DE102010045720A1

DE102010045720A1 - Überwachung von Messanordnungen mit Messwertgebern zur Ermittlung von Drehzahlwerten und/oder Geschwindigkeiten in Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE102010045720A1
Application number: DE201010045720
Authority: DE
Inventors: Peter Heidrich
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2030-09-16
Also published as: DE102010045720B4

Abstract

Die Erfindung betrifft die Überwachung von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber (A–H, a, b) und einer Auswertungseinrichtung (3, 5), die aus Messsignalen des Messwertgebers (A–H, a, b) Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs (1) und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs (1) erzeugt, insbesondere Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern, wobei beim Anfahren des Schienenfahrzeugs (1) aus dem Stillstand – ein erster Messwert von einer ersten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der erste Messwert nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) ermittelt wird, – ein zweiter Messwert von einer zweiten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der zweite Messwert ebenfalls nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) ermittelt wird, – die Erfüllung einer ersten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob sich der erste Messwert und der zweite Messwert um mehr als einen vorgegebenen ersten Grenzwert voneinander unterscheiden, oder ob der Unterschied zumindest so groß ist wie der erste Grenzwert, – ein dritter Messwert von zumindest einer dritten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der dritte Messwert aus Messsignalen zumindest eines dritten Messwertgebers (A–H) ermittelt wird, der die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe berechnet wird, – die Erfüllung einer zweiten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert überschreitet, und – entschieden wird, dass die diejenige der ersten und zweiten Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, die den größeren Messwert ermittelt hat, wenn die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber und einer Auswertungseinrichtung, die aus Messsignalen des Messwertgebers Messwerte erzeugt. Bei den Messwerten handelt es sich um Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs und/oder um Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Überwachungseinrichtung und ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Überwachungseinrichtung.
Die Fahrgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs wird für zahlreiche fahrzeuginterne Einrichtungen als Eingangswert benötigt. Bei diesen Einrichtungen handelt es sich z. B. um die Antriebs- und/oder Bremssteuerung oder um Sicherungseinrichtungen, die bei Erreichen eines Grenzwertes vordefinierte Funktionen ausführen oder auslösen. Z. B. kann eine Zwangsbremsung des Fahrzeugs ausgelöst werden oder können Not-Öffnungssysteme für Türen blockiert werden.
Z. B. ist es bei Schienenfahrzeugen üblich, einen Schlupfregler zur Begrenzung eines Schlupfes zwischen Rädern und Fahrschienen mit einem Drehzahlwert und/oder Geschwindigkeitswert zu versorgen. Dabei sollte es sich um einen Wert handeln, der die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs wiedergibt. Daher weisen Schienenfahrzeuge meist mehrere, voneinander unabhängige Messanordnungen auf, die jeweils zumindest einen Messwertgeber haben, welcher nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeuges misst. Vielmehr kann dieser Messwertgeber insbesondere die Drehbewegung eines nicht angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs messen. Unter nahezu allen denkbaren Betriebsbedingungen tritt kein Schlupf zwischen einem solchen nicht angetriebenen Rad und der Fahrschiene auf. Die von dem zugeordneten Messwertgeber erzeugten Messsignale sind daher nicht durch Schlupf verfälscht. Wenn in dieser Beschreibung von einem nicht angetriebenen Rad oder einer nicht angetriebenen Achse die Rede ist, dann ist das Rad oder die Achse auch nicht gebremst. Ein Schlupf zwischen Rad und Fahrschiene kann nämlich auch dann auftreten, wenn das Rad oder die Achse gebremst ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Schienenfahrzeug, bei dem die Messanordnungen, oder zumindest eine der Messanordnungen, ausgangsseitig mit dem Schlupfregler verbunden ist/sind, so dass der Schlupfregler mit einem Drehzahlwert und/oder Geschwindigkeitswert von der zumindest einen Messanordnung versorgt wird.
Die redundanten Messwertgeber, die nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs messen, müssen jedoch nicht zwangsläufig oder nicht zwangsläufig alle die Drehbewegung eines nicht angetriebenen Rades messen. Vielmehr kommen grundsätzlich alle möglichen anderen Messprinzipien infrage, die es erlauben, die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs unabhängig von einem Schlupf zwischen Rädern und Fahrschiene zu ermitteln, z. B. Ultraschallmessungen und Auswertung von Signalen eines satellitenbasierten Positionsbestimmungssystem.
Jedoch weisen Schienenfahrzeuge üblicherweise zumindest für jede separat von anderen Achsen angetriebene Achse des Schienenfahrzeugs einen Messwertgeber auf, der die Drehzahl und/oder Geschwindigkeit der Räder der Achse misst. Der Messwert wird der Antriebssteuerung des Antriebes zugeführt, welcher die Achse antreibt und dadurch das Schienenfahrzeug fortbewegt. Heutzutage handelt es sich bei den Antrieben meist um Fahrmotoren, die von einem Traktionswechselrichter mit Strom versorgt werden, wobei der Traktionswechselrichter derart gesteuert wird, dass der Fahrmotor das gewünschte Antriebsmoment erzeugt. Die Steuerung des Traktionswechselrichters erhält die Messwerte zumindest des Messwertgebers, welcher die von dem Fahrmotor angetriebene Achse oder Rad antreibt.
Die jeweilige Messanordnung, die den Messwert ermittelt, kann aus verschiedenen Gründen fehlerhaft arbeiten oder nicht arbeiten. Insbesondere kann der Messwertgeber ausgefallen sein oder falsche Messwerte liefern. Im Fall von Inkrementaldrehgebern, die abhängig von der Drehbewegung des zugeordneten Rades oder der zugeordneten Achse Impulssignale erzeugen, z. B. einen Impuls für einen zurückgelegten Drehwinkel vorgegebener Größe, erzeugen typischerweise entweder die korrekten Messsignale, zu wenige Impulse oder keine Messsignale. Die Erfindung betrifft insbesondere Messanordnungen mit solchen Inkrementaldrehgebern, zumindest am nicht angetriebenen Rad oder nicht angetriebenen Achse. Diese Inkrementaldrehgeber liefern die Messsignale, aus denen die entsprechende Auswertungseinrichtung der Messanordnung Messwerte erzeugt, welche als Referenz für diverse Systeme in dem Schienenfahrzeug dienen. Referenz bedeutet, dass bei Abweichungen der Messwerte von verschiedenen Messanordnungen auf den Referenzwert vertraut wird. Daher ist jedoch eine Überwachung insbesondere der Messanordnungen erforderlich, die solche Referenzwerte liefern, einschließlich der Messanordnungen, die aus Redundanzgründen vorgesehen sind, um eine ausgefallene Messanordnung zu ersetzen. Das gleiche gilt für den Fall, dass die Messanordnung eine analoge Messwerterfassung aufweist.
Zur Überwachung ist es möglich, den Messwert einer nicht angetriebenen Achse mit dem schlupfbehafteten Messwert einer angetriebenen Achse zu vergleichen. Ist die Messanordnung defekt, die den Messwert der nicht angetriebenen Achse liefert, wird der Unterschied zwischen den beiden Messwerten während des Anfahrvorganges des Schienenfahrzeugs größer und überschreitet im Verlauf des Anfahrvorganges einen vorgegebenen Grenzwert. Durch Erreichen oder Überschreiten des Grenzwertes kann festgestellt werden, dass der Messwert der nicht angetriebenen Achse fehlerhaft ist. Der Messwert wird dann im Folgenden nicht mehr als Referenz verwendet.
Wie bereits erwähnt, sind die Messwerte von angetriebenen Achsen jedoch häufig das Resultat einer schlupfbehafteten Drehbewegung des Rades. Unter ungünstigen Bedingungen kann es daher vorkommen, dass das angetriebene Rad bereits eine verhältnismäßig schnelle Drehbewegung ausführt, obwohl das Schienenfahrzeug noch nicht angefahren ist oder noch eine sehr geringe Geschwindigkeit aufweist. Wenn ein Schlupfregler den maximalen Schlupf zwischen Rad und Fahrschiene auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt, muss der vorgegebene Grenzwert für die Erkennung des Fehlers bei der Messung der Drehbewegung der nicht angetriebenen Achse auf einen entsprechend hohen Wert gesetzt werden. Z. B. kann der maximale Schlupf einer Geschwindigkeit von 12 km/h entsprechen und wird daher ein Fehler der Messanordnung, die die Geschwindigkeit eines nicht angetriebenen Rades misst, erst bei einer Fahrgeschwindigkeit von 12 km/h erkannt, wenn kein Schlupf auftritt. Wenn die fehlerhaft arbeitende Messanordnung einen zu geringen Messwert erzeugt, kann der Fehler erst bei noch höheren Geschwindigkeiten des Fahrzeugs erkannt werden. Für die Funktion der Antriebssysteme des Schienenfahrzeugs ist aber ein Referenzwert der Fahrgeschwindigkeit wünschenswert, der auch bereits bei geringen Fahrgeschwindigkeiten zuverlässig die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit wiedergibt. Auch für andere Einrichtungen des Schienenfahrzeugs ist ein solcher zuverlässiger Referenzwert von Vorteil.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, eine Überwachungseinrichtung und ein Schienenfahrzeug mit einer Überwachungseinrichtung anzugeben, die bereits bei geringen Fahrgeschwindigkeiten während des Anfahrvorganges einen zuverlässigen Referenzwert der Drehzahl oder der Geschwindigkeit liefern.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird aus den Messwerten verschiedener Messanordnungen eine Messwert-Summe gebildet und festgestellt, ob die Summe gleich einem vorgegebenen Grenzwert ist oder den Grenzwert überschreitet oder ob die Summe den Grenzwert überschreitet. Ist dies der Fall, liegt ein Indiz für einen Fehler zumindest einer der Messanordnungen vor. Liegt noch zumindest ein weiteres, optionales Indiz für den Fehler vor, kann entschieden werden, dass eine der Messanordnungen fehlerhaft arbeitet.
Die Bedingung, dass die Messwert-Summe den vorgegebenen Grenzwert erreicht oder überschreitet, ist insbesondere dann ein vorteilhaftes Indiz, wenn die Messwerte von mehr als zwei Messanordnungen summiert werden. Wird diese Bedingung mit einer anderen Bedingung für das Vorliegen eines Fehlers kombiniert, die bei großen Unterschieden zwischen den einzelnen Messwerten oder zumindest zwischen zwei einzelnen der zu summierenden Messwerte erfüllt ist, müssen einzelne Summanden der Messwert-Summe besonders groß sein, um die Bedingung zu erfüllen, da aufgrund des Unterschiedes zwischen zumindest zwei der Summanden zumindest einer der Summanden vergleichsweise klein ist. Dies erlaubt es, die andere Bedingung so auszugestalten, dass sie bereits bei verhältnismäßig kleinen Unterschieden zwischen zwei Summanden erfüllt ist. Anders ausgedrückt wird im Fall von gleichgroßen Summanden die Unterschiedsbedingung niemals erfüllt, so dass der vorgegebene Grenzwert für die Erfüllung der Summenbedingung auf einen verhältnismäßig kleinen Wert vorgegeben werden kann. Z. B. kann der Grenzwert für die Unterschiedsbedingung im Bereich von einer Geschwindigkeit v1 liegen, die z. B. 3 km/h beträgt, und der Grenzwert für die Summenbedingung bei einem Geschwindigkeitswert v2 liegen, die z. B. 6 km/h beträgt. Dies gilt z. B. für den oben erwähnten Fall, in dem der Schlupfregler einen maximalen Schlupf erlaubt, der einer Geschwindigkeit von 12 km/h entspricht. Es wird bevorzugt, dass der erste Grenzwert kleiner als der zweite Grenzwert ist. In jedem Fall kann aufgrund der Erfindung der zweite Grenzwert unterhalb der Geschwindigkeit liegen, die dem maximalen Schlupf entspricht.
Alternativ oder zusätzlich zu der bereits genannten Unterschiedsbedingung kann geprüft werden, ob zwei oder mehr der zu summierenden Messwerte gleich Null sind. In diesem Fall wäre der Unterschied zwischen diesen beiden Messwerten ebenfalls gleich Null, die beiden Messwerte tragen jedoch auch nicht zum Ergebnis der Summe bei. Erreicht daher der verbliebene Messwert oder die verbliebenen Messwerte, der/die größer als Null ist/sind, den vorgegebenen Grenzwert der Summenbedingung oder erreichen die verbliebenen Messwerte mit ihrer Summe den Grenzwert der Summenbedingung, wird auf Vorliegen eines Fehlers der beiden Messanordnungen erkannt, die die Messwerte liefern, welche gleich Null sind.
Durch Prüfen der Summenbedingung und zusätzlich zumindest einer der beiden genannten optionalen Bedingungen kann daher bei verhältnismäßig geringen Fahrgeschwindigkeiten während des Anfahrvorganges erkannt werden, dass zumindest eine Messanordnung fehlerhaft arbeitet. Insbesondere wenn die fehlerhaft arbeitende Messanordnung ihre Messsignale von einem Messwertgeber bezieht, der nicht die Drehbewegung einer angetriebenen Achse oder eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst, kann diese Messanordnung für die Gewinnung eines Referenzmesswertes unberücksichtigt bleiben. Z. B. wird für den weiteren Betrieb des Schienenfahrzeugs die Information festgehalten, dass die Messanordnung fehlerhaft arbeitet. Ist noch eine weitere Messanordnung vorhanden, die ihre Messsignale von einem Messwertgeber erhält, der nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades misst, kann diese Messwertanordnung für den weiteren Betrieb den Referenzmesswert als Eingangswert für andere Einrichtungen des Schienenfahrzeugs liefern.
Da die fehlerhafte Funktion einer Messanordnung bereits bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten erkannt werden kann, ist es zu Beginn des Anfahrvorganges möglich, alle Messanordnungen, die potentiell den Referenzmesswert liefern, als fehlerfrei einzustufen. Arbeitet eine dieser Messanordnungen tatsächlich nicht fehlerfrei, wird dies frühzeitig erkannt. Es ist daher möglich, bereits ab Beginn des Anfahrvorganges einen Referenzwert von einer dieser Messanordnungen zu erhalten und an andere Einrichtungen des Schienenfahrzeugs zu übermitteln. Sollte der Referenzwert zu klein sein oder gleich Null sein, weil die Messanordnung fehlerhaft arbeitet, ist die Auswirkung auf die Funktion der anderen Einrichtungen gering, denn die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit ist noch niedrig. Auch sind geringe Abweichungen des Referenzwertes zu kleineren Werten während des Anfahrvorganges nicht ungewöhnlich, insbesondere weil die Messwerterfassung und -auswertung mit zeitlicher Verzögerung beginnen kann und ausgeführt werden kann.
Alternativ zu der oben genannten Summenbedingung kann der Grenzwert, bei dessen Überschreiten oder Erreichen ein einzelner Messwert auf das Vorliegen eines Fehlers einer anderen Messeinrichtung hindeuten, abhängig davon festgelegt werden, in welchem Verhältnis mehrere Messwerte verschiedener Messanordnungen stehen. Sind die Verhältnisse der verschiedenen Messwerte untereinander (z. B. wenn der Quotient zwischen zwei Messwerten betrachtet wird) derart, dass große Unterschiede bestehen (z. B. der Quotient deutlich von 1 abweicht), wird der Grenzwert größer gewählt. Ist z. B. einer der Messwerte gleich Null und sind die anderen Messwerte größer als Null, kann der Grenzwert auf den halben Wert gesetzt werden, der verwendet würde, wenn zwei der Messwerte Null sind und nur einer der Messwerte größer als Null ist. Dieses Beispiel gilt für den Fall von drei Messwerten, wobei zwei davon insbesondere Messwerte aus Messsignalen von Messwertgebern sind, die nicht die Drehbewegung von angetriebenen Rädern messen. Sind dagegen alle drei Messwerte größer als Null, kann ein Grenzwert verwendet werden, der gleich einem Drittel des Grenzwertes ist, der verwendet würde, wenn zwei der Messwerte Null sind und einer der Messwerte größer als Null ist. Mit der Summenbedingung wird jedoch die gleiche Funktionsweise erzielt. Ist z. B. einer der drei zu summierenden Messwerte Null, müssen die beiden z. B. gleich großen anderen Messwerte jeweils die Hälfte des Summen-Grenzwertes erreichen, damit die Summenbedingung erfüllt ist.
Wenn im Folgenden daher von der Erfüllung der Summenbedingung (auch zweite Bedingung genannt) die Rede ist, dann ist darunter auch die zuvor geschilderte adaptive Anpassung des Grenzwertes zu verstehen.
Insbesondere wird Folgendes vorgeschlagen: ein Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber und einer Auswertungseinrichtung, die aus Messsignalen des Messwertgebers Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs erzeugt, insbesondere Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern und/oder mit analogen Drehgebern, wobei beim Anfahren des Schienenfahrzeugs aus dem Stillstand

– ein erster Messwert von einer ersten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der erste Messwert nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs ermittelt wird,
– ein zweiter Messwert von einer zweiten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der zweite Messwert ebenfalls nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs ermittelt wird,
– die Erfüllung einer ersten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob sich der erste Messwert und der zweite Messwert um mehr als einen vorgegebenen ersten Grenzwert voneinander unterscheiden, oder ob der Unterschied zumindest so groß ist wie der erste Grenzwert,
– ein dritter Messwert von zumindest einer dritten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der dritte Messwert aus Messsignalen zumindest eines dritten Messwertgebers ermittelt wird, der die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe berechnet wird,
– die Erfüllung einer zweiten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert überschreitet, und
– entschieden wird, dass die diejenige der ersten und zweiten Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, die den größeren Messwert ermittelt hat, wenn die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.

Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen: ein Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber und einer Auswertungseinrichtung, die aus Messsignalen des Messwertgebers Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs erzeugt, insbesondere Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern und/oder mit analogen Drehgebern, wobei beim Anfahren des Schienenfahrzeugs aus dem Stillstand

– ein erster Messwert von einer ersten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der erste Messwert nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs ermittelt wird,
– ein zweiter Messwert von einer zweiten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der zweite Messwert ebenfalls nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs ermittelt wird,
– die Erfüllung einer dritten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert gleich null sind,
– ein dritter Messwert von zumindest einer dritten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der dritte Messwert aus Messsignalen zumindest eines dritten Messwertgebers ermittelt wird, der die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe berechnet wird,
– die Erfüllung einer zweiten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert überschreitet, und
– entschieden wird, dass sowohl die erste als auch die zweite Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, wenn die dritte Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.

Ferner wird eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber und einer Auswertungseinrichtung vorgeschlagen, die aus Messsignalen des Messwertgebers Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs erzeugt, insbesondere zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern und/oder mit analogen Drehgebern, wobei die Einrichtung aufweist:

– eine erste Messanordnung, die mit einem ersten Messwertgeber verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem ersten Messwertgeber erzeugten Messsignalen einen ersten Messwert zu ermitteln, wobei der erste Messwertgeber nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– eine zweite Messanordnung, die mit einem zweiten Messwertgeber verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem zweiten Messwertgeber erzeugten Messsignalen einen zweiten Messwert zu ermitteln, wobei der zweite Messwertgeber nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– eine erste Bedingungs-Ermittlungseinrichtung, die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer ersten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob sich der erste Messwert und der zweite Messwert um mehr als einen vorgegebenen ersten Grenzwert voneinander unterscheiden, oder ob der Unterschied zumindest so groß ist wie der erste Grenzwert,
– eine dritte Messanordnung, die mit zumindest einem dritten Messwertgeber verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem dritten Messwertgeber erzeugten Messsignalen einen dritten Messwert zu ermitteln, wobei der dritte Messwertgeber die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– eine Summierungseinrichtung, die ausgestaltet ist, zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe zu berechnen,
– eine zweite Bedingungs-Ermittlungseinrichtung, die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer zweiten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert überschreitet, und
– eine Entscheidungseinrichtung, die ausgestaltet zu entscheiden, dass sowohl die erste als auch die zweite Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, wenn die dritte Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.

Auch wird eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber und einer Auswertungseinrichtung vorgeschlagen, die aus Messsignalen des Messwertgebers Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs erzeugt, insbesondere zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern und/oder mit analogen Drehgebern, wobei die Einrichtung aufweist:

– eine erste Messanordnung, die mit einem ersten Messwertgeber verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem ersten Messwertgeber erzeugten Messsignalen einen ersten Messwert zu ermitteln, wobei der erste Messwertgeber nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– eine zweite Messanordnung, die mit einem zweiten Messwertgeber verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem zweiten Messwertgeber erzeugten Messsignalen einen zweiten Messwert zu ermitteln, wobei der zweite Messwertgeber nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– eine dritte Bedingungs-Ermittlungseinrichtung, die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer dritten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert gleich null sind,
– eine dritte Messanordnung, die mit zumindest einem dritten Messwertgeber verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem dritten Messwertgeber erzeugten Messsignalen einen dritten Messwert zu ermitteln, wobei der dritte Messwertgeber die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst,
– eine Summierungseinrichtung, die ausgestaltet ist, zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe zu berechnen,
– eine zweite Bedingungs-Ermittlungseinrichtung, die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer zweiten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert überschreitet, und
– eine Entscheidungseinrichtung, die ausgestaltet zu entscheiden, dass sowohl die erste als auch die zweite Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, wenn die dritte Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.

Bei dem ersten Messwert und/oder bei dem zweiten Messwert kann es sich insbesondere um einen Messwert handeln, der durch Messen der Drehbewegung eines nicht angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs ermittelt wird.
Bei der Ausführung des Überwachungsverfahrens können sowohl die erste Bedingung als auch die dritte Bedingung geprüft werden. Insbesondere wenn die erste Bedingung nicht erfüllt ist und daher der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Messwert nicht den ersten Grenzwert erreicht oder überschreitet, kann geprüft werden, ob die dritte Bedingung erfüllt ist. Es kann auch umgekehrt zuerst geprüft werden, ob die dritte Bedingung erfüllt ist. Wenn zusätzlich zu der ersten oder dritten Bedingung auch die zweite Bedingung (die Summenbedingung) erfüllt ist, wird entschieden, dass zumindest eine der ersten und zweiten Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt. Ist die erste Bedingung erfüllt, wird entschieden, dass diejenige der ersten und zweiten Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, die den kleineren Messwert ermittelt hat. Wenn die dritte Bedingung erfüllt ist, wird entschieden, dass sowohl die erste als auch die zweite Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt.
Entsprechend kann die Überwachungseinrichtung ausgestaltet sein. Es ist unerheblich, welche Bedingung zuerst geprüft wird. Die Prüfung kann gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge nacheinander stattfinden.
Ferner können mehr als drei Messwerte vorhanden sein, z. B. drei Messwerte, die nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades ermittelt werden oder wurden, und zumindest ein Wert, der aus Messsignalen zumindest eines Messwertgebers ermittelt wird oder wurde, der die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs misst. In diesem Fall wird die erste Bedingung in Bezug auf zumindest zwei der Messwerte geprüft, die nicht einem angetriebenen Rad oder Achse zugeordnet sind. Optional wird die erste Bedingung jedoch zusätzlich auch in Bezug auf ein anderes Paar von Messwerten geprüft, die nicht angetriebenen Rädern/Achsen des Fahrzeugs zugeordnet sind. Bei der Bildung der Summe zur Prüfung der Summenbedingung werden dann alle Messwerte, die nicht einem angetriebenen Rad/Achse des Schienenfahrzeugs zugeordnet sind, sowie alle Messwerte, die einem angetriebenen Rad/Achse des Schienenfahrzeugs zugeordnet sind, summiert und die Summe wird in Bezug auf die Summenbedingung geprüft. Bei den Messwerten, die jeweils nicht einem angetriebenen Rad/Achse des Schienenfahrzeugs entsprechen, werden vorzugsweise allerdings nur diejenigen in der Summenbedingung berücksichtigt, d. h. im Rahmen der Bildung der Messwert-Summe addiert, für die die erste Bedingung geprüft wurde.
Bei allen Messwerten handelt es sich vorzugsweise um solche Messwerte, die aus messprinzipbedingten Gründen nicht größer als der wahre Wert (z. B. die Drehzahl oder Geschwindigkeit) sind.
Der dritte Messwert ist insbesondere ein Durchschnittswert, der aus Messsignalen mehrerer Messwertgeber ermittelt wird, die jeweils die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs messen. Auf diese Weise können die Auswirkungen eines nur an einem der Räder auftretenden Schlupfes auf den Messwert verringert werden. Entsprechendes gilt für den Fall, dass der Schlupf an einem der Räder deutlich größer ist als an den anderen angetriebenen Rädern.
Entsprechend kann die dritte Messanordnung der Überwachungseinrichtung ausgestaltet sein, aus den Messsignalen von mehreren Messwertgebern, zu denen der dritte Messwertgeber gehört und die jeweils die Drehbewegung eines angetriebenen Rades messen, einen Durchschnittswert zu ermitteln, der der dritte Messwert ist.
Wie bereits oben erwähnt, kann zu Beginn des Anfahrvorganges des Schienenfahrzeuges davon ausgegangen werden, dass alle Messanordnungen mit Messwertgebern, die die Drehzahl eines nicht angetriebenen Rades messen, korrekt funktionsfähig sind. Im Laufe des Anfahrvorganges wird ein Messwertgeber, für den entschieden wird, dass er zu fehlerhaften Messwerten führt, als nicht korrekt funktionsfähig eingestuft.
Ferner gehört zum Umfang der Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einer Überwachungseinrichtung in einer der Ausgestaltungen, die hier beschrieben sind.
Ausführungsbeispiele werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
1 schematisch ein Schienenfahrzeug mit drei Wagen, wobei Räder der Wagen oder Achsen der Wagen mit Drehzahl-Messwertgebern kombiniert sind,
2 einen Teil einer Überwachungseinrichtung, die prüft, ob Messwerte der Messwertgeber vorgegebene Bedingungen erfüllen, und die bei Erfüllung der Bedingungen einen Fehler zumindest einer Messanordnung feststellt, und
3 einen Teil einer Überwachungseinrichtung ähnlich dem Teil in 2, wobei die Teile gemäß 2 und 3 durch eine einzige Überwachungseinrichtung oder in verschiedenen Überwachungseinrichtungen realisiert werden können.
Das in 1 schematisch dargestellte Schienenfahrzeug weist drei Wagen ET1, EM1, ET2 auf. Dabei ist der Wagen EM1 zwischen die beiden Wagen ET1, ET2 gekoppelt und ist nicht angetrieben, d. h. das Schienenfahrzeug weist keinen Fahrmotor auf, der eines der Räder oder eine der Achsen des Wagens EM1 antreibt. Dagegen sind jeweils vier Achsen der Wagen ET1, ET2 angetrieben.
Jeweils zwei benachbarte Achsen der Wagen ET1, EM1, ET2 sind Teil eines gemeinsamen Drehgestells. Die Drehgestelle des Wagens ET1 sind mit den Bezugszeichen TG1, TG2 bezeichnet, die Drehgestelle des Wagens EM1 mit den Bezugszeichen LG1, LG2 und die Drehgestelle des Wagens ET2 mit den Bezugszeichen TG3, TG4.
Die Achsen oder zumindest eines der Räder jeder Achse der angetriebenen Wagen ET1, ET2 sind mit einem Drehzahl-Messwertgeber A, B, C, D, E, F, G, H kombiniert. Der Messwertgeber ist vorzugsweise ein Inkrementalmesswertgeber, z. B. ein magnetoresistiver Sensor, der abhängig von Zähnen eines Zahnrades, das bei der Drehbewegung des Rades oder der Achse an ihm vorbeibewegt wird, jeweils dann einen Impuls erzeugt, wenn ein Zahn des Zahnrades oder eine Lücke zwischen zwei Zähnen des Zahnrades an ihm vorbeibewegt wird. Messprinzipbedingt erzeugt ein solcher Messwertgeber entweder das korrekte Messsignal, nämlich die den Zähnen oder Lücken zwischen den Zähnen entsprechende Folge von Impulsen, erzeugt zu wenige Impulse, weil einzelne Zähne oder Lücken nicht erkannt werden, oder erzeugt gar kein Signal, weil der Messwertgeber oder seine Signalleitung defekt sind oder nicht kontaktiert sind. Ein weiterer Messwertgeber ist mit der Achse oder einem Rad der Achse des Drehgestells LG1 kombiniert, die/das dem Wagen ET1 am nächsten liegt. Dieser Messwertgeber ist mit dem Bezugszeichen a bezeichnet. Noch ein weiterer Messwertgeber b ist mit der Achse oder einem Rad der Achse kombiniert, das/die dem Wagen ET2 am nächsten liegt und Teil des Drehgestells LG2 ist. Bei den Messwertgebern a, b handelt es sich vorzugsweise wiederum um Inkrementalmesswertgeber. In jedem Fall erzeugen die Messwertgeber a, b, soweit sie funktionsfähig sind, Signale, die nicht den Schlupf zwischen Rädern des Schienenfahrzeugs 1 und der Fahrschiene enthalten, sondern Messsignale, aus denen sich die wahre Drehzahl oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 ermitteln lässt. Insbesondere sind die Achsen des Wagens EM1, an denen sich die Messwertgebern a, b befinden, auch nicht gebremst. Generell, nicht nur bei diesem Ausführungsbeispiel, können sich mehrere Messwertgeber auch an derselben Achse und/oder an demselben Rad befinden, und sollten daher denselben Messwert liefern.
Beim Anfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand werden die Bremsen gelöst, damit die Räder auf den Fahrschienen abrollen können. Unmittelbar danach oder gleichzeitig wird an den angetriebenen Achsen ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Je nach den Betriebsbedingungen (ansteigende Fahrstrecke, Kurvenfahrt, Nässe oder Eis auf den Schienen) tritt zunächst ein Schlupf zwischen den angetriebenen Rädern und der Fahrschiene auf, bevor sich der Kontakt zwischen den Rädern und der Fahrschiene verbessert und das Fahrzeug ohne oder mit geringerem Schlupf beschleunigt werden kann. Dagegen tritt, wie erwähnt, zwischen den Rädern der Drehgestelle LG1, LG2 und den Fahrschienen mit sehr großer Wahrscheinlichkeit kein Schlupf auf. Die Messsignale der Messwertgeber A–H sind daher potenziell schlupfbehaftet, während die Messsignale der Messwertgeber a, b nicht schlupfbehaftet sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Messsignale von jedem Messwertgeber separat zu einer zugeordneten Auswertungseinrichtung, z. B. ein Datenprozessor, übertragen, wobei die Auswertungseinrichtung aus den Messsignalen kontinuierlich oder insbesondere in regelmäßigen Abständen wiederholt einen Messwert ermittelt. Bei Inkrementalmesswertgebern bildet die Auswertungseinrichtung z. B. jeweils den Summenwert oder Mittelwert der über einen Zeitraum vorgegebener Länge empfangenen Impulse des Messwertgebers. Der Summenwert oder Mittelwert ist der Drehzahl oder Geschwindigkeit der Achse oder des Rades äquivalent. Diese äquivalente Drehzahl oder Geschwindigkeit wird von der Auswertungseinrichtung ausgegeben.
In dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die Messwertgeber durch Kreise an den Stellen dargestellt, wo sich die Räder oder Achsen befinden, und sind diese Kreise über eine Linie mit einer Einrichtung 3 in dem Wagen ET1 oder mit einer Einrichtung 5 in dem Wagen ET2 verbunden, wobei die Linien die Messsignalleitungen darstellen. Alternativ können die einzelnen Auswertungseinrichtungen sich unmittelbar an den Messwertgebern befinden, so dass die Linien zwischen den Kreisen und den Einrichtungen 3, 5 Leitungen darstellen, über die Messwerte übertragen werden. Wenn es sich bei den Leitungen jedoch um Messsignalleitungen handelt, befinden sich die Auswertungseinrichtungen innerhalb der Einrichtungen 3, 5. Es ist auch möglich, dass dieselbe Auswertungseinrichtung (z. B. ein Parallelprozessor) parallel oder durch Multi-Tasking die Messsignale mehrerer Messwertgeber zu Messwerten verarbeitet. Die Messwerte werden in jedem Fall einer Überwachungseinrichtung zugeführt, die sich in der Einrichtung 3 oder der Einrichtung 5 oder in beiden Einrichtungen befindet.
Vorzugsweise existiert, anders als in 1 dargestellt, in jedem Fall eine übergeordnete Einrichtung, die mit den Auswertungseinrichtungen und mit den Überwachungseinrichtungen verbunden ist und die steuert, welcher der Messwerte den Referenz-Messwert der Drehzahl oder Geschwindigkeit für weitere Einrichtungen des Schienenfahrzeugs bildet. Der Referenz-Messwert wird an diese Einrichtungen als deren Eingangswert weitergeleitet. Solange einer der Messwertgeber, die nicht die Drehbewegung einer angetriebenen Achse oder eines angetriebenen Rades messen, korrekt funktionsfähig ist (weil der entsprechende Messwert keinen Anhaltspunkt für eine fehlerhafte Funktion enthält), wird z. B. der Messwert aus den Messsignalen des Messwertgebers a oder b als Referenz-Messwert zu den weiteren Einrichtungen übermittelt. Stellt die Überwachungseinrichtung fest, dass dieser Messwertgeber, der den Referenz-Messwert liefert, nicht korrekt funktionsfähig ist, wird der andere Messwertgeber, der nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades oder Achse misst, als Quelle für den Referenz-Messwert ausgewählt. Sind alle Messwertgeber, die nicht die Drehbewegung einer angetriebenen Achse oder eines angetriebenen Rades messen, nicht korrekt funktionsfähig, kann vorzugsweise der Mittelwert von mehreren Messwertgebern, die die Drehbewegung eines angetriebenen Rades oder einer angetriebenen Achse messen, als Referenz-Messwert verwendet werden. In dem Ausführungsbeispiel von 1 ist dies beispielsweise der Mittelwert der Messwertgeber A–D oder der Messwertgeber E–H. Es könnte auch der Mittelwert der Messwertgeber C, D oder E, F für den Referenz-Messwert verwendet werden.
Aus verschiedenen Gründen kann der von den Messwertgebern A–H sowie a, b gemessene Messwert (d. h. bereits die Messsignale oder der daraus ermittelte Messwert der Auswertungseinrichtung) von der tatsächlichen Geschwindigkeit oder dem tatsächlichen Drehzahlwert abweichen. Für die Messwertgeber der angetriebenen Räder/Achse wurde bereits der Schlupf als Ursache dafür genannt. Zusätzlich kann insbesondere beim Anfahren aus dem Stillstand eine Verzögerung bei der Ermittlung des Messwerts Ursache für die Abweichung sein. Insbesondere bei Inkrementalmesswertgebern werden zunächst einige Impulse benötigt, bevor ein sinnvoller Messwert ermittelt werden kann. Ferner benötigen die Auswertungseinrichtungen eine Zeitspanne für die Berechnung des Messwertes. Insbesondere wenn die Ergebnisse der Auswertungseinrichtungen zyklisch nacheinander ausgelesen werden und/oder wenn eine Auswertungseinrichtung die Messsignale mehrerer Messwertgeber zu Messwerten verarbeitet, sind die der Überwachungseinrichtung vorliegenden Messwerte der verschiedenen Messwertgeber nicht alle aktuell oder entsprechen teilweise einem zurückliegenden Zeitpunkt. In der Praxis kann die Unsicherheit in dem Messwert, ohne dabei die Fehlerursache Schlupf zwischen Rädern und Fahrschienen zu betrachten, bis zu 3 km/h betragen. D. h. wenn die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs bereits 3 km/h beträgt, beträgt der zugehörige Messwert eines Messwertgebers möglicherweise noch 0 km/h. Aus diesem Grund können die vorgegebenen Grenzwerte für die oben bereits genannten Bedingungen nicht so klein gewählt werden, dass Abweichungen zwischen den Messwerten, die kleiner als die maximal mögliche Unsicherheit sind, als Indiz für das Vorliegen einer fehlerhaften Funktion interpretiert werden. Auch der Summengrenzwert kann nicht kleiner als die maximale Unsicherheit gewählt werden, einschließlich der Unsicherheitsursache Schlupf zwischen Rad und Fahrschiene.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun ein bevorzugtes Detail einer Überwachungseinrichtung beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere für die Erkennung eines Messwertfehlers geeignet, wenn lediglich einer von zwei Messwertgebern, die nicht einer angetriebenen Achse oder einem angetriebenen Rad zugeordnet sind, zu fehlerhaften Ergebnissen in dem daraus ermittelten Messwert führt, der andere derartige Messwertgeber aber zu korrekten Messwertergebnissen führt.
Im Ausführungsbeispiel werden die Messsignale der Messwertgeber a, b aus 1 sowie des Messwertgebers A aus 1 betrachtet und verwendet. Anstelle des Messsignals des Messwertgebers A kann auch der Mittelwert aus den Messwertgebern A, B oder den Messwertgebern A–D verwendet werden. Die Überwachungseinrichtung befindet sich z. B. in der Einrichtung 3 gemäß 1 in dem Wagen ET1. Dabei kann die Funktionsweise einer entsprechenden Überwachungseinrichtung in dem Wagen ET2, Einrichtung 5, genauso funktionieren. In diesem Fall wird anstelle des Signals des Messwertgebers A z. B. das Signal des Messwertgebers H oder der Mittelwert der Messwertgeber G, H oder der Mittelwert der Messwertgeber E–H verwendet. Entsprechendes gilt für das Ausführungsbeispiel, das noch anhand von 3 beschrieben wird.
Wie in 2 dargestellt, werden die aus den Messsignalen der Messwertgeber a, b ermittelten Messwerte einer Vergleichseinrichtung 14 zugeführt, der ebenfalls ein erster vorgegebener Grenzwert Y zugeführt wird. Die Vergleichseinrichtung 14 ermittelt, ob der Unterschied zwischen den Messwerten größer als der Grenzwert Y ist oder (alternativ) ob der Unterschied zwischen dem Messwert größer oder gleich dem vorgegebenen Grenzwert Y ist. Ist diese Bedingung erfüllt, wird ein entsprechendes Signal an die Entscheidungseinrichtung 16 ausgegeben.
Außerdem werden die Messwerte aus den Messwertgebern a, b sowie der Messwert aus dem Messwertgeber A einer Summierungseinrichtung 15 zugeführt, die die drei Messwerte summiert und prüft, ob die Summe einen zweiten vorgegebenen Grenzwert Z überschreitet oder (alternativ) ob die Summe den zweiten vorgegebenen Grenzwert Z erreicht oder überschreitet. Ist diese zweite Bedingung erfüllt, gibt die Einrichtung 15 ein entsprechendes Signal an die Entscheidungseinrichtung 16 auf. Sind beide Bedingungen erfüllt, entscheidet die Entscheidungseinrichtung 16, dass einer der Messwertgeber a, b oder zumindest der daraus ermittelte Messwert fehlerhaft ist.
Optional kann die Vergleichseinrichtung 14 auch die Information an die Entscheidungseinrichtung 16 ausgeben, welcher der Messwerte größer oder welcher der Messwerte kleiner ist. Wenn z. B. der Messwert kleiner ist, der aus den Messsignalen des Messwertgebers b ermittelt wird, entscheidet die Entscheidungseinrichtung 16, dass dieser Messwertgeber zu fehlerhaften Messwerten führt. Die Information darüber, dass oder welcher Messwertgeber zu fehlerhaften Messwerten führt, wird von der Entscheidungseinrichtung 16 ausgegeben, insbesondere an die oben erwähnte Steuereinrichtung, die steuert, auf welche Weise der Referenz-Messwert ermittelt wird bzw. welcher Messwert als Referenz-Messwert an weitere Einrichtungen des Fahrzeugs weitergeleitet wird.
3 zeigt eine Variante der in 2 dargestellten Überwachungsanordnung. Anstelle der Vergleichseinrichtung 14 ist eine Ermittlungseinrichtung 24 vorgesehen. Die Entscheidungseinrichtung ist in 3 mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet, die Summierungseinrichtung mit dem Bezugszeichen 25. Weitere Unterschiede bestehen zwischen 2 und 3 nicht. Auch die Funktionsweise ist mit Ausnahme der Funktion der Ermittlungseinrichtung 24 die gleiche wie bei 2.
Die Entscheidungseinrichtung 24 empfängt die Messwerte aus den Messsignalen der Messwertgeber a, b und ermittelt, ob beide Messwerte gleich Null sind. Ist dies der Fall oder solange dies der Fall ist, gibt die Ermittlungseinrichtung 24 ein entsprechendes Signal an die Entscheidungseinrichtung 26 aus. Die Entscheidungseinrichtung 26 entscheidet, dass beide Messwerte fehlerhaft sind, wenn sie das Signal von der Ermittlungseinrichtung 24 empfängt und zusätzlich das Signal von der Summierungseinrichtung 25 empfängt, dass die Summe den vorgegebenen Summengrenzwert überschreitet oder (alternativ) größer oder gleich dem Summengrenzwert ist.
Wie bereits erwähnt, können die Funktionen der Vergleichseinrichtung 14 gemäß 2 und der Ermittlungseinrichtung 24 gemäß 3 von derselben Überwachungseinrichtung übernommen werden. Z. B. wird durch einen Rechner, der ein entsprechendes Computerprogramm ausführt, wiederholt geprüft, ob beide Messwerte gleich Null sind und z. B. nur dann der Unterschied zwischen den Messwerten ermittelt, wenn zumindest einer der Messwerte ungleich Null ist. Gemäß dem Computerprogramm kann jeweils bei Erfüllung der Bedingung (der ersten Bedingung oder der dritten Bedingung, siehe oben) das entsprechende Signal an die Entscheidungseinrichtung ausgegeben werden.
Alternativ zu der Möglichkeit, dass die Vergleichseinrichtung 14, die Entscheidungseinrichtung 24, die Summierungseinrichtung 15 oder die Summierungseinrichtung 25 ein Signal ausgibt, wenn die jeweilige Bedingung erfüllt ist oder solange die jeweilige Bedingung erfüllt ist, kann die Übertragung dieser Information zu der Entscheidungseinrichtung anders realisiert werden. Z. B. im Rahmen eines Computerprogramms kann die jeweilige Einrichtung einen Datenwert in einen vorgegebenen Speicherplatz eines Computers schreiben, der jeweils entweder dem Zustand entspricht, dass die Bedingung erfüllt ist oder dass die Bedingung nicht erfüllt ist. Die Entscheidungseinrichtung kann laufend oder wiederholt die entsprechenden Werte aus den Speicherplätzen auslesen und abhängig davon entscheiden, ob ein Fehler vorliegt.

Claims

Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber (A–H, a, b) und einer Auswertungseinrichtung (3, 5), die aus Messsignalen des Messwertgebers (A–H, a, b) Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs (1) und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs (1) erzeugt, insbesondere Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern, wobei beim Anfahren des Schienenfahrzeugs (1) aus dem Stillstand – ein erster Messwert von einer ersten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der erste Messwert nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) ermittelt wird, – ein zweiter Messwert von einer zweiten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der zweite Messwert ebenfalls nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) ermittelt wird, – die Erfüllung einer ersten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob sich der erste Messwert und der zweite Messwert um mehr als einen vorgegebenen ersten Grenzwert (Y) voneinander unterscheiden, oder ob der Unterschied zumindest so groß ist wie der erste Grenzwert (Y), – ein dritter Messwert von zumindest einer dritten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der dritte Messwert aus Messsignalen zumindest eines dritten Messwertgebers (A–H) ermittelt wird, der die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe berechnet wird, – die Erfüllung einer zweiten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert (Z) oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert (Z) überschreitet, und – entschieden wird, dass die diejenige der ersten und zweiten Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, die den größeren Messwert ermittelt hat, wenn die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.
Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber (A–H, a, b) und einer Auswertungseinrichtung, die aus Messsignalen des Messwertgebers (A–H, a, b) Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs (1) und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs (1) erzeugt, insbesondere Verfahren zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern, wobei beim Anfahren des Schienenfahrzeugs (1) aus dem Stillstand – ein erster Messwert von einer ersten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der erste Messwert nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) ermittelt wird, – ein zweiter Messwert von einer zweiten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der zweite Messwert ebenfalls nicht durch Messen der Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) ermittelt wird, – die Erfüllung einer dritten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert gleich null sind, – ein dritter Messwert von zumindest einer dritten der Messanordnungen ermittelt wird, wobei der dritte Messwert aus Messsignalen zumindest eines dritten Messwertgebers (A–H) ermittelt wird, der die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe berechnet wird, – die Erfüllung einer zweiten Bedingung ermittelt wird, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert (Z) oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert (Z) überschreitet, und – entschieden wird, dass sowohl die erste als auch die zweite Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, wenn die dritte Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der dritte Messwert ein Durchschnittswert ist, der aus Messsignalen mehrerer Messwertgeber (A–D; E–H) ermittelt wird, die jeweils die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) messen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zu Beginn des Anfahrvorganges des Schienenfahrzeugs (1) alle Messanordnungen mit Messwertgebern, die die Drehzahl eines nicht angetriebenen Rades messen, als korrekt funktionsfähig eingestuft werden und wobei im Laufe des Anfahrvorganges ein Messwertgeber (a, b), für den entschieden wird, dass er zu fehlerhaften Messwerten führt, als nicht korrekt funktionsfähig eingestuft wird.
Überwachungseinrichtung zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber (A–H, a, b) und einer Auswertungseinrichtung (3, 5), die aus Messsignalen des Messwertgebers (A–H, a, b) Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs (1) und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs (1) erzeugt, insbesondere zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern, wobei die Überwachungseinrichtung aufweist: – eine erste Messanordnung, die mit einem ersten Messwertgeber (a) verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem ersten Messwertgeber (a) erzeugten Messsignalen einen ersten Messwert zu ermitteln, wobei der erste Messwertgeber (a) nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – eine zweite Messanordnung, die mit einem zweiten Messwertgeber (b) verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem zweiten Messwertgeber (b) erzeugten Messsignalen einen zweiten Messwert zu ermitteln, wobei der zweite Messwertgeber (b) nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – eine erste Bedingungs-Ermittlungseinrichtung (14), die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer ersten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob sich der erste Messwert und der zweite Messwert um mehr als einen vorgegebenen ersten Grenzwert (Y) voneinander unterscheiden, oder ob der Unterschied zumindest so groß ist wie der erste Grenzwert (Y), – eine dritte Messanordnung, die mit zumindest einem dritten Messwertgeber (A–H) verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem dritten Messwertgeber (A–H) erzeugten Messsignalen einen dritten Messwert zu ermitteln, wobei der dritte Messwertgeber die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – eine Summierungseinrichtung (15), die ausgestaltet ist, zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe zu berechnen, – eine zweite Bedingungs-Ermittlungseinrichtung (15), die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer zweiten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert (Z) oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert (Z) überschreitet, und – eine Entscheidungseinrichtung (16), die ausgestaltet zu entscheiden, dass sowohl die erste als auch die zweite Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, wenn die dritte Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.
Überwachungseinrichtung zum Überwachen von Messanordnungen mit jeweils zumindest einem Messwertgeber (A–H, a, b) und einer Auswertungseinrichtung (3, 5), die aus Messsignalen des Messwertgebers (A–H, a, b) Messwerte erzeugt, nämlich Drehzahlwerte von Rädern eines Schienenfahrzeugs (1) und/oder Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeugs (1) erzeugt, insbesondere zum Überwachen von Messanordnungen mit Inkrementaldrehgebern, wobei die Einrichtung aufweist: – eine erste Messanordnung, die mit einem ersten Messwertgeber (a) verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem ersten Messwertgeber (a) erzeugten Messsignalen einen ersten Messwert zu ermitteln, wobei der erste Messwertgeber (a) nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – eine zweite Messanordnung, die mit einem zweiten Messwertgeber (b) verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem zweiten Messwertgeber (b) erzeugten Messsignalen einen zweiten Messwert zu ermitteln, wobei der zweite Messwertgeber (b) nicht die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – eine dritte Bedingungs-Ermittlungseinrichtung (24), die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer dritten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob sowohl der erste Messwert als auch der zweite Messwert gleich null sind, – eine dritte Messanordnung, die mit zumindest einem dritten Messwertgeber (A–H) verbunden oder verbindbar ist und die ausgestaltet ist, aus von dem dritten Messwertgeber (A–H) erzeugten Messsignalen einen dritten Messwert zu ermitteln, wobei der dritte Messwertgeber (A–H) die Drehbewegung eines angetriebenen Rades des Schienenfahrzeugs (1) misst, – eine Summierungseinrichtung (25), die ausgestaltet ist, zumindest aus dem dritten Messwert und dem ersten und/oder zweiten Messwert eine Messwert-Summe zu berechnen, – eine zweite Bedingungs-Ermittlungseinrichtung (25), die ausgestaltet ist, die Erfüllung einer zweiten Bedingung zu ermitteln, nämlich ob die Messwert-Summe zumindest gleich groß ist wie ein vorgegebener zweiter Grenzwert (Z) oder ob die Messwert-Summe den vorgegebenen zweiten Grenzwert (Z) überschreitet, und – eine Entscheidungseinrichtung (26), die ausgestaltet zu entscheiden, dass sowohl die erste als auch die zweite Messanordnung zu fehlerhaften Messwerten führt, wenn die dritte Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind.
Überwachungseinrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Messanordnung ausgestaltet ist, aus den Messsignalen von mehreren Messwertgebern (A–D; E–H), zu denen der dritte Messwertgeber (A–H) gehört und die jeweils die Drehbewegung eines angetriebenen Rades messen, einen Durchschnittswert zu ermitteln, der der dritte Messwert ist.
Schienenfahrzeug, wobei das Schienenfahrzeug (1) eine Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 aufweist und die Messwertgeber (A–H, a, b) aufweist, die mit der Überwachungseinrichtung verbunden sind, sodass beim Betrieb Messsignale der Messwertgeber (A–H, a, b) zu der Überwachungseinrichtung übertragen werden, wobei der dritte Messwertgeber (A–H) derart mit einem angetriebenen Rad des Schienenfahrzeugs (1) gekoppelt ist, dass er die Drehbewegung des angetriebenen Rades misst.