DE102011113120A1 - Bremssteuereinrichtung für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs, Bremsanlage, Schienenfahrzeug sowie Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremssteuereinreinrichtung (25) für eine Bremsanlage (10) eines Schienenfahrzeugs (100), wobei die Bremssteuereinrichtung (24, 25) dazu ausgebildet ist, eine Schlupfvorgabe zu bestimmen und die Bremsanlage (10) derart für eine Bremsung anzusteuern, dass der Bremsanlage (24, 25) zugeordnete Räder (12, 13) des Schienenfahrzeugs in einen Schlupf geregelt sind, welcher der Schlupfvorgabe entspricht. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Bremsanlage, ein Schienenfahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremssteuereinrichtung für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs, eine Bremsanlage mit einer derartigen Bremssteuereinrichtung, ein Schienenfahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs.
• Bei modernen Schienenfahrzeugen werden zunehmend elektronische Steuereinrichtungen zur Steuerung einer Bremsung verwendet. Durch eine derartige elektronische Steuereinrichtung wird üblicherweise ein elektro-pneumatisches Steuerventil angesteuert, über welches mehrere Reibbremseinrichtungen mit einem Bremsdruck beaufschlagt werden. Dabei wird in der Regel der Bremsdruck zur Steuerung oder Regelung der Bremsung überwacht und der elektronischen Steuereinrichtung ein entsprechendes Signal zugeführt.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Steuerung einer Bremsung eines Schienenfahrzeugs zu ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
• Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Schienenfahrzeug einen oder mehrere Wagen mit oder ohne eigenen Antrieb und/oder ein Zugfahrzeug in beliebiger Kombination bezeichnen. Insbesondere kann ein Schienenfahrzeug Triebwagen aufweisen. Ein Schienenfahrzeug oder ein Wagen des Schienenfahrzeugs kann Drehgestelle aufweisen, an denen Radachsen des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Drehgestelle können an einem Wagenaufbau befestigt sein. Eine Bremsanlage kann eine oder mehrere kraftschlussabhängige Bremsvorrichtungen aufweisen, die es vermögen, ihre Bremskraft über einen Rad-Schiene-Kontakt zu übertragen. Eine Schienenbremse ist keine kraftschlussabhängige Bremsvorrichtung in diesem Sinne, da sie ihre Bremskraft über einen eigenen Reibkontakt auf die Schiene zu übertragen vermag. Eine Bremsanlage kann eine pneumatische, hydraulische oder elektrische Bremsanlage sein und insbesondere eine oder mehrere Bremsvorrichtungen aufweisen, die entsprechend hydraulische, pneumatische oder elektrische Bremsvorrichtungen sein können. Eine pneumatische, hydraulische oder elektrische Bremsvorrichtung kann eine oder mehrere Reibbremseinrichtungen aufweisen. Insbesondere kann eine pneumatische oder hydraulische Bremsvorrichtung elektrisch ansteuerbare Ventile wie Magnetventile und/oder elektrisch ansteuerbare Vorsteuerventile aufweisen. Eine Reibbremseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, bei Anlegen eines pneumatischen oder hydraulischen Bremsdrucks oder eines elektrischen Bremsstroms auf einen oder mehrere Krafterzeuger eine auf ein Rad und/oder eine Achse des Fahrzeugs wirkende Bremskraft zu erzeugen. Eine Bremsvorrichtung oder eine Reibbremseinrichtung kann einen Krafterzeuger wie einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder oder einen elektrischen Aktuator aufweisen, der bei Beaufschlagung mit einem Druck oder Bremsstrom die Reibbremseinrichtung für eine Bremsung betätigt. Eine Bremsvorrichtung mit einem hydraulische betätigten Krafterzeuger kann als hydraulische Bremsvorrichtung bezeichnet werden, eine Bremsvorrichtung mit einem pneumatisch betätigten Krafterzeuger als eine pneumatische Bremsvorrichtung und eine Bremsvorrichtung mit einem elektrisch betätigten Aktuator kann als elektrische oder elektromechanische Bremsvorrichtung angesehen werden. Pneumatische und hydraulische Bremsvorrichtungen können als druckbetätigte Bremsvorrichtungen bezeichnet werden. Elektrische und elektromechanische Bremsvorrichtungen können als elektrisch betätigte Bremsvorrichtungen bezeichnet werden. Eine Reibbremseinrichtung kann insbesondere mehrere Reibelemente aufweisen, die dazu vorgesehen sind, aneinander zu reiben. insbesondere kann mindestens ein Reibpaar mit zwei Reibelementen vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Reibbremseinrichtung eine Bremsscheibe aufweisen, die dazu ausgebildet ist, bei betätigter Bremse in reibenden Kontakt mit einem oder mehreren mit einem Bremsbelag versehenen Bremsbacken gebracht zu werden. Eine Reibbremseinrichtung kann alternativ einen oder mehrere Bremsklötze mit zugeordnetem Bremsbelag aufweisen, die bei betätigter Bremse in reibenden Kontakt mit einer Radfläche eines Rades gebracht werden. Der auf den Krafterzeuger oder den pneumatischen oder hydraulischen Zylinder zum Betätigen der Reibbremseinrichtung ausgeübte Druck kann als Bremsdruck bezeichnet werden. Ein zum Betätigen der Reibbremseinrichtung einem Krafterzeuger oder elektrischen Aktuator bereitgestellter elektrischer Strom kann als Bremsstrom bezeichnet werden. Die Reibbremseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, ein einzeln aufgehängtes Rad und/oder eine Radachse zu bremsen, die mindestens zwei starr miteinander verbundene Räder oder einzeln drehbare Räder aufweist. Somit kann eine Reibbremseinrichtung mindestens einem Rad und/oder einer Radachse zugeordnet sein. Eine Reibbremseinrichtung kann dabei auf demjenigen Drehgestell angeordnet oder aufgehängt sein, an dem die ihm zugeordnete Achse und/oder das ihm zugeordnete Rad angeordnet sind. Jeweils einer Reibbremseinrichtung oder mehreren einander zugeordneten Reibbremseinrichtungen einer Bremsvorrichtung kann ein Krafterzeuger zugeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Reibbremseinrichtungen einer solchen Bremsvorrichtung mit einem gemeinsamen Bremsdruck versorgt werden. Ein solcher gemeinsamer Bremsdruck kann beispielsweise als Hauptbremsdruck durch eine Hauptsteuerventileinrichtung bereitgestellt werden. Die Hauptsteuerventileinrichtung kann durch eine elektronische Bremssteuereinrichtung ansteuerbar sein. Es ist vorstellbar, dass einzelne Reibbremseinrichtungen über Vorrichtungen verfügen, über die ein von einer gemeinsamen Hauptsteuerventileinrichtung bereitgestellter Druck individuell modifizierbar ist. Dazu können beispielsweise geeignete, durch die Bremssteuerein richtung ansteuerbare Steuerventileinrichtungen wie Ablassventile vorgesehen sein. Derartige Steuerventileinrichtungen können jeweils einzelnen Reibbremseinrichtungen und/oder diesen zugeordneten Krafterzeugern zugeordnet sein und beispielsweise durch eine Bremssteuereinrichtung ansteuerbar sein. Über derartige Steuerventileinrichtungen oder Ablassventile kann jeweils der einem Krafterzeuger durch die Hauptsteuerventileinrichtung bereitgestellte Bremsdruck individuell eingestellt und insbesondere verringert werden. Es ist vorstellbar, dass derartige Ablassventile zu einer Gleitschutzeinrichtung des Fahrzeugs zu rechnen sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass Reibbremseinrichtungen oder Krafterzeugern von einer Stromversorgung ein gemeinsamer oder individuell modifizierter Bremsstrom bereitgestellt wird. Allgemein kann Sensorik zur Erfassung von Betriebsparametern des Fahrzeugs vorgesehen sein, die zu einer Steuereinrichtung gehören oder separat davon ausgebildet sein kann. Eine entsprechende Sensorik kann beispielsweise Bremsdrucksensoren, Bremsstromsensoren, Raddrehzahlsensoren und/oder andere Sensoren umfassen, die zur Datenübertragung mit der Steuereinrichtung verbunden oder verbindbar sind. Die beim Betätigen einer Reibbremseinrichtung durch den Krafterzeuger ausgeübte Kraft kann als Bremskraft bezeichnet werden. Die Bremskraft hängt von dem ausgeübten Bremsdruck sowie von Konstruktion, Zustand und Funktionsweise der Reibbremseinrichtung ab. Als Bremsmoment kann das Moment bezeichnet werden, das beim Bremsen auf ein Rad ausgeübt wird. Das Bremsmoment hängt unter Anderem von der Bremskraft und von der Radgeometrie ab, insbesondere von einem Raddurchmesser. Bremskraft kann auch bei einem nicht bewegten oder nicht rotierenden Rad wirken, um beispielsweise einen Bremsbelag in einen Kontakt mit einer Radlauffläche oder einer Bremsscheibe zu bringen. Bei bewegtem Rad erzeugt eine Bremskraft ein zugeordnetes Bremsmoment. Eine Bremssteuereinrichtung kann eine elektronische Steuereinrichtung für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs sein. Eine Bremssteuereinrichtung kann allgemein dazu ausgebildet sein, einen oder mehrere Werte oder Parameter zu bestimmen. Ein solcher Parameter kann ein Sollwert und/oder ein Istwert sein. Zum Bestimmen eines Wertes oder Parameters kann die Bremssteuereinrichtung zum Empfangen und/oder Erfassen entsprechender Daten beispielsweise von einer Sensorik und/oder einer weiteren, zur Datenübertragung verbundenen Steuereinrichtung ausgebildet sein. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung zum Bestimmen von Werten oder Parametern durch Berechnen ausgebildet ist. Ein solches Berechnen kann basierend auf empfangenen und/oder erfassten und/oder gespeicherten Daten durchgeführt werden. Die Bremssteuereinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Gleitrechner, Bremsrechner oder andere Steuereinrichtungen der Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs umfassen. Eine Sensorik kann als Teil einer Bremsanlage vorgesehen sein und gegebenenfalls als Teil einer Bremssteuereinrichtung angesehen werden. Als Teil einer Sensorik kann eine Bremswirkungssensoreinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet sein kann, eine tatsächliche Bremswirkung zu erfassen, die auf ein Rad und/oder eine Achse ausgeübt wird. Es ist insbesondere vorstellbar, dass eine Bremswirkungssensoreinrichtung als eine Bremskraftsensoreinrichtung ausgebildet ist, welche eine auf mindestens eine ihr zugeordnete Reibbremseinrichtung ausgeübte Bremskraft und/oder ein zugeordnetes Bremsmoment zu erfassen vermag. Somit kann eine Bremswirkungssensoreinrichtung beispielsweise zur Erfassung einer durch mindestens eine Reibbremseinrichtung ausgeübten Bremskraft und/oder eines durch die mindestens eine Reibbremseinrichtung ausgeübten Bremsmomentes ausgebildet sein. Dazu kann eine Bremswirkungssensoreinrichtung beispielsweise einen oder mehrere Sensoren umfassen, die etwa an einem Aufhängungspunkt einer Reibbremseinrichtung an einem Drehgestell angeordnet sein können. Eine Bremswirkungssensoreinrichtung kann insbesondere einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen aufweisen. Elemente, beispielsweise Sensoren, der Bremswirkungssensoreinrichtung können an beweglichen und/oder starren Elementen der Reibbremseinrichtung und/oder deren Aufhängung angeordnet sein, um bei einer Betätigung der Reibbremseinrichtung eine Rückwirkung zu messen, die durch einen Reibpartner wie einem Rad oder einer Bremsscheibe erzeugt wird. Durch eine derartige Rückwirkung kann auf die Bremskraft und/oder das Bremsmoment geschlossen werden. Eine derartige Rückwirkung kann sich in Form einer Verformung bemerkbar machen, die beispielsweise durch Dehnungsmessstreifen erfassbar ist. Allgemein kann eine Bremswirkungssensoreinrichtung zur Erfassung einer Verformung am Drehgestell und/oder einer Reibbremseinrichtung ausgebildet sein. Die Bremswirkungssensoreinrichtung kann zur Erfassung der Bremskraft und/oder des Bremsmomentes für mehr als eine Reibbremseinrichtung vorgesehen sein. Allgemein kann eine Sensoreinrichtung Signale bereitstellen, die Messergebnisse repräsentieren. Derartige Signale können durch entsprechende Daten dargestellt sein, die von einer Steuereinrichtung empfangen werden können.
• Bei der Bremsung von Schienenfahrzeugen über eine Reibungsbremseinrichtung besteht grundsätzlich das Problem, dass eine zur Bremsung des Fahrzeugs vorgesehene Kraft oder ein entsprechendes Bremsmoment über den Kontakt zwischen Rad und Schiene aufgenommen werden muss. Die Aufnahmefähigkeit des Kontakts zwischen Rad und Schiene für Kraft wird häufig durch einen als Kraftschlussbeiwert oder Adhäsionsbeiwert bezeichneten Parameter beschrieben. Der Adhäsionsbeiwert kann insbesondere in Abhängigkeit von äußeren Umständen stark variieren. Dabei kann es beispielsweise eine Rolle spielen, ob und welche Zwischenschichten sich zwischen Rad und Schiene gebildet haben. Darüber hinaus ist der Adhäsionsbeiwert stark von einem Radschlupf S abhängig, der die Differenz zwischen der Translationsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der Umfangsgeschwindigkeit eines Rades bezogen auf die Translationsgeschwindigkeit beschreibt und durch die folgende Gleichung dargestellt werden kann: S = (V_T – V_R)/V_T (1), wobei v_T die Translationsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs ist und V_R die Umfangsgeschwindigkeit des betrachteten Rades, das heißt die Geschwindigkeit, mit der sich ein Punkt am Umfang des Rades bewegt. Ein aktueller Adhäsionsbeiwert zwischen Rad und Schiene ist nicht immer ohne weiteres bestimmbar. Der Zusammenhang zwischen Radschlupf und Adhäsionsbeiwert kann allgemein durch eine Radschlupf-Adhäsionsbeiwert-Funktion beschrieben werden. In der Regel weist dieser Zusammenhang bei gegebenen Umständen zumindest ein lokales oder absolutes Maximum in einem Bereich auf, in welchem das Rad noch auf der Schiene rotiert und nicht blockiert. Im Bereich eines solchen Maximums kann besonders viel Bremsmoment oder Bremskraft zur Bremsung des Fahrzeugs wirken. Wird allerdings mehr Bremskraft aufgebracht, als über den Rad-Schiene-Kontakt aufgenommen werden kann, geraten die Räder ins Blockieren.
• Erfindungsgemäß ist eine Bremssteuereinrichtung für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs vorgesehen. Die Bremssteuereinrichtung ist dazu ausgebildet, eine Schlupfvorgabe zu bestimmen und die Bremsanlage derart für eine Bremsung anzusteuern, dass der Bremsanlage zugeordnete Räder des Schienenfahrzeugs in einen Schlupf geregelt sind, welche der Schlupfvorgabe entspricht. Somit können die von der Bremsanlage zu bremsenden Räder in einem effizienten Schlupfbereich gebremst werden. Allgemein kann eine Bremsanlage mindestens eine kraftschlussabhängige Bremsvorrichtung aufweisen. Ein Rad kann als der Bremsanlage zugeordnet angesehen werden, wenn die Bremsanlage über eine kraftschlussabhängige Bremsvorrichtung zum Bremsen des Rades verfügt. Die Bremsvorrichtung kann insbesondere eine dem Rad zugeordnete Reibbremseinrichtung aufweisen. Die kraftschlussabhängige Bremsvorrichtung kann etwa eine druckbetätigte oder elektrisch betätigte Bremsvorrichtung sein, insbesondere eine elektrische, pneumatische oder hydraulische Bremsvorrichtung. Das Regeln eines oder mehrerer Räder in einen Schlupf kann bedeuten, dass die Bremsanlage durch die Bremssteuereinrichtung zum Bremsen und/oder während einer Bremsung derart angesteuert wird, dass der Schlupf des jeweiligen Rades der Schlupfvorgabe oder einem vorbestimmten Bereich um die Schlupfvorgabe entspricht. Die Schlupfvorgabe kann für die zu bremsenden Räder gleich sein, so dass eine zentrale Schlupfvorgabe bereitgestellt wird. Die Bremssteuereinrichtung kann mindestens einen Bremsrechner auf einem Wagen und/oder eine zentrale Bremssteuereinrichtung aufweisen, die mit untergeordneten Steuereinrichtungen verbunden ist. Eine untergeordnete Steuereinrichtung und/oder eine zentrale Bremssteuereinrichtung können dazu ausgebildet sein, eine Bremsvorrichtung der Bremsanlage anzusteuern. Insbesondere kann einer Steuereinrichtung mindestens eine Bremsvorrichtung zugeordnet sein, welche durch die Steuereinrichtung ansteuerbar ist. Eine zentrale Bremssteuereinrichtung kann dazu vorgesehen sein, Befehle und/oder Parameter für eine Bremsung an untergeordnete Steuereinrichtungen weiterzuleiten. Eine untergeordnete Steuereinrichtung kann insbesondere ein Gleitschutzrechner und/oder ein Bremsrechner sein. Es ist vorstellbar, dass eine zentrale Bremssteuereinrichtung auch Funktionen übernehmen kann, wie sie untergeordnete Steuereinrichtungen bereitstellen. Die Bremssteuereinrichtung kann allgemein insbesondere eine oder mehrere Komponenten aufweisen, die beispielsweise zur Datenübertragung miteinander verbunden sein können, So kann die Bremssteuereinrichtung beispielsweise separat mit Strom versorgbare Steuereinrichtungen umfassen. Eine Anordnung einer zentralen Bremssteuereinrichtung mit untergeordneten Bremssteuereinrichtungen auf verschiedenen Wagen des Schienenfahrzeugs kann als ein Beispiel für eine Bremssteuereinrichtung mit mehreren Komponenten angesehen werden. Auch eine Bremssteuereinrichtung mit jeweils mindestens einem separat mit Strom versorgbarem Gleitrechner, Bremsrechner und gegebenenfalls einem Rollüberwachungsrechner kann als Bremssteuereinrichtung mit mehreren Komponenten angesehen werden. Die Bremssteuereinrichtung kann zur Ansteuerung mehrerer über eine gemeinsame Hauptsteuerventileinrichtung mit einem gemeinsamen Hauptbremsdruck versorgbare pneumatisch oder hydraulisch betätigbare Reibbremseinrichtungen der Bremsanlage ausgebildet sein. Es ist auch vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung zur Ansteuerung einer Stromversorgung zur Bereitstellung von Bremsstrom ausgebildet ist. Die Bremsanlage kann die Bremsanlage eines Wagens oder eines gesamten Zuges oder Schienenfahrzeugs sein. Insbesondere kann eine Bremsanlage eine oder mehrere Bremsvorrichtungen umfassen. Eine Bremsvorrichtung kann dabei eine Hauptventileinrichtung und mindestens eine Reibbremseinrichtung umfassen, die über die Hauptventileinrichtung mit einem Bremsdruck versorgbar ist. Dabei kann der Bremsdruck nach Maßgabe der Bremssteuereinrichtung einstellbar oder steuerbar sein. Eine Bremsvorrichtung kann eine Stromversorgung oder einen Anschluss an eine Stromversorgung und mindestens eine Reibbremseinrichtung umfassen, die über die Stromversorgung mit einem Bremsstrom versorgbar ist. Dabei kann der Bremsstrom nach Maßgabe der Bremssteuereinrichtung einstellbar oder steuerbar sein. Eine Schlupfvorgabe kann einen Sollschlupfwert oder Sollschlupfwertbereich definieren, in welchen die von der Bremsanlage zu bremsenden Räder geregelt werden sollen. Das Bestimmen einer Schlupfvorgabe kann das Empfangen von Daten umfassen, welche die Schlupfvorgabe repräsentieren. Es kann vorgesehen sein, dass die Bremssteuereinrichtung, insbesondere eine zentrale Steuereinrichtung, dazu ausgelegt ist, aus empfangenen Daten die Schlupfvorgabe zu berechnen, um sie zu bestimmen. Insbesondere kann die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, entsprechende Daten von mindestens einer Sensoreinrichtung und/oder mindestens einer weiteren Steuereinrichtung zu empfangen. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Schlupfvorgabe basierend auf tatsächlichen Reibungsverhältnissen und/oder einem tatsächlichen Adhäsionsbeiwert zwischen mindestens einem Rad und der Schiene zu bestimmen. Eine zentrale Bremssteuereinrichtung kann eine Schlupfvorgabe für mindestens eine untergeordnete Bremssteuereinrichtung bestimmen und/oder bereitstellen. Eine untergeordnete Bremssteuereinrichtung kann dabei dazu ausgebildet sein, eine oder mehrere ihr zugeordnete Reibbremseinrichtungen der Bremsanlage für eine Bremsung anzusteuern. Ein Ansteuern der Bremsanlage für eine Bremsung kann das Ansteuern mindestens einer Bremsvorrichtung und/oder oder einer oder mehrerer Reibbremseinrichtungen umfassen, um diese für eine Bremsung zu betätigen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Steuerventileinrichtungen derart angesteuert werden, dass zugeordneten Reibbremseinrichtungen ein Bremsdruck nach Maßgabe der Bremssteuereinrichtung zugeführt wird. Zur Ansteuerung kann insbesondere eine Umsetzung von Schlupfwerten wie der Schlupfvorgabe in einen Bremsdruck und/oder Bremsstrom und/oder eine Bremskraft vorgesehen sein. Ein Bremsdruck oder Bremsstrom kann von einer untergeordneten Steuereinrichtung derart eingestellt oder gesteuert werden, dass sich bei zugeordneten Rädern der gewünschte Schlupfwert einstellt, welcher der Schlupfvorgabe entspricht. Zum Ansteuern einer Reibbremseinrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine zugeordnete Bremssteuereinrichtung eine Steuerventileinrichtung ansteuert, um einen Bremsdruck an mindestens einem Krafterzeuger der Reibbremseinrichtung bereitzustellen. Der Bremsdruck kann ein hydraulischer oder ein pneumatischer Bremsdruck sein. Ein Krafterzeuger einer Bremseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen elektrischen Strom in eine Bremskraft und/oder ein Bremsmoment umzusetzen. Es ist vorstellbar, dass eine Bremskraft und/oder ein Bremsmoment vermittels Antriebskomponenten und/oder Wirbelströmen in Rädern, Achsen und/oder Bremsscheiben und/oder hydraulischer Einrichtungen wie etwa einem Retarder erzeugt wird. Eine Schlupfregelung durch die Bremssteuereinrichtung kann das Ansteuern und/oder Überwachen derartiger Einrichtungen umfassen. Es ist vorstellbar, dass zur Erzeugung einer Bremswirkung, also einer Bremskraft und/oder eines Bremsmoments, ein Rad entgegen einer Rollrichtung angetrieben wird, um eine besonders hohe Bremswirkung zu erreichen. Hierzu kann die Bremssteuereinrichtung zur Ansteuerung mit einer Antriebseinrichtung verbunden oder verbindbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Bremssteuereinrichtung mit einer Antriebssteuereinrichtung verbunden oder verbinden sein, welche es vermag, auf Anforderung durch die Bremssteuereinrichtung eine Antriebseinrichtung entsprechend anzusteuern. Die Bremssteuereinrichtung, insbesondere untergeordnete Steuereinrichtungen wie Bremsrechner, können für die lokale Regelung der Bremsung nach der Schlupfvorgabe zuständig sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bremsteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Bremsung basierend auf Raddrehzahldaten zu steuern. Dabei ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung es vermag, von Sensoreinrichtungen und/oder Steuereinrichtungen übermittelte Raddrehzahldaten zu empfangen, welche jeweils die Raddrehzahl eines der Bremssteuereinrichtung oder der untergeordneten Steuereinrichtung zugeordneten Rades angeben. Die Daten können zum Bestimmen der Ist-Drehzahl dienen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass untergeordnete Steuereinrichtungen der Bremssteuereinrichtung zum Empfangen und Verarbeiten von Raddrehzahldaten ausgebildet sind. Verarbeiten kann dabei bedeuten, dass entsprechende Daten für die Regelung zugeordneter Reibbremseinrichtungen herangezogen werden. Die Bremssteuereinrichtung und/oder eine untergeordnete Steuereinrichtung können dazu ausgebildet sein, basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Ist-Drehzahl für zugeordnete Räder jeweils den Ist-Schlupf zu bestimmen. Die Bremssteuereinrichtung kann es vermögen, die Fahrzeuggeschwindigkeit aus Raddrehzahldaten und/oder anderen Daten zu bestimmen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine zentrale Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen und entsprechende Geschwindigkeitsdaten an untergeordnete Steuereinrichtungen weiterzugeben. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung und/oder mindestens eine untergeordnete Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Schlupfregelung für zugeordnete Räder basierend auf dem jeweiligen Ist-Schlupf und der Schlupfvorgabe als Sollwert des Schlupfes durchzuführen. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen Bremsdruck und/oder einen Bremsstrom und/oder eine Bremskraft und/oder ein Bremsmoment derart einzustellen, dass sich bei einem geregelten Rad ein der vorgesehenen Schlupfvorgabe entsprechender Schlupf einstellt. Insbesondere kann mindestens eine untergeordnete Bremssteuereinrichtung Reibbremseinrichtungen zugeordnet sein, welche an einem gemeinsamen Drehgestell des Fahrzeugs angeordnet sind. Auf diese Art kann beispielsweise unterschiedlichen Schienenbedingungen über die Länge des Zuges Rechnung getragen werden, da lokale oder untergeordnete Steuereinrichtungen schnell auf unterschiedliche Adhäsionsbeiwerte reagieren können. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Schlupfvorgabe basierend auf einer Bremsanforderung zu bestimmen. Die Bestimmung der Schlupfvorgabe kann dynamisch erfolgen. Durch die Regelung des Schlupfes der einzelnen Räder kann der vorliegende Adhäsionsbeiwert zwischen Rad und Schiene besser für eine Bremsung ausgenutzt werden. Insbesondere kann individuell auf die Schienenbedingungen und Außenbedingungen reagiert werden. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, beim Bestimmen der Schlupfvorgabe vorbestimmte thermische oder verschleißbestimmende Grenzen von Elementen der Reibbremseinrichtungen zu berücksichtigen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass thermische Grenzen von Reibelementen wie Bremsbelägen und/oder Bremsscheiben berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass Reibbremseinrichtungen Sensoren zur Überwachung der thermischen Belastung und/oder der Temperatur von Reibelementen der Reibbremseinrichtungen zugeordnet sind. Derartige Sensoren können beispielsweise thermische, optische und/oder Infrarot-Sensoren sein. Es ist auch vorstellbar, dass die thermische Belastung basierend auf Daten anderer Sensoren überwacht wird, beispielsweise basierend auf Bremsleistungsdaten wie Bremsdruckdaten von Bremsdrucksensoren und/oder Bremsstromdaten von Bremsstromsensoren und/oder Bremswirkungsdaten von Bremswirkungssensoren. Signale der Sensoren können der Bremssteuereinrichtung, insbesondere untergeordneten Steuereinrichtungen der Bremssteuereinrichtung, als Temperaturdaten und/oder Bremsleistungsdaten zuführbar sein. Die Steuereinrichtungen können zum Empfangen und Bearbeiten solcher Temperaturdaten und/oder Bremsleistungsdaten ausgebildet sein. Es kann insbesondere zweckmäßig sein, wenn eine untergeordnete Steuereinrichtung jeweils dazu ausgebildet ist, das Ansteuern der Bremsung basierend auf derartigen Temperaturdaten und/oder Bremsleistungsdaten durchzuführen. Insbesondere kann die Ansteuerung der zugeordneten Bremseinrichtung derart erfolgen, dass sich die Temperaturdaten und/oder Bremsleistungsdaten in einem vorbestimmten Bereich bewegen, insbesondere nahe an einer vorgegebenen thermischen Belastungsgrenze. Damit kann insgesamt eine gleichmäßige thermische Belastung und insbesondere eine gleichmäßige Bremsleistung während einer Bremsung erreicht werden. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Schlupfvorgabe unter Berücksichtigung der Temperaturdaten und/oder Bremsleistungsdaten und/oder der thermischen Grenzen zu bestimmen. Insbesondere kann bei der Bestimmung der Schlupfvorgabe die Schlupfvorgabe derart eingestellt werden, dass eine thermische Belastung in einem bestimmten Wertebereich, der durch eine obere thermische Belastungsgrenze begrenzt ist, erfolgt. Die beim Bremsen umgesetzte Leistung hängt nämlich insbesondere von der Rotationsgeschwindigkeit eines Rades ab, die über den Schlupf eng mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gekoppelt ist. Bei konstanter Bremskraft ergibt sich bei einer hohen Rotationsgeschwindigkeit eines Rades, die normalerweise bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt, eine hohe Bremsleistung mit einem großen Umsatz von Rotationsenergie in Wärme. Während des Abbremsens verringert sich die Rotationsgeschwindigkeit, was zu niedrigerer Bremsleistung und einem niedrigerem Wärmeeintrag führt. Durch Verwenden einer entsprechenden Schlupfregelung oder Schlupfvorgabe kann die Bremsleistung und der Wärmeeintrag in die reibenden Komponenten der Reibbremseinrichtung homogenisiert werden, da eine ausgeübte Bremskraft und die Bremsleistung an den Geschwindigkeitsverlauf angepasst wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Schlupfvorgabe in Abhängigkeit von einer definierten Soll-Verzögerung des Fahrzeugs bestimmt wird, die als Bremsanforderung bereitgestellt werden kann. Die Bremsanforderung oder Soll-Verzögerung kann beispielsweise durch einen Zugführer eingegeben werden. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, aus einer definierten Soll-Verzögerung eine Schlupfvorgabe zu bestimmen. Eine definierte Soll-Verzögerung kann beispielsweise über einen Bremsverlauf konstant vorgesehen sein. Es ist auch vorstellbar, dass eine über den Bremsverlauf veränderliche Soll-Verzögerung vorgesehen und/oder durch die Bremssteuereinrichtung angesteuert wird. Dabei kann die Schlupfvorgabe aus der Soll-Verzögerung berechnet werden. Es ist auch vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung auf eine gespeicherte Wertetabelle zurückgreift, welche einen Zusammenhang zwischen Soll-Verzögerung und Schlupfvorgabe bereitstellt. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, beim Bestimmen der Schlupfvorgabe einen oder mehrere Schlupfwerte der Räder des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Die Schlupfwerte können beispielsweise basierend auf einer bekannten Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Raddrehzahlen bestimmt werden. Raddrehzahlen können beispielsweise von einzelnen Rädern und/oder Radachsen zugeordneten Drehzahlsensoren bereitgestellt sein und von der Bremssteuereinrichtung empfangen werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Bremseinrichtung, insbesondere untergeordnete Steuereinrichtungen, den oder die tatsächlichen Schlupfwerte oder Ist-Schlupfwerte der ihnen zugeordneten Räder überwachen. Basierend auf den Ist-Schlupfwerten und der Schlupfvorgabe kann die Bremssteuereinrichtung, insbesondere untergeordnete Steuereinrichtungen, dann jeweils lokal oder individuall für einzelne Räder oder Radachsen eine Schlupfregelung der Räder durchführen. Bei der Regelung können allgemein die Schlupfvorgabe als Soll-Schlupf und der tatsächliche Radschlupf als Ist-Schlupf angesehen werden. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, beim Bestimmen der Schlupfvorgabe den Zustand der Schiene zu berücksichtigen. insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei nassen oder feuchten Schienen die Schlupfvorgabe entsprechend angepasst wird. Dabei ist es insbesondere vorstellbar, dass eine Wertetabelle Schlupfvorgaben für Soll-Verzögerungen in Abhängigkeit von Schienenzuständen und/oder Adhäsionsbeiwerten zwischen Rad und Schiene bereitstellt. Durch das Einstellen eines durch die Schlupfvorgabe bestimmten Schlupfes der einzelnen Räder kann eine Lastkorrektur während der Bremsung erfolgen, Bei unterschiedlich belasteten Rädern können unterschiedlich hohe Bremskräfte und Bremsmomente ermöglicht oder eingestellt werden. Wird direkt auf die Schlupfvorgabe geregelt, beispielsweise derart, dass die Schlupfvorgabe für die Räder einheitlich ist, ergibt sich eine automatische Lastkorrektur. Allgemein kann die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, die Schlupfvorgabe basierend auf einer Belastung mindestens eines Rades und/oder einer Radachse zu bestimmen. Durch die Schlupfregelung ergibt sich außerdem automatisch ein Ausgleich von unterschiedlichen Radeigenschaften wie etwa unterschiedlichen Raddurchmessern oder unterschiedlichen Eigenschaften der Reibbremseinrichtungen. Insbesondere können unterschiedliche Zustände von Bremsbelägen, Bremskrafterzeugern oder Bremsscheiben ausgeglichen werden. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, beim Bestimmen der Schlupfvorgabe für eine pneumatische oder hydraulische Bremsanlage Schlupfwerte anderer Bremsanlagen zu berücksichtigen. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, generatorische Bremsen und/oder Motor- oder Getriebebremsen und/oder rotatorische Wirbelstrombremsen eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs entsprechend anzusteuern, um eine Blendingfunktion bereitzustellen, bei der sich Bremswirkungen unterschiedlicher Bremsanlagen oder Bremseinrichtungen ergänzen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, reibungsfreie Bremsen priorisiert anzusteuern und Reibungsbremseinrichtungen derart anzusteuern, dass sie reibungsfreie Bremseinrichtungen zum Erreichen der Schlupfvorgabe über den während der Bremsung durchfahrenen Geschwindigkeitsbereich ergänzen. So kann beispielsweise die Schlupfvorgabe basierend auf und/oder unter Berücksichtigung einer Bremswirkung mindestens einer Magnetschienenbremseinrichtung oder Wirbelstrombremseinrichtung bestimmt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, von einer Bremswirkungssensoreinrichtung Bremswirkungsdaten zu empfangen. Eine Regelung des Schlupfes der Räder kann auch basierend auf Bremswirkungsdaten durchgeführt werden. Insbesondere kann bei der Regelung statt auf Bremsdruckdaten von Bremsdrucksensoren oder Bremsstromdaten von Bremsstromsensoren auf Bremswirkungsdaten zurückgegriffen werden, die eine direkte Angabe bezüglich einer Bremswirkung ermöglichen, insbesondere bezüglich einer Bremskraft und/oder eines Bremsmomentes. Es ist auch vorstellbar, dass bei einer Regelung Bremsdruckdaten und Bremswirkungsdaten berücksichtigt werden, die insbesondere eine Bremskraft und/oder ein Bremsmoment betreffen können. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, bei Notbremsungen mit der Bremsanforderung eines kürzest möglichen Anhalteweges des Schienenfahrzeugs die Bremsanlage derart zu regeln, dass für die Räder jeweils eine Schlupfvorgabe bestimmt ist, welche eine maximale Kraftübertragung zwischen Rad und Schiene erlaubt, bei der sich ein maximales Bremsmoment ergibt. Es ist vorstellbar, dass die Bremseinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Bremsungen, insbesondere Betriebsbremsungen und/oder Anpassungsbremsungen, die Schlupfvorgabe derart zu bestimmen, dass sich ein einheitlicher Schlupf ergibt. Dadurch lassen sich Längskräfte zwischen einzelnen Wagen eines Schienenfahrzeuges verringern, woraus sich geringere Beanspruchung der Fahrzeugkomponenten und ein höherer Fahrkomfort ergeben. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Schlupfvorgabe in einen anderen Sollwert für eine Bremsung umzuwandeln, etwa in einen Bremssolldruck für eine pneumatische oder hydraulische Bremseinrichtung oder einen Bremssollstrom für eine elektrisch betätigte Bremsvorrichtung. Es ist auch vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, einen anderen Sollwert in eine Schlupfvorgabe umzuwandeln. Dies ermöglicht es, Fahrzeugteile mit einer beschriebenen Schlupfregelung mit anderen Fahrzeugteilen zu koppeln, die nicht über eine entsprechende Schlupfregelung verfügen. Entsprechend kann die Bremssteuereinrichtung zur Übertragung von Sollwerten und anderen Daten mit Steuereinrichtungen anderer Fahrzeugteile ohne Schlupfregelung ausgebildet sein. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Ausfall einer Bremseinrichtung oder ihr zugeordneter Komponenten wie Ventileinrichtungen und/oder Krafterzeugern zu erfassen. Dazu kann die Bremssteuereinrichtung Daten von geeigneten Sensoren und/oder Steuereinrichtungen zu empfangen vermögen. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, bei Erfassen eines Ausfalls durch entsprechendes Ansteuern anderer, funktionsfähiger Bremseinrichtungen die ausgefallene Bremseinrichtung zu kompensieren. Insbesondere kann eine Bremskraft, die eine ausgefallene Bremseinrichtung ausüben sollte, auf andere Bremseinrichtungen verteilt werden. Dabei kann die Bremssteuereinrichtung die Schlupfvorgabe berücksichtigen und insbesondere Komponenten oder Bremseinrichtungen ansteuern, die der ausgefallenen Komponente oder Bremseinrichtung gleichartig sind. Dies ermöglicht die Umsetzung eines einzelausfalltoleranten Redundanzkonzeptes, bei dem insbesondere bei Vorliegen vieler gleichartiger Baueinheiten oder gleichartiger Bremseinrichtungen, beispielsweise vieler Scheibenbremseinrichtungen oder Klotzbremseinrichtungen, die Funktion einzelner ausgefallener Bremseinrichtungen von anderen entsprechenden Bremseinrichtungen übernommen werden kann.
• Es kann vorgesehen sein, dass die Bremssteuereinrichtung eine zentrale Bremssteuereinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine fahrzeugweite Schlupfvorgabe zu bestimmen. Somit kann eine gemeinsame Schlupfvorgabe für alle von der Bremsanlage zu bremsenden Räder vorgegebenen sein. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Schlupfvorgabe an mindestens eine untergeordnete Bremssteuereinrichtung zu übermitteln. Es kann auch vorgesehen sein, dass die zentrale Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, Steuerventileinrichtungen der Bremsanlage direkt gemäß der Schlupfvorgabe anzusteuern.
• Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, Reibbremseinrichtungen der Bremsanlage, die jeweils einzelnen Rädern oder einzelnen Radachsen zugeordnet sind, für eine Bremsung separat anzusteuern. Eine separate Ansteuerung kann dabei bedeuten, Steuerventileinrichtungen der Bremsanlage derart anzusteuern, dass unterschiedlichen Reibbremseinrichtungen unterschiedliche Bremsdrücke zugeführt werden, und/oder eine Stromversorgung der Bremsanlagen derart anzusteuern, dass unterschiedlichen Reibbremseinrichtungen unterschiedliche Bremsströme bereitgestellt werden. Auf diese Art kann eine Schlupfvorgabe für einzelne Räder beziehungsweise einzelne Radachsen eingehalten werden. Insbesondere können somit für einzelne Räder oder einzelne Radachsen lokale Einflüsse berücksichtigt werden, welche die Räder unterschiedlich beeinflussen. Allgemein kann die Umsetzung der Regelung gemäß der Schlupfvorgabe durch untergeordnete Steuereinrichtungen vorgesehen sein.
• Zweckmäßigerweise kann die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, eine Ist-Verzögerung des Fahrzeugs zu bestimmen. Das Bestimmen kann dabei das Empfangen von entsprechenden Daten beispielsweise von einer oder mehreren Sensoreinrichtungen oder einer weiteren Steuereinrichtung umfassen. Das Bestimmen kann auch das Berechnen der Verzögerung des Fahrzeugs aus bereitgestellten und empfangenen Daten umfassen. Auf diese Art kann insbesondere eine Ist-Verzögerung zu bestimmt werden, die mit der Schlupfvorgabe erreicht wird.
• Bei einer Weiterbildung kann die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, basierend auf der Ist-Verzögerung die Schlupfvorgabe anzupassen. Die Schlupfvorgabe kann also basierend auf der bestimmten Ist-Verzögerung bestimmt werden. Somit kann beispielsweise die bestimmte Ist-Verzögerung als Stützgröße für die dynamische Bestimmung der Schlupfvorgabe eingesetzt werden. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, bei der Anpassung der Schlupfvorgabe die Soll-Verzögerung oder eine Bremsanforderung zu berücksichtigen.
• Es kann vorgesehen sein, dass die Bremssteuereinrichtung zur Ansteuerung mindestens einer Gleitschutzeinrichtung verbunden oder verbindbar ist. Somit kann eine vorhandene Gleitschutzeinrichtung zur Einstellung des Bremsdrucks bei der Regelung eingesetzt werden. Für den Fall einer elektrisch betätigten Bremsvorrichtung kann die Gleitschutzeinrichtung zur Einstellung des Bremsstroms bei der Regelung ausgebildet sein. Die Gleitschutzeinrichtung kann insbesondere einen oder mehrere Gleitschutzrechner umfassen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Gleitschutzeinrichtung Steuerventileinrichtungen aufweist, insbesondere Ablassventile. Über derartige Steuerventileinrichtungen kann jeweils ein einer Reibbremseinrichtung zugeführter Hauptbremsdruck individuell modifiziert werden, beispielsweise erhöht oder herabgesetzt werden. Für elektrisch betätigte Bremsvorrichtungen können statt Steuerventileinrichtungen entsprechende Stromstelleinrichtungen vorgesehen sein. Die Gleitschutzeinrichtung kann eine oder mehrer Drehzahlsensoren aufweisen, die ihr zugeordneten Rädern zugeordnet sein können. Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Funktion einer Gleitschutzeinrichtung zu übernehmen. Dazu kann die Bremssteuereinrichtung zur Ansteuerung mit Steuerventileinrichtungen verbunden oder verbindbar sein, beispielsweise mit Ablassventilen. Derartige Steuerventileinrichtungen können dazu ausgebildet sein, nach Maßgabe der Bremssteuereinrichtung einen Bremsdruck zu erhöhen oder zu erniedrigen. Es ist auch vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung zur Ansteuerung mit Stromstelleinrichtungen verbunden ist. Derartige Stromstelleinrichtungen können dazu ausgebildet sein, nach Maßgabe der Bremssteuereinrichtung einen Bremsstrom zu erhöhen oder zu erniedrigen, beispielsweise durch Unterbrechen des Stromflusses in bestimmten Zeiträumen oder durch Erniedrigen der bereitgestellten Stromstärke. Insbesondere kann die Bremssteuereinrichtung mit Raddrehzahlsensoren verbunden oder verbindbar sein. Die Bremssteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, basierend auf Daten von den Raddrehzahlsensoren eine Gleitschutzfunktion auszulösen. Dabei ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung es vermag, einen Gleitzustand eines Rades zu erfassen und bei Vorliegen eines Gleitzustandes einen zum Bremsen dieses Rades zugeführten Bremsdruck oder Bremsstrom zu vermindern, beispielsweise indem eine Steuerventileinrichtung oder ein Ablassventil dazu angesteuert wird, den Bremsdruck zu vermindern.
• Es kann zweckmäßig sein die Bremssteuereinrichtung dazu auszubilden, die Schlupfvorgabe in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise aus von einer Sensoreinrichtung bereitgestellten Daten bestimmt werden, etwa aus Raddrehzahldaten von Raddrehzahlsensoren. Es ist auch vorstellbar, die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf Radardaten oder Satellitendaten zu bestimmen.
• Die Erfindung betrifft außerdem eine Bremsanlage mit einer hierin beschriebenen Bremssteuereinrichtung. Die Bremsanlage kann oben beschriebene Merkmale aufweisen, insbesondere mindestens eine Reibbremseinrichtung oder eine kraftschlussabhängige Bremsvorrichtung mit mindestens einer Reibbremseinrichtung. Die kraftschlussabhängige Bremsvorrichtung kann insbesondere eine druckbetätigte oder elektrisch betätigte Bremsvorrichtung sein. Einer Reibbremseinrichtung der Bremsanlage kann jeweils mindestens ein Krafterzeuger zugeordnet sein. Es ist vorstellbar, dass ein Krafterzeuger hydraulisch oder pneumatisch mit einem Bremsdruck versorgbar ist, der beispielsweise über eine oder mehrere Steuerventileinrichtungen bereitstellbar sein kann. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Bremsanlage eine Hauptsteuerventileinrichtung zum Bereitstellen eines Hauptbremsdrucks sowie mindestens eine untergeordnete Steuerventileinrichtung aufweist. Über die untergeordnete Steuerventileinrichtung kann der Hauptbremsdruck für einen Krafterzeuger individuell modifizierbar sein. Es ist auch vorstellbar, dass die Bremsströme für unterschiedliche Krafterzeuger individuell einstellbar sind, beispielsweise nach Maßgabe der Bremssteuereinrichtung. Bei der Bremsanlage können einzelnen Bremseinrichtungen zugeordnete Krafterzeuger und Bremssteuerungen oder Ventileinrichtungen oder Stromstelleinrichtungen separat und unabhängig voneinander ansteuerbar einzelnen Rädern oder Radachsen zugeordnet sein. Durch die separate Ansteuerung wird es möglich, ausgefallene Bremseinrichtungen zu ersetzen, indem andere Bremseinrichtungen gezielt dazu angesteuert werden, ausgefallene Bremseinrichtungen zu kompensieren. So kann selbst dann, wenn eine oder mehrere Bremseinrichtungen ausfallen, durch entsprechende Ansteuerung anderer Bremseinrichtungen eine Bremsanforderung oder gewünschte Verzögerung eines Fahrzeugs erreicht werden. Somit wird ein Redundanzkonzept möglich, welches ohne eine normalerweise vorgesehene hydraulische oder pneumatische Rückfallebene wirksam ist.
• Ferner ist ein Schienenfahrzeug mit einer hierin beschriebenen Bremsanlage und/oder mit einer hierin beschriebenen Bremssteuereinrichtung vorgesehen.
• Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage eines Schienfahrzeugs mit den Schritten des Bestimmens, durch eine Bremssteuereinrichtung der Bremsanlage, einer Schlupfvorgabe und des Ansteuerns, durch die Bremssteuereinrichtung, der Bremsanlage für eine Bremsung derart, dass von der Bremsanlage zu bremsende Räder des Schienenfahrzeugs in einen Schlupf geregelt werden, welcher der Schlupfvorgabe entspricht. Die Bremsanlage kann eine hierin beschriebene Bremsanlage sein. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung eine hierin beschriebene Bremssteuereinrichtung ist. Es kann vorgesehen sein, eine zentrale Schlupfvorgabe zu bestimmen. Die zentrale Schlupfvorgabe kann an eine oder mehrere untergeordnete Bremssteuereinrichtungen übermittelt werden, welche ihnen zugeordnete Reibbremseinrichtungen derart ansteuert, dass von den Reibbremseinrichtungen gesteuerte Räder in die Schlupfvorgabe geregelt werden. Beim Ansteuern der Bremsanlage können Reibbremseinrichtungen der Bremsanlage, die jeweils einzelnen Rädern oder einzelnen Radachsen zugeordnet sind, für eine Bremsung separat angesteuert werden. Das Verfahren kann den Schritt des Bestimmens einer Ist-Verzögerung des Fahrzeugs umfassen. Basierend auf der bestimmten Ist-Verzögerung kann die Bremssteuereinrichtung die Schlupfvorgabe anpassen. Die Bremssteuereinrichtung kann zur Ansteuerung mindestens einer Gleitschutzeinrichtung verbunden werden. Es ist vorstellbar, dass die Bremssteuereinrichtung die Schlupfvorgabe in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
• Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
• Es zeigen:
• 1 ein Beispiel für eine Bremsanlage;
• 2 ein Beispiel für eine Zugkonfiguration; und
• 3 ein Beispiel für ein Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs.
• 1 zeigt schematisch eine Bremsanlage 10 eines Schienenfahrzeugs, die in diesem Beispiel kraftschlussabhängige pneumatische Bremsvorrichtungen umfasst. Mechanische und pneumatische Verbindungen und Leitungen sind mit durchgezogenen Linien dargestellt, während elektrische Verbindungen oder Kommunikationskanäle gestrichelt dargestellt sind. Die Bremsanlage 10 ist dazu vorgesehen, Räder 12 und 13 des Schienenfahrzeugs zu bremsen. In diesem Beispiel befinden sich die Räder 12 und 13 auf unterschiedlichen Radachsen. Dem ersten Rad 12 ist ein erster Bremsklotz 14 zugeordnet. Dem zweiten Rad 13 ist ein zweiter Bremsklotz 15 zugeordnet. Jeder der Bremsklötze 14, 15 weist einen Bremsbelag auf, der dann, wenn der Bremsklotz mit dem Bremsbelag an die Lauffläche des zugeordneten Rades 12, 13 gedrückt wird, das zugeordnete Rad abbremst. Der Bremsklotz 14 ist durch einen Krafterzeuger 16 zum Bremsen betätigbar. Der Krafterzeuger 16 ist über eine Versorgungsleitung mit einer Hauptsteuerventileinrichtung 20 verbunden. Über die Hauptsteuerventileinrichtung 20 kann dem Krafterzeuger 16 Druckluft zugeführt werden. Ähnlich ist dem Bremsklotz 15 ein Krafterzeuger 17 zugeordnet, der ebenfalls über die Hauptsteuerventileinrichtung 20 mit Druckluft zur Betätigung des Krafterzeugers versorgt werden kann, um den Bremsklotz 15 mit der Radlauffläche des Rades 13 in Kontakt zu bringen. Die Hauptsteuerventileinrichtung 20 ist mit einer Druckluftvorratseinrichtung 22 verbunden, aus der sie Druckluft entnehmen kann, um sie bei einer Bremsung den Krafterzeugern 16, 17 bereitzustellen. Ferner ist eine als Bremsrechner ausgebildete elektronische Steuereinrichtung 24 vorgesehen, welche es vermag, die Hauptsteuerventileinrichtung 20 anzusteuern. Dazu kann die Hauptsteuerventileinrichtung 20 insbesondere eine oder mehrere Magnetventile aufweisen, die durch die Steuereinrichtung 24 ansteuerbar sind. Aus Gründen der Übersicht sind die elektrischen Steuerleitungen für die dem zweiten Rad zugeordneten Komponenten nicht dargestellt. Sie sind allerdings mit den dem ersten Rad und seinen Komponenten zugeordneten Steuerleitungen vergleichbar. Dem ersten Rad 12 ist ein Bremswirkungssensor 18 zugeordnet, der es vermag, eine bei einer Bremsung auf den Bremsklotz 14 ausgeübte Bremskraft und/oder ein Bremsmoment zu ermitteln. Der Bremswirkungssensor 18 kann somit als Bremskraftsensor angesehen werden. Ein derartiger Bremswirkungssensor kann beispielsweise einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen aufweisen. Der Sensor 18 ist zur Übertragung von Daten an die elektronische Steuereinrichtung 24 angeschlossen. Ferner ist dem Rad 12 ein erster Raddrehzahlsensor 30 zugeordnet, welcher die Drehzahl des Rades 12 zu erfassen vermag. Auch dieser Sensor ist zur Datenübertragung mit der elektronischen Steuereinrichtung 24 verbunden. Analog ist dem zweiten Rad ein zweiter Bremswirkungssensor 19 zugeordnet, welcher eine auf den Bremsklotz 15 ausgeübte Bremskraft und/oder ein Bremsmoment zu ermitteln vermag. Darüber hinaus ist dem zweiten Rad 13 auch ein zweiter Raddrehzahlsensor 32 zugeordnet. Die Sensoren 18, 19 können jeweils als Teil einer Bremswirkungssensoreinrichtung angesehen werden. Die Raddrehzahlsensoren 30, 32 können jeweils als Teil einer Raddrehzahlsensoreinrichtung angesehen werden. Die Krafterzeuger 16, 17 können jeweils pneumatische Zylinder umfassen, die bei Beaufschlagung mit einem Bremsdruck eine Bremskraft auf den zugeordneten Bremsklotz 14, 15 ausüben. Die Krafterzeuger 16, 17 können ferner jeweils eine durch die elektronische Steuereinrichtung 24 ansteuerbare Steuerventileinrichtung aufweisen, über die ein durch die Hauptsteuerventileinrichtung 20 bereitgestellter Hauptbremsdruck individuell für den jeweiligen pneumatischen Zylinder der Krafterzeuger 16, 17 eingestellt werden kann. Somit können insbesondere die Krafterzeuger 16, 17 nach Maßgabe der elektronischen Steuereinrichtung 24 unterschiedliche Bremsdrücke an die Bremsklötze 14, 15 anlegen und somit die Reibbremseinrichtungen asymmetrisch oder separat betätigen oder ansteuern. Der Hauptsteuerventileinrichtung 20 ist ein Hauptbremsdrucksensor 21 zugeordnet, der den durch die Hauptsteuerventileinrichtung 20 bereitgestellten Hauptbremsdruck zu erfassen vermag. Der Drucksensor 21 ist zur Datenübertragung mit der elektronischen Steuereinrichtung 24 verbunden. Ferner ist dem Krafterzeuger 16 ein erster Bremsdrucksensor 31 zugeordnet, und dem zweiten Krafterzeuger 17 ein zweiter Bremsdrucksensor 33. Der erste und der zweite Bremsdrucksensor 31, 33 sind jeweils dazu ausgebildet, dem individuell zum Erzeugen einer Bremskraft durch den zugeordneten Krafterzeuger 16, 17 bereitgestellten Bremsdruck zu erfassen. Die Sensoren 31, 33 sowie der Hauptbremsdrucksensor 21 können als Teil einer Bremsdrucksensoreinrichtung angesehen werden. Die Bremsdrucksensoren 21, 31, 33 sind ebenfalls zur Dateiübertragung mit der elektronischen Steuereinrichtung 24 verbunden. Somit kann die elektronische Steuereinrichtung 24 einerseits den eingeleiteten Hauptbremsdruck hinter der Hauptsteuerventileinrichtung 20 erfassen. Andererseits empfängt die Steuereinrichtung 24 jeweils den individuell zur Erzeugung von Bremskraft bei den einzelnen Krafterzeugern 16, 17 wirksamen Bremsdruck. In der 1 kann der Krafterzeuger 16 mit dem Bremsklotz 14 als erste Reibbremseinrichtung angesehen werden. Der Krafterzeuger 17 und der zweite Bremsklotz 15 können als zweite Reibbremseinrichtung angesehen werden. Es versteht sich, dass beide Reibbremseinrichtungen zugehörige Bremsgestänge und Aufhängungen aufweisen können, die nicht gezeigt sind. Die Hauptsteuerventileinrichtung 20 zusammen mit den Reibbremseinrichtungen kann als pneumatische Bremsvorrichtung angesehen werden. Statt als Klotzbremsen können die Reibbremseinrichtungen auch als Scheibenbremsen ausgebildet sein. Auch in diesem Fall kann jeweils ein Bremswirkungssensor vorgesehen sein, welcher eine bei der Bremsung ausgeübte Bremskraft und/oder ein Bremsmoment zu erfassen und entsprechende Bremswirkungsdaten an die elektronische Steuereinrichtung 24 zu übertragen vermag. Die Steuereinrichtung 24 ist dazu ausgebildet, von den Bremswirkungssensoren 18, 19 Bremswirkungsdaten und von den Bremsdrucksensoren 21, 31, 33 Bremsdruckdaten zu empfangen. Ferner ist eine zentrale Bremssteuereinrichtung 25 vorgesehen. Die zentrale Bremssteuereinrichtung 25 ist zur Datenübertragung mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Die Steuereinrichtung 24 kann als untergeordnete Steuereinrichtung angesehen werden und beispielsweise ein lokaler Bremsrechner sein. Die zentrale Bremssteuereinrichtung 25 und die Steuereinrichtung 24 können jeweils als Teil der Bremssteuereinrichtung angesehen werden. Die zentrale Bremssteuereinrichtung 25 bestimmt eine Schlupfvorgabe, welche sie an die Steuereinrichtung 24 übermittelt. Die Steuereinrichtung 24 setzt die Schlupfvorgabe in einen Bremsdruck und/oder eine Bremskraft um und berücksichtigt dabei Daten von den Bremsdrucksensoren 21, 31 und 33 sowie der Bremswirkungssensoren 18, 19. Es ist vorstellbar, dass die Steuereinrichtung 24 oder eine andere Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, derartige Daten zu Diagnosezwecken zu verarbeiten. Bei einer solchen Diagnose kann beispielsweise die tatsächliche erzeugte Bremswirkung und/oder der technische Zustand der zugeordneten Bremseinrichtung erkannt werden. Der technische Zustand kann beispielsweise Reibeigenschaften von Bremsbelägen und/oder eine Funktion von Belagnachstellern und/oder eine eventuell vorhandene Schwergängigkeit in einer Bremsmechanik betreffen. Basierend auf Raddrehzahldaten von den Raddrehzahlsensoren 30, 32 und einer von der zentralen Bremssteuereinrichtung 25 übermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt die Steuereinrichtung 24 jeweils einen Radschlupf für die hier zugeordneten Räder 12, 13. Dieser Radschlupf wird von der Steuereinrichtung 24 gemäß der Schlupfvorgabe von der zentralen Bremssteuereinrichtung 25 durch eine Regelung von Bremsdruck und/oder Bremskraft für die der Steuereinrichtung 24 zugeordneten Räder 12, 13 eingestellt.
• 2 zeigt ein Beispiel für eine Zugkonfiguration. Ein als Zug ausgebildetes Schienenfahrzeug 100 weist zwei Führungswagen 102 und 104 auf, die an unterschiedliche Enden des Zuges angebracht sind. Das Schienenfahrzeug 100 weist ferner mehrere Triebwagen 108 auf. Jeder Triebwagen 108 verfügt über mehrere Radsätze 109 von angetriebenen Rädern. Die Räder eines Triebwagens sind also durch eine Antriebseinrichtung angetriebene Räder. Angetriebene Räder sind schwarz ausgefüllt dargestellt. Ferner sind zusätzliche Wagen 110 vorgesehen. Jeder der Radsätze 111 der Führungswagen 102, 104 und der zusätzlichen Wagen 110 ist nicht selbstständig angetrieben, sondern stellt einen Laufradsatz dar. Laufradsätze sind mit einem nicht gefüllten Kreis dargestellt. In dem hier gezeigten Beispiel sind jeweils zwei benachbarte Radsätze an einem nicht gezeigten Drehgestell angeordnet. Jedem Drehgestell sind mindestens ein lokaler Bremsrechner und mindestens ein lokaler Bremskrafterzeuger, insbesondere ein pneumatischer hydraulischer Zylinder zugeordnet. Ein lokaler Bremsrechner steuert den oder die ihm zugeordneten Bremskrafterzeuger, beispielsweise die Bremskrafterzeuger eines Drehgestells, nach Maßgabe einer von einem zentralen Bremsrechner bereitgestellten Schlupfvorgabe an und kann als untergeordnete Steuereinrichtung angesehen werden. Der zentrale Bremsrechner kann dabei gleichzeitig als lokaler Bremsrechner funktionieren. Ein lokaler Bremsrechner kann beispielsweise eine Steuereinrichtung 24 sein, welche in 1 gezeigt ist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass auf jedem Drehgestell eine Bremsanlage 10 aus 1 angeordnet ist, um die Räder der Radsätze zu bremsen. Zweckmäßigerweise ist einer der lokalen Bremsrechner auf einem der Führungswagen 102, 104 jeweils als zentraler Bremsrechner betreibbar. Einigen Laufradsätzen ist eine Magnetschienenbremse 114 zugeordnet, welche als durchgezogener Strich unter den Rädern des zugehörigen Laufradsatzes dargestellt ist. Das gezeigte Schienenfahrzeug 100 ist elektrisch angetrieben. Es versteht sich, dass es sich bei dem Fahrzeug auch um ein mit Brennstoff betriebenes Fahrzeug handeln kann, insbesondere um ein Dieselfahrzeug.
• 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs. Dabei kann es sich insbesondere um eine Bremsanlage der 1 und/oder ein Schienenfahrzeug der 2 handeln. in einem Schritt S10 empfängt eine Bremssteuereinrichtung eine Bremsanforderung, die insbesondere eine Soll-Verzögerung des Schienenfahrzeugs bestimmen kann. In einem nachfolgenden Schritt S12 bestimmt die Bremssteuereinrichtung basierend auf der Bremsanforderung oder der Soll-Verzögerung eine Schlupfvorgabe. In demselben Schritt oder parallel dazu kann die Bremssteuereinrichtung optional die Fahrzeuggeschwindigkeit zentral bestimmen. Dazu kann sie beispielsweise Daten eines Geschwindigkeitssensors, Satellitendaten oder Raddrehzahldaten berücksichtigen. In einem nachfolgenden Schritt S14 übermittelt die zentrale Bremssteuereinrichtung die Schlupfvorgabe und optional Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und/oder Verzögerungsdaten an untergeordnete Steuereinrichtungen, die insbesondere einzelnen Wagen, Drehgestellen oder Rädern des Schienenfahrzeugs zugeordnet sein können. In einem Schritt S16 empfangen die untergeordneten Steuereinrichtungen die Daten von der zentralen Bremssteuereinrichtung und regeln lokal die ihnen zugeordneten Reibbremseinrichtungen nach Maßgabe der Schlupfvorgabe. Dabei können die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und/oder Verzögerungsdaten sowie Daten von den einzelnen Rädern zugeordneten Raddrehzahlsensoren berücksichtigt werden. Die untergeordneten Steuereinrichtungen können einen Bremsdruck und/oder Bremsstrom und/oder eine Bremskraft derart einstellen, dass der Schlupf der von ihnen zu bremsenden Rädern der Schlupfvorgabe entspricht. Dabei kann vorgesehen sein, dass unterschiedliche Reibbremseinrichtungen unterschiedlich stark betätigt werden. Untergeordnete Steuereinrichtungen, denen Laufräder mit Magnetschienenbremsen zugeordnet sind, können dazu ausgebildet sein, zur Regelung des Schlupfes der ihnen zugeordneten Räder die Bremswirkung der ihnen zugeordneten Magnetschienenbremse zu berücksichtigen, wenn diese eingesetzt wird, um beispielsweise die Bremskräfte eines Drehgestells oder Wagens zu begrenzen.
• Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
• Bezugszeichenliste

10

Bremsanlage

12

erstes Rad

13

zweites Rad

14

erster Bremsklotz

15

zweiter Bremsklotz

16

erster Krafterzeuger

17

zweiter Krafterzeuger

18

erster Bremskraftsensor

19

zweiter Bremskraftsensor

20

Hauptsteuerventileinrichtung

21

Hauptbremsdrucksensor

22

Druckluftvorratseinrichtung

24

Steuereinrichtung

25

zentrale Bremssteuereinrichtung

30

erster Raddrehzahlsensor

31

erster Bremsdrucksensor

32

zweiter Raddrehzahlsensor

33

zweiter Bremsdrucksensor

100

Schienenfahrzeug

102

Führungswagen

104

Führungswagen

108

Triebwagen

109

angetriebener Radsatz

110

Wagen

111

Laufradsatz

114

Magnetschienenbremse

Claims (10)

1. Bremssteuereinreinrichtung (25) für eine Bremsanlage (10) eines Schienenfahrzeugs (100), wobei die Bremssteuereinrichtung (24, 25) dazu ausgebildet ist, eine Schlupfvorgabe zu bestimmen; und die Bremsanlage (10) derart für eine Bremsung anzusteuern, dass der Bremsanlage (24, 25) zugeordnete Räder (12, 13) des Schienenfahrzeugs in einen Schlupf geregelt sind, welcher der Schlupfvorgabe entspricht.
2. Bremssteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bremssteuereinrichtung (24, 25) eine zentrale Bremssteuereinrichtung (25) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine fahrzeugweite Schlupfvorgabe zu bestimmen.
3. Bremssteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bremssteuereinrichtung (24, 25) dazu ausgebildet ist, Reibbremseinrichtungen der Bremsanlage (10), die jeweils einzelnen Rädern (12, 13) oder einzelnen Radachsen zugeordnet sind, für eine Bremsung separat anzusteuern.
4. Bremssteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremssteuereinrichtung (24, 25) dazu ausgebildet ist, eine Ist-Verzögerung des Fahrzeugs (100) zu bestimmen.
5. Bremssteuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Bremssteuereinrichtung (24, 25) dazu ausgebildet ist, basierend auf der Ist-Verzögerung die Schlupfvorgabe anzupassen.
6. Bremssteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremssteuereinrichtung (24, 25) zur Ansteuerung mindestens einer Gleitschutzeinrichtung verbunden oder verbindbar ist.
7. Bremssteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Bremssteuereinrichtung (24, 25) dazu ausgebildet ist, die Schlupfvorgabe in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen.
8. Bremsanlage (10) mit einer Bremssteuereinrichtung (24, 25) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Schienenfahrzeug (100) mit einer Bremssteuereinrichtung (24, 25) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder einer Bremsanlage (10) nach Anspruch 8.
10. Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage (10) eines Schienenfahrzeugs (100), mit den Schritten: – Bestimmen, durch eine Bremssteuereinrichtung (24, 25) der Bremsanlage (10), einer Schlupfvorgabe; und – Ansteuern, durch die Bremssteuereinrichtung (24, 25), der Bremsanlage (10) für eine Bremsung derart, dass durch die Bremsanlage (10) zu bremsende Räder (12, 13) des Schienenfahrzeugs (100) in einen Schlupf geregelt werden, welcher der Schlupfvorgabe entspricht.

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