DE102009012052A1

DE102009012052A1 - Schienenfahrzeug mit leistungsbegrenzter Antriebssteuerung

Info

Publication number: DE102009012052A1
Application number: DE102009012052A
Authority: DE
Inventors: Othmar Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-16
Also published as: EP2403735A1; US8606438B2; US20110315042A1; WO2010100044A1; BRPI1013666A2; CN102341264B; RU2477228C1; CN102341264A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Antriebssteuerung (A) zur Bereitstellung von zur Fortbewegung des Schienenfahrzeugs benötigter Antriebsleistung, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung (A) mit einem Begrenzermodul (B) zum Begrenzen einer über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) anforderbaren Antriebsleistung verbunden ist und das Begrenzermodul (B) einen Maximalwert für die anforderbare Antriebsleistung abhängig von den Fahrdaten (FD) des Schienenfahrzeugs festlegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit einer Antriebssteuerung zur Bereitstellung von zur Fortbewegung des Schienenfahrzeugs benötigter Antriebsleistung.
Schienenfahrzeuge, wie Lokomotiven, Triebzüge, Metros oder Straßenbahnen, benötigen zum Antrieb Energie, beispielsweise in Form von Elektrizität oder Diesel-Brennstoff. Dieser Energiebedarf stellt für die Betreiber einen erheblichen Kostenfaktor dar. Diese Energie wird maßgeblich durch die von dem Antriebssystem abgefragte Antriebsleistung bestimmt, welche wiederum nicht unerheblich durch die Fahrweise des Fahrzeugführers beeinflusst wird.
Auch bei Schienenfahrzeugen ist eine kostenorientierte Führung des Fahrzeugs zweckmäßig, so dass möglichst energiesparend gefahren wird.
Bei automatischen Fahrzeugen (mit ATC ausgestattet) wird eine Funktionalität namens ”Coasting/Cruising” angeboten. Diese Funktionalität optimiert eine Fahrkurve des automatisch betriebenen Fahrzeugs. Das mit ”ATC” bezeichnete System ist ausschließlich für automatischen Fahrbetrieb verfügbar.
Bei manuellem Fahrbetrieb gibt es Lösungen wie ”Falko Advice”, welche einem Fahrer des Schienenfahrzeugs Hinweise geben, wie er das Fahrzeug energiesparend führen kann und dabei auch noch seinen Fahrplan einhält. Dabei steht es jedoch dem Fahrzeugführer frei, diese Hinweise umzusetzen oder auch nicht. Dies hat Akzeptanzschwierigkeiten auf Seiten des Fahrzeugsführers zur Folge. Außerdem wird es als nachteilig angesehen, dass ein weiteres, von dem Fahrzeugführer zu beachtendes Gerät vorliegt, wodurch die Fahrzeugführung an sich zusätzlich komplexer wird. Daher ist das Energieeinsparungspo tential durch Lösungen wie ”Falko Advice” stets von der Mitarbeit des Fahrzeugführers abhängig.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Schienenfahrzeug derart weiterzuentwickeln, dass eine energiesparendere Fahrweise gefördert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Antriebssteuerung mit einem Begrenzermodul zum Begrenzen einer über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle anforderbaren Antriebsleistung verbunden ist und das Begrenzermodul einen Maximalwert für die anforderbare Antriebsleistung abhängig von Fahrdaten des Schienenfahrzeugs festlegt.
Energiesparpotential ergibt sich dadurch, dass das Begrenzermodul, abhängig von Fahrdaten des Schienenfahrzeugs, Maximalwerte für die anforderbare Antriebsleistung festlegt. Wenn die Fahrdaten beispielsweise derart beschaffen sind, dass eine niedrige Antriebsleistung zur Fortbewegung des Schienenfahrzeugs ausreicht, wird dieser Maximalwert herabgesetzt. Dies vermeidet, dass unnötig viel Antriebsleistung von einem Fahrzeugführer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle angefordert wird.
Dabei können die Fahrdaten insbesondere Daten umfassen, welche eine Einhaltung eines Fahrplans des Schienenfahrzeugs wiedergeben. Wenn beispielsweise das Schienenfahrzeug hinter seinem Fahrplan zurück ist, kann der Maximalwert für die anforderbare Antriebsleistung heraufgesetzt werden, während im gegenteiligen Fall eine verminderte Antriebsleistung als ausreichend angesehen werden kann.
Allgemein kann in dem Fall, wenn die Fahrdaten eine Nichteinhaltung des Fahrplans des Schienenfahrzeugs wiedergeben, das Begrenzermodul den Maximalwert für die anforderbare Antriebsleistung anpassen. Dies wird immer in der Weise geschehen, dass auf eine Einhaltung des Fahrplans hingearbeitet wird.
Das Begrenzermodul kann grundsätzlich in beliebiger Weise angeordnet werden, soweit sichergestellt ist, dass eine automatische Einwirkung auf die maximal anforderbare Antriebsleistung erfolgen kann. In einem ersten Ausführungsbeispiel kann das Begrenzermodul in die Antriebssteuerung integriert sein. In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist es aber auch möglich, dass das Begrenzermodul als externes Gerät vorliegt, welches über einen Fahrzeugbus in die Antriebssteuerung oder direkt in die Mensch-Maschine-Schnittstelle eingreift.
Durch die Begrenzung der bereitgestellten Antriebsleistung ist die Modifikation des bekannten Schienenfahrzeugs durch die Erfindung nicht hoch-sicherheitsrelevant, da die Sicherheitsverantwortung weiterhin beim Fahrzeugführer bzw. bei den bereits bestehenden Sicherungssystemen verbleibt. Das Begrenzermodul hat die Wirkung, dass das Schienenfahrzeug allenfalls langsamer fortbewegt wird, als es der Fahrzeugführer wünscht, nie aber schneller. Dies hat den Vorteil, dass unter Umständen nicht bahnspezifische Standard-Industriekomponenten leichter eingesetzt und weniger komplexe Entwicklungsprozesse zur Realisierung benutzt werden können.
Es ergibt sich eine sehr kosteneffiziente Realisierung einer Energieersparnis des Schienenfahrzeugs, insbesondere weil die Verantwortung für die Sicherheit des Schienenfahrzeugs im Vergleich zum Stand der Technik mit manuellem Fahrbetrieb ungeändert bleibt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer Antriebsanordnung eines Schienenfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
2 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer Antriebsanordnung eines Schienenfahrzeugs nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Im Mittelpunkt der Darstellung von 1 steht eine Antriebssteuerung A eines Schienenfahrzeugs. Die Antriebssteuerung A steht in Verbindung mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle HMI, über die ein Fahrzeugführer Antriebsleistung anfordert. In die Antriebssteuerung A integriert ist ein Begrenzermodul B, welches die über die Mensch-Maschine-Schnittstelle HMI maximal anforderbare Antriebsleistung jeweils spezifisch für eine Fahrsituation begrenzt.
Das Begrenzungsmodul B steht über einen Fahrzeugbus FB, beispielsweise mit einem Traktionsumrichter TU in Verbindung, um die jeweils geeignete Begrenzung der anforderbaren Antriebsleistung zu gewährleisten.
Zu diesem Zweck steht das Begrenzungsmodul B in einer Verbindung zu Fahrplandaten FD, welche darüber Aufschluss geben, inwieweit das Schienenfahrzeug aktuell seinen Fahrplan einhält. Wenn beispielsweise das Schienenfahrzeug verspätet ist, wird das Begrenzermodul B mehr maximal anforderbare Antriebsleistung zulassen als in dem Fall, wenn eine Einhaltung des Fahrplans festgestellt wird.
Insgesamt wird somit das Schienenfahrzeug von dem Fahrzeugführer ”normal” bedient. Lediglich die maximal anforderbare Antriebsleistung ist begrenzt, und zwar abhängig davon, welche Antriebsleistung zur Einhaltung des Fahrplans erforderlich ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist der allgemeine Aufbau der Antriebsanordnung ähnlich demjenigen von 1.
Davon abweichend ist lediglich das Begrenzermodul B nicht in die Antriebssteuerung A integriert, sondern steht als externes Gerät in Verbindung mit dem Fahrzeugbus FB. Eine Datenverbindung zu Fahrplandaten FD ist ebenfalls gegeben.
Bei beiden Ausführungsformen sorgt das Begrenzermodul B dafür, dass die über die Mensch-Maschine-Schnittstelle HMI angeforderte Antriebsleistung auf einen Wert begrenzt wird, der ein wirtschaftlicheres Betreiben des Schienenfahrzeugs ermöglicht.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die zweite Alternative den Vorteil hat, dass eine einfache Nachrüstung bestehender Antriebsanordnungen ermöglicht wird. Es ist lediglich eine Verknüpfung des Begrenzermoduls B mit dem vorliegenden Fahrzeugbus FB herbeizuführen.

Claims

Schienenfahrzeug mit einer Antriebssteuerung (A) zur Bereitstellung von zur Fortbewegung des Schienenfahrzeugs benötigter Antriebsleistung, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung (A) mit einem Begrenzermodul (B) zum Begrenzen einer über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) anforderbaren Antriebsleistung verbunden ist und das Begrenzermodul (B) einen Maximalwert für die anforderbare Antriebsleistung abhängig von Fahrdaten (FD) des Schienenfahrzeugs festlegt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrdaten (FD) Daten umfassen, welche eine Einhaltung eines Fahrplans des Schienenfahrzeugs wiedergeben.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, wenn die Fahrdaten (FD) eine Nichteinhaltung des Fahrplans des Schienenfahrzeugs wiedergeben, das Begrenzermodul (B) den Maximalwert für die anforderbare Antriebsleistung anpasst.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzermodul (B) in die Antriebssteuerung (A) integriert ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzermodul (B) als externes Gerät vorliegt, welches über einen Fahrzeugbus (FB) in die Antriebssteuerung (A) oder die Mensch-Maschine-Schnittstelle (MHI) eingreift.