angemessener Reaktionen hierauf ermöglicht.Of the The present invention is therefore based on the object, a method or a control device of the type mentioned above available make, which or which do not have the above-mentioned disadvantages or at least to a lesser extent and in particular a simple and rapid detection of a Interruption of power flow in a drive train of a Vehicle as well as the rapid initiation of appropriate reactions enabled on this.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Sie löst diese Aufgabe weiterhin ausgehend von einer Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10 angegebenen Merkmale.The present invention solves this task starting from a method according to the preamble of the claim 1 by the specified in the characterizing part of claim 1 Characteristics. She dissolves this task continues on the basis of a control device according to the preamble of claim 10 by the characterizing part of the claim 10 specified characteristics.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass eine einfache und schnelle Erkennung einer Unterbrechung des Leistungsflusses in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs sowie die schnelle Einleitung angemessener Reaktionen hierauf möglich ist, wenn zum einen der Wert einer ersten Größe erfasst wird, die einen Rückschluss auf die aktuelle Drehzahl einer Komponente des Antriebsstrangs zulässt, und zum anderen der Wert einer zweiten Größe erfasst wird, die einen Rückschluss auf die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zulässt. Da zumindest in genau definierten Betriebspunkten bzw. Betriebsbereichen des Fahrzeugs eine (durch die Eigenschaften des Antriebsstrangs) definierte Beziehung zwischen der Drehzahl der betreffenden Komponente des Antriebsstrangs und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs besteht, kann (zumindest in diesen definierten Betriebspunkten bzw. Betriebsbereichen des Fahrzeugs) über einen Vergleich dieser Größen einfach überprüft werden, ob diese bekannte definierte Beziehung nach wie vor besteht (mithin also der Leistungsfluss in dem Antriebsstrang intakt ist) oder ob sich eine Abweichung von dieser definierten Beziehung ergibt, die auf eine ungewollte Störung hinweist (mithin also der Leistungsfluss in dem Antriebsstrang zumindest teilweise unterbrochen ist).Of the The present invention is based on the technical teaching that a simple and fast detection of an interruption of the power flow in a drive train of a vehicle as well as the quick introduction appropriate responses to this is possible if, on the one hand, the value recorded a first size that will be a conclusion allows for the current speed of a component of the drive train, and on the other hand, the value of a second variable is captured, which is a conclusion to the current driving speed of the vehicle permits. There at least in precisely defined operating points or operating areas the vehicle one (by the characteristics of the powertrain) defined relationship between the speed of the relevant component the drive train and the vehicle speed of the vehicle, can (at least in these defined operating points or operating areas of the vehicle) a comparison of these sizes can be easily checked whether this known defined relationship still exists (hence so the power flow in the drive train is intact) or whether a deviation from this defined relationship that results an unwanted disturbance indicates (thus therefore the power flow in the drive train at least partially interrupted).
Die Erkennung dieser Unterbrechung des Leistungsflusses kann zumindest annähernd in Echtzeit erfolgen, sodass in vorteilhafter Weise eine schnelle Reaktion auf eine solche Störung möglich ist. Insbesondere ist es beispielsweise anhand einer immer größer werdenden Abweichung zwischen der definierten Beziehung und der tatsächlichen Beziehung zwischen der ersten und zweiten Größe möglich, ein sich anbahnendes Versagen von Komponenten des Antriebsstrangs zu erkennen und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einzuleiten, bevor es zu einem vollständigen Versagen der Komponente kommt. So können Abweichungen erkannt werden, wie sie sich beispielsweise aus einer fortschreitenden elastischen oder plastischen Deformation, einem fortschreitenden Verschleiß oder einer fortschreitenden Rissausbreitung in der betroffenen Komponente ergeben (und sich beispielsweise in einer gegebenenfalls periodischen Schwankung in der tatsächlichen Beziehung zwischen der ersten und zweiten Größe manifestieren). In diesem Fall können dann rechtzeitig vor dem vollständigen Versagen (beispielsweise einem Bruch, einem Abreißen oder dergleichen) der Komponente Maßnahmen ergriffen werden, um dieses Versagen oder eventuelle Folgeschäden an angrenzenden Komponenten zu vermeiden.The Detecting this interruption of the power flow can at least nearly done in real time, so advantageously a fast Reaction to such a disorder is possible. In particular, it is for example based on an ever-increasing Deviation between the defined relationship and the actual one Relationship between the first and second size possible, an impending one Failure of components of the powertrain to detect and, where appropriate countermeasures initiate before complete failure of the component. So can Deviations are recognized, as they are, for example, from a progressive elastic or plastic deformation, a progressive Wear or a progressive crack propagation in the affected component (and, for example, in a possibly periodic fluctuation in the actual Manifest relationship between the first and second sizes). In this Case can then in time for the full Failure (for example, a break, a tearing or the like) of the component measures be taken to this failure or possible consequential damage to adjacent Components to avoid.
Bei der Erkennung eines solchen sich anbahnenden Versagens von Komponenten können zuvor ermittelte und gespeicherte Schadensmodelle der Komponenten des Antriebsstrangs verwendet werden, welche bestimmten Schädigungen einzelner oder mehrerer Komponenten zugeordnete Abweichungen von dem vorgegebenen (bei intakten Komponenten vorliegenden) Zusammenhang wiedergeben, und so gegebenenfalls eine Zuordnung der aktuellen Abweichung von der vorgegebenen Beziehung zu einer bestimmten Schädigung einer bestimmten Komponente ermöglichen. Hierbei versteht es sich, dass gegebenenfalls auch der zeitliche Verlauf der aktuellen Abweichung eine derartige Zuordnung herangezogen werden kann. Hiermit ist es gegebenenfalls sogar möglich, anstelle einer pauschalen Abschaltung des Antriebsstrangs gezielte Maßnahmen zu ergreifen, um ein Fortschreiten der Schädigung bzw. ein Versagen der betreffenden Komponente zu vermeiden, während gleichzeitig die Mobilität des Fahrzeugs (zumindest eingeschränkt) weiterhin gewährleistet bleibt.at the detection of such an impending failure of components can previously determined and stored damage models of the components of the Powertrain can be used which specific damage single or multiple components associated deviations from the given relationship (with intact components) play, and so possibly an assignment of the current Deviation from the given relationship to a specific injury enable certain component. It is understood that if necessary, the temporal Course of the current deviation such an assignment used can be. This may even make it possible instead a general shutdown of the powertrain targeted measures to take to a progression of injury or failure of the component, while at the same time reducing the mobility of the vehicle (at least limited) continues to be guaranteed remains.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Verfahren zur Erkennung einer Unterbrechung des Leistungsflusses in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang eine Drehmomenterzeugungseinrichtung, eine Drehmomentübertragungseinrichtung und eine Antriebsradeinheit umfasst und die Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments der Drehmomenterzeugungseinrichtung auf die Antriebsradeinheit mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung und der Antriebsradeinheit verbunden ist. Es wird wenigstens ein erster Wert wenigstens einer ersten Größe erfasst, die für eine Drehzahl einer Komponente des Antriebsstrangs repräsentativ ist. Weiterhin wird ein zweiter Wert einer zweiten Größe erfasst, die für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentativ ist. Schließlich wird eine Überprüfung durchgeführt, ob zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert eine vorgebbare Beziehung vorliegt, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung festgestellt, dass eine Störung, insbesondere eine unbeabsichtigte Unterbrechung, des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang vorliegt.According to one Aspect, the present invention therefore relates to a method for Detecting an interruption of the power flow in a drive train a vehicle, in particular a rail vehicle, wherein the Powertrain a torque generating device, a torque transmitting device and a drive wheel unit and the torque transmission device for transmission a torque of the torque generating device on the drive wheel unit with the torque-generating device and the drive wheel unit connected is. There will be at least a first value of at least one first size detected, the for a speed of a component of the powertrain representative is. Furthermore, a second value of a second variable is detected, the for the driving speed of the vehicle is representative. Finally will a check is made between the first value and the second value a predefinable relationship present, and depending from the result of the review found that a disorder, in particular an unintentional interruption, the power flow present in the drive train.
Es kann vorgesehen sein, dass diese erfasste Störung (insbesondere je nach ihrer Schwere bzw. potentiellen Auswirkung) lediglich in geeigneter Weise protokolliert wird, um zu einem späteren Zeitpunkt entsprechende Maßnahmen (beispielsweise eine Wartung oder Reparatur etc.) auszulösen. Bevorzugt wird im Falle der Feststellung einer Störung, insbesondere einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Leistungsflusses, eine Reaktion ausgelöst, wobei als Reaktion insbesondere ein Warnsignal ausgegeben wird und/oder ein Steuersignal zur definierten Abschaltung des Antriebsstrangs ausgegeben wird und/oder ein Steuersignal zur definierten Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang (beispielsweise also ein Signal zum Öffnen einer Kupplung oder ein Signal zum Schalten eines Getriebes in eine Leerlaufstellung etc.) ausgegeben wird.It can be provided that this detected disturbance (in particular, depending on its severity or potential effect) is only recorded in a suitable manner in order to initiate appropriate measures (for example, maintenance or repair, etc.) at a later point in time. Is preferred in the case of finding a fault, esp In particular, an unintentional interruption of the power flow, triggered a reaction, in particular a warning signal is output and / or a control signal for defined shutdown of the drive train is output and / or a control signal for the defined interruption of the power flow in the drive train (eg, a signal to Opening a clutch or a signal for shifting a transmission to an idling position, etc.) is output.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung unterschiedliche Reaktionen ausgelöst werden. So kann, wie oben bereits ausgeführt wurde, eine Differenzierung der Reaktion in Abhängigkeit von der tatsächlichen Abweichung von der vorgegebenen Beziehung und/oder dem zeitlichen Verlauf dieser tatsächlichen Abweichung erfolgen.Farther can be provided that different depending on the result of the review Reactions triggered become. Thus, as already stated above, a differentiation the reaction in dependence from the actual Deviation from the given relationship and / or the temporal Course of this actual deviation respectively.
Die vorgebbare Beziehung zwischen der ersten und zweiten Größe kann grundsätzlich beliebiger Art sein. Wegen des besonders einfachen, in der Regel nur von der Drehzahlübersetzung zwischen der Drehmomenterzeugungseinrichtung und der Antriebsradeinheit und dem Laufraddurchmesser der Antriebsradeinheit abhängigen Vorzugsweise werden aber direkt die Drehzahl der Komponente und die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt. Die vorgebbare Beziehung entspricht dann unmittelbar der Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs von der Drehzahl der Komponente des Antriebsstrangs bei störungsfreiem Leistungsfluss in dem Antriebsstrang. Bei Nichtvorliegen der vorgebbaren Beziehung zwischen dem ersten Wert der aktuellen Drehzahl der Komponente und dem zweiten Wert der Fahrgeschwindigkeit wird dann festgestellt, dass eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang vorliegt.The predeterminable relationship between the first and second size can in principle be of any kind. Because of the particularly simple, as a rule only from the speed ratio between the torque generating device and the drive wheel unit and the impeller diameter of the drive wheel unit dependent preferably but are directly the speed of the component and the driving speed of the vehicle. The predefinable relationship then corresponds directly dependent the speed of the vehicle from the speed of the component of the drive train with trouble-free Power flow in the drive train. In the absence of the specifiable Relationship between the first value of the current speed of the component and the second value of the vehicle speed is then determined that an unintentional interruption of the power flow in the drive train is present.
Grundsätzlich kann als erste Größe jede Größe verwendet werden, die für die Drehzahl einer beliebigen Komponente des Antriebsstrangs repräsentativ ist. Vorzugsweise wird eine Größe verwendet, die für die Drehzahl einer Komponente repräsentativ ist, die im Leistungsfluss möglichst weit entfernt von der Antriebsradeinheit angeordnet ist, um Störungen über eine möglichst weite Strecke des Leistungsflusses im Antriebsstrang erfassen zu können. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die wenigstens eine erste Größe für eine Drehzahl einer Komponente der Drehmomentübertragungseinrichtung repräsentativ ist. Vorzugsweise umfasst die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Drehmomentwandlereinrichtung (beispielsweise ein Getriebe oder dergleichen) und es ist vorgesehen, dass wenigstens eine erste Größe für eine Drehzahl einer Komponente der Drehmomentwandlereinrichtung repräsentativ ist, insbesondere die erste Größe für eine am abtriebsseitigen Ende der Drehmomentwandlereinrichtung angeordnete Komponente der Drehmomentwandlereinrichtung repräsentativ ist.Basically used as the first size of each size be that for the speed of any component of the powertrain representative is. Preferably a size is used the for the rotational speed of a component is representative, that in the power flow preferably far from the drive wheel unit is arranged to disturbances over one preferably to capture wide range of power flow in the powertrain can. Prefers is therefore provided that the at least one first variable for a speed a component of the torque transmitting device representative is. Preferably, the torque transmission device comprises a Torque converter device (for example, a transmission or the like) and it is contemplated that at least a first quantity for a speed a component of the torque converter device is representative, especially the first size for an am output side end of the torque converter device arranged Component of the torque converter device is representative.
Zusätzlich oder alternativ zu der Überwachung auf die Einhaltung der vorgebbaren Beziehung zwischen der Drehzahl einer Komponente des Antriebsstrangs und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann auch eine Überwachung der Drehzahl der Drehmomenterzeugungseinrichtung erfolgen. So kann die Tatsache überwacht werden, dass sich an der Drehmomenterzeugungseinrichtung eine erhöhte Drehzahl im Bereich einer maximal zulässigen Drehzahl der Drehmomenterzeugungseinrichtung einstellt. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass bei einer Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang (beispielsweise beim Bruch einer Antriebswelle) der Drehmomenterzeugungseinrichtung eine Leistungsabgabe vorgegeben ist (bei einem Verbrennungsmotor beispielsweise ein Brennstoff-Füllungssollwert), die aufgrund der Unterbrechung des Leistungsflusses nicht mehr der tatsächlichen Leistungsabnahme entspricht, sodass sich innerhalb kürzester Zeit ein Anstieg der Drehzahl der Drehmomenterzeugungseinrichtung bis hin zur maximal zulässigen Drehzahl ergibt.Additionally or alternatively to the monitoring on the observance of the predeterminable relationship between the speed a component of the powertrain and the driving speed the vehicle can also be a monitor the speed of the torque generating device take place. So can monitors the fact be that at the torque generating means an increased speed in the range of a maximum permissible Sets the speed of the torque generating device. This contributes to the circumstance Bill that when interrupting the power flow in the powertrain (For example, the breakage of a drive shaft) of the torque generating device a Power output is predetermined (in an internal combustion engine, for example a fuel charge setpoint), which due to the interruption of the power flow is no longer the actual Performance decreases, so within the shortest possible time Time an increase in the rotational speed of the torque generating device up to the maximum permissible Revolutions.
Mithin ist also auch das Erreichen der maximal zulässigen Drehzahl der Drehmomenterzeugungseinrichtung ein Indikator für eine Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang, der erfindungsgemäß zur Erfassung einer solchen Unterbrechung des Leistungsflusses herangezogen wird. Hierbei werden bevorzugt ein oder mehrere Betriebspunkte bzw. Betriebsbereiche des Antriebsstrangs ausgeklammert, in denen im Normalbetrieb (d. h. bei intaktem Leistungsfluss in dem Antriebsstrang) kurzzeitig das Erreichen der maximalen Drehzahl der Drehmomenterzeugungseinrichtung auftritt und zulässig ist. Diese Betriebspunkte bzw. Betriebsbereiche können wiederum der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zugeordnet werden, sodass auch in diesem Zusammenhang wiederum eine Erfassung einer entsprechenden für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentativen zweiten Größe erfolgt.therefore So is the achievement of the maximum permissible speed of the torque generating device an indicator of an interruption of the power flow in the drive train, the according to the invention for detection such an interruption of the power flow is used. In this case, one or more operating points or operating ranges are preferred of the powertrain, in which in normal operation (i.e. H. with intact power flow in the drive train) for a short time reaching the maximum speed of the torque generating device occurs and allowed is. These operating points or operating ranges can turn be assigned to the driving speed of the vehicle so that Again, in this context, a detection of a corresponding for the Vehicle speed of the vehicle representative second size is done.
Vorzugsweise ist daher vorgesehen, dass wenigstens eine erste Größe für eine Drehzahl einer Komponente der Drehmomenterzeugungseinrichtung repräsentativ ist und der erfasste erste Wert der ersten Größe mit einem für die maximal zulässige Drehzahl der Komponente der Drehmomenterzeugungseinrichtung repräsentativen Maximalwert verglichen wird. Der für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentative zweite Wert wird mit wenigstens einem vorgebbaren Vergleichswertebereich verglichen, bei dem ein Erreichen der maximal zulässigen Drehzahl der Komponente der Drehmomenterzeugungseinrichtung im Normalbetrieb des Fahrzeugs unzulässig ist. Es wird eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang festgestellt, wenn der erfasste erste Wert größer oder gleich dem Maximalwert ist und wenn der erfasste zweite Wert in dem vorgebbaren Vergleichswertebereich liegt. Mithin wird also erfasst, ob die Fahrgeschwindigkeit in einem Bereich liegt, in dem das Erreichen der maximal zulässigen Drehzahl im Normalbetrieb nicht möglich bzw. zulässig ist. Wird in diesem Fall dennoch die maximal zulässige Drehzahl erreicht bzw. überschritten, wird dies als Indikator für eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses gewertet und gegebenenfalls entsprechend reagiert.It is therefore preferably provided that at least one first variable is representative of a rotational speed of a component of the torque generating device and the detected first value of the first variable is compared with a maximum value representative of the maximum permissible rotational speed of the component of the torque generating device. The second value representative of the driving speed of the vehicle is compared with at least one predefinable comparison value range in which reaching the maximum permissible rotational speed of the component of the torque generating device during normal operation of the vehicle is inadmissible. It becomes an unintentional Interruption of the power flow in the drive train determined when the detected first value is greater than or equal to the maximum value and when the detected second value is within the predetermined comparison value range. Thus, it is therefore detected whether the driving speed is within a range in which the achievement of the maximum permissible speed in normal operation is not possible or permissible. If, in this case, the maximum permissible speed is nevertheless reached or exceeded, this is regarded as an indicator for an unintentional interruption of the power flow and, if appropriate, reacted accordingly.
Bei der maximal zulässigen Drehzahl handelt es sich bevorzugt um eine vorgebbare maximale Betriebsdrehzahl, die im Normalbetrieb des Fahrzeugs (beispielsweise bei der maximalen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder in anderen Betriebspunkten bzw. Betriebsbereichen) erreicht wird. Diese maximal zulässige Drehzahl ist in der Regel zu unterscheiden von der (noch höheren) Grenzdrehzahl oder Maximaldrehzahl der Komponente, bei deren Erreichen eine Überlastung der Drehmomenterzeugungseinrichtung droht (und daher in der Regel von der Steuerung der Drehmomenterzeugungseinrichtung Gegenmaßnahmen ergriffen werden).at the maximum allowed Speed is preferably a predefinable maximum operating speed, in normal operation of the vehicle (for example, at the maximum Driving speed of the vehicle or in other operating points or operating areas) is achieved. This maximum permissible speed is usually to be distinguished from the (even higher) limit speed or maximum speed of the component, when it reaches an overload the torque generating device threatens (and therefore usually of the control of the torque-generating device countermeasures be taken).
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zudem noch eine Überwachung der Leistungsvorgabe für die Drehmomenterzeugungseinrichtung, wobei dann eine Erkennung der Unterbrechung des Leistungsflusses nur dann stattfindet, wenn eine entsprechend hohe Leistungsvorgabe an der Drehmomenterzeugungseinrichtung anliegt. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass die Wahrscheinlichkeit einer Unterbrechung des Leistungsflusses bei geringer Leistungsvorgabe gering ist bzw. die Wahrscheinlichkeit des Eintretens hoher Folgeschäden einer solchen Unterbrechung des Leistungsflusses gering ist. Vorzugsweise wird jedoch die Erkennung der Unterbrechung des Leistungsflusses nur dann nicht vorgenommen, wenn die Leistungsvorgabe an der Drehmomenterzeugungseinrichtung gleich Null ist. Bevorzugt wird also ein Sollwert für eine Energiezufuhr zu der Drehmomenterzeugungseinrichtung verwendet und eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang nur festgestellt, wenn der Sollwert für die Energiezufuhr in einem vorgebbaren Bereich liegt, insbesondere wenn der Sollwert für die Energiezufuhr in einem Bereich liegt, der für eine Energiezufuhr größer als Null repräsentativ ist.at preferred variants of the method according to the invention also takes place another monitoring the performance target for the torque generating device, in which case a detection of the Interruption of the power flow takes place only if one correspondingly high power requirement is applied to the torque generating device. This can be considered be that the likelihood of interrupting the power flow low power requirement is low or the probability the occurrence of high consequential damages such interruption of the power flow is low. Preferably However, the detection of the interruption of the power flow only not made if the power specification at the torque generating device is equal to zero. Thus, a desired value for an energy supply is preferred used to the torque generator and an unintentional Interruption of power flow in the powertrain just found if the setpoint for the Energy supply is within a predetermined range, especially if the setpoint for the energy supply is within a range greater than one energy input Zero representative is.
Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Auftreten wenigstens eines für eine beabsichtigte definierte Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang repräsentativen Unterbrechungssignals überwacht wird und eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang nur bei Abwesenheit des Unterbrechungssignals festgestellt wird. Mithin erfolgt eine Erkennung einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Leistungsflusses nur dann, wenn keine beabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses vorliegt.at Further preferred variants of the method according to the invention are provided, that the occurrence of at least one defined for an intended Interruption of power flow in the powertrain representative Interrupt signal monitored and an unintended interruption of the power flow in the drive train only in the absence of the interrupt signal is detected. Consequently, a detection of an unintentional Interruption of power flow only if there is no intended interruption the power flow is present.
Zusätzlich oder alternativ wird das Auftreten wenigstens eines für einen Schlupf zwischen der Antriebsradeinheit und einem Traktionspartner der Antriebsradeinheit repräsentativen Schlupfsignals überwacht und eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang nur bei Abwesenheit des Schlupfsignals festgestellt. Mithin erfolgt eine Erkennung einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Leistungsflusses nur dann, wenn kein Schlupf an der zugehörigen Antriebsradeinheit vorliegt.Additionally or alternatively, the occurrence of at least one of a slip between the Drive wheel unit and a traction partner of the drive wheel unit representative Slip signal monitors and an unintended interruption of the power flow in the Drivetrain detected only in the absence of the slip signal. Thus, a detection of an unintentional interruption takes place the power flow only if no slip on the associated drive wheel unit is present.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, bei dem eine unbeabsichtigte Unterbrechung des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst wird und im Falle der Feststellung einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Leistungsflusses ein Warnsignal ausgegeben wird und/oder der Antriebsstrangs definiert abgeschaltet wird und/oder der Leistungsfluss in dem Antriebsstrang definiert unterbrochen wird, insbesondere eine Kupplung in dem Antriebsstrang geöffnet wird und/oder ein Getriebe in dem Antriebsstrang in eine Leerlaufstellung geschaltet wird.The The present invention further relates to a method of control a powertrain of a vehicle in which an unintentional Interruption of the power flow in the drive train with a inventive method is detected and in the event of an unintentional Interrupting the power flow a warning signal is issued and / or the powertrain is turned off and / or defined the power flow in the driveline defines interrupted is, in particular, a clutch is opened in the drive train and / or a transmission in the drive train in an idle position is switched.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang eine Drehmomenterzeugungseinrichtung, eine Drehmomentübertragungseinrichtung und eine Antriebsradeinheit umfasst, die Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments der Drehmomenterzeugungseinrichtung auf die Antriebsradeinheit mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung und der Antriebsradeinheit verbunden ist und eine Steuereinheit zur Steuerung der Komponenten des Antriebsstrangs vorgesehen ist. Weiterhin sind eine erste Erfassungseinrichtung und eine zweite Erfassungseinrichtung vorgesehen, die jeweils mit der Steuereinheit verbunden sind. Die die erste Erfassungseinrichtung erfasst einen ersten Wert wenigstens einer ersten Größe, die für eine Drehzahl einer Komponente des Antriebsstrangs repräsentativ ist, während die zweite Erfassungseinrichtung einen zweiten Wert einer zweiten Größe erfasst, die für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentativ ist. Die Steuereinheit führt eine Überprüfung durch, ob zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert eine vorgebbare Beziehung vorliegt, und es wird in der Steuereinheit in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Überprüfung festgestellt, dass eine Störung, insbesondere eine unbeabsichtigte Unterbrechung, des Leistungsflusses in dem Antriebsstrang vorliegt. Mit dieser Steuereinrichtung lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschilderten Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass diesbezüglich lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.Furthermore, the present invention relates to a control device for a drive train of a vehicle, in particular a rail vehicle, wherein the drive train comprises a torque generating device, a torque transfer device and a drive wheel unit, the torque transfer device for transmitting a torque of the torque generating device is connected to the drive wheel unit with the torque generating device and the drive wheel unit and a control unit is provided for controlling the components of the drive train. Furthermore, a first detection device and a second detection device are provided, which are each connected to the control unit. The first detection means detects a first value of at least a first quantity representative of a rotational speed of a component of the driveline, while the second detection means detects a second value of a second magnitude representative of the vehicle speed of the vehicle. The control unit makes a check as to whether a predeterminable relationship exists between the first value and the second value, and in the control unit, depending on the result, the over determined that there is a fault, in particular an unintentional interruption, of the power flow in the drive train. With this control device, the variants and advantages described above in connection with the method according to the invention can be realized to the same extent, so that reference is made here only to the above statements.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem Antriebsstrang und einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.Finally, concerns the present invention a vehicle, in particular a rail vehicle, with a drive train and a control device according to the invention.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims or the below description of preferred embodiments, which the attached Drawings reference. Show it:
Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Das
Fahrzeug
Die
Steuerung des Antriebsstrangs
Andererseits
erhält
die Antriebssteuerung
Die
Antriebssteuerung
Die
Antriebssteuerung
Über den
Datenbus
Die übergeordnete
Fahrzeugsteuerung
Da
der Zusammenhang zwischen der Drehzahl der Räder des Radsatzes
Die
Steuereinrichtung
Die
Zunächst wird
(beispielsweise mit dem Einschalten der Steuereinrichtung
Ist
dies der Fall (liegt also keine beabsichtigte Unterbrechung des
Leistungsflusses vor), wird in der Antriebssteuerung
Liegt
ein nicht vernachlässigbar
geringer Schlupf s vor, wird zurück
zum Schritt
Liegt
kein bzw. ein vernachlässigbar
geringer Schlupf s vor, so wird in einem Schritt
In
einem Schritt
Hierbei
können
bestimmte durch die aktuelle Fahrgeschwindigkeit v definierte Betriebspunkte
bzw. Betriebsbereiche des Fahrzeugs
Ergibt
die Überprüfung in
dem Schritt
Diese
Reaktion kann beispielsweise einfach darin bestehen, dass der Antriebsstrang
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Berechnung der Abweichung Δf(nM) erfolgen kann. Beispielsweise kann ein Verhältnis aus der tatsächlichen Beziehung ft(nM) und der vorgegebenen Beziehung fv(nM) gebildet werden etc.However, it is understood that in other variants of the invention, any other calculation of the deviation .DELTA.f (n M ) can take place. For example, a ratio of the actual relationship f t (n M ) and the predetermined relationship f v (n M ) may be formed, etc.
Insbesondere
bei einer Berücksichtigung
der zeitlichen Entwicklung der Abweichung Δf(nM)
kann beispielsweise im Falle einer über die Zeit immer größer werdenden
Abweichung Δf(nM) bereits ein sich anbahnendes Versagen
von Komponenten des Antriebsstrangs
So
kann die Antriebssteuerung
Ebenso
kann vorgesehen sein, dass bei der Erfassung einer Schädigung zwischen
zwei schaltbaren Komponenten, also beispielsweise zwischen dem Getriebe
Es
versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch
vorgesehen sein kann, dass alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung solcher
Schadensmodelle auch vorgesehen sein kann, dass zusätzlich oder
alternativ zu der Motordrehzahl nM auch
die Drehzahl einer oder mehrerer weiterer Komponenten des Antriebsstrangs
In
diesem Fall können
dann entsprechend der Anzahl m der unterschiedlichen ermittelten
Drehzahlen ni (mit i = 1 ... m) weitere
vorgegebene Beziehungen fvi(nM)
zwischen der betreffenden Drehzahl ni und
der ermittelten Fahrgeschwindigkeit v überprüft werden und es kann anhand
der jeweils ermittelten Abweichung Δfi(nM) entschieden werden, in welchem Abschnitt
des Antriebsstrangs
Zusätzlich oder
alternativ zu den vorgenannten Reaktionen kann auch vorgesehen sein,
dass eine entsprechende Fehlermeldung über eine entsprechende Schnittstelle
Bei
dem Ausführungsbeispiel
aus
In
einem Schritt
Bei
der Überprüfung in
den Schritten
Im
Anschluss an die Reaktion in dem Schritt
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Beispiels mit einem Verbrennungsmotor beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen Drehmomenterzeugungseinrichtungen (Gasturbinen, Elektromotoren etc.) zum Einsatz kommen kann. Ebenso kann sie natürlich auch im Zusammenhang mit beliebig gestalteten Drehmomentübertragungseinrichtungen zum Einsatz kommen.The The present invention has been described above by way of example only described with an internal combustion engine. It goes without saying, that the invention also in connection with any other torque generating devices (Gas turbines, electric motors, etc.) can be used. As well Of course she can in connection with arbitrarily designed torque transmission devices be used.
Weiterhin wurde die vorliegende Erfindung ausschließlich im Zusammenhang mit einem Schienenfahrzeug beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann.Farther The present invention was exclusively related to a Rail vehicle described. It is understood, however, that the present invention also in connection with any other Vehicles can be used.
Claims (19)
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