DE19634330C2 - Einrichtung zum Regeln des Bremszylinderdruckes an Rädern von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln des Bremszylinderdruckes an Rädern von Schienenfahrzeugen, mit jeweils einem an eine Steuerelektronik für die Berechnung von Beschleunigungs- oder Verzögerungswerten angeschlossenen Impulsgeber, jeweils einem gesteuerten Elektromagnetventil, das mit einem Druck­ luftzylinder der Bremse einer Radachse oder eines Rades zusammenwirkt, wobei der Bremsdruck des Druckluftzylinders jeweils an die Haftreibungsbeiwerte zwischen Rad und Schiene anpaßbar ist, und pro Einheit, bestehend aus einem Radpaar oder einem Rad, einer Bremszange, einem Druckluftzylinder, das Elektromagnetventil je­ weils mit dem Impulsgeber an die Steuerelektronik angeschlossen und als Doppel­ magnetventil ausgebildet ist.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE 42 42 392 A1 mit den wesentlichen Gattungsmerkmalen bekannt. Dort ist eine Einrichtung zum Einstellen der Bremskraft an einem Schienenfahrzeug beschrieben. Eine Radachse enthält einen Druckluftzylinder, der über ein Doppelmagnetventil von einer Hauptleitung mit Bremsdruck versorgt wird. Neben der üblichen Bremssteuerung ist auch ein Gleitschutz vorhanden, der seine Informationen von einem Drehzahlfühler erhält. Desweiteren ist ein Diagnosesystem vorgesehen, dessen Ergebnisse über einen Monitor sichtbar gemacht werden können und die auch zum Führerstand übertragen werden. Das Diagnosesystem überprüft allerdings nur während des Betriebes die gesamte Peripherie und setzt eine voll funktionsfähige Einrichtung voraus. Allenfalls könnte ein Fehler im Gleitschutz, z. B. ein Kurzschluß, angezeigt werden.

Aus der Kfz-Technik ist ein Verfahren zur Überprüfung eines Antiblockiersystems in einem Fahrzeug bekannt (DE 44 30 782 A1). Dabei wird eine richtige Zuordnung der Komponenten Radsensor, Bremsdruck-Modulator und Bremzylinder vorgeschlagen. Die Modulatoren (Regelventile) werden bei einer Erstinstallation des ABS oder bei einer Wiederinbetriebnahme auf eine korrekte Verdrahtung geprüft. Durch die Erzeugung eines Ansteuersignals in einem besonderen Programmteil der ABS-Elektronik kann der Anwender die Zuordnung eines gedrehten Rades zum betätigten Modulator prüfen. Das Resultat ergibt sich durch das Geräusch des betätigten Regelventils oder durch die Betätigung des entsprechenden Bremszylinders. Das Verfahren setzt jedoch einen gewissen Einrichtungsaufwand und einen Betätigungsaufwand voraus, die kompliziert erscheinen.

Zur Regelung des Bremszylinderdruckes werden Doppelmagnetventile eingesetzt, die über zwei getrennte Magnetspulen angesteuert werden. Es ist mehrfach vorge­ kommen, daß bei der Verdrahtung die Anschlüsse der Be- und Entlüftungsventile an die Steuerelektronik verwechselt wurden. In diesem Fall nimmt der Bremszylinder­ druck falsche Werte an und es stellt sich ein unbestimmter Wert ein. Die Folgen sind unabsehbar, weil die Bremswirkung nicht mehr mit der Soll-Steuerung in Einklang zu bringen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, anläßlich der Inbetriebnahme eines Schienenfahrzeugs eine sichere Überprüfung der Verdrahtung von den einzelnen Doppelmagnetventilen zur Steuerelektronik zu ermöglichen.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Doppelma­ gnetventil jeweils mit unterschiedlich leistungsstarken Elektromagneten ausgerüstet ist und daß eine Zuordnungsprüfung der Verdrahtung von den Doppelmagnetven­ tilen zur Steuerelektronik durch in der Steuerelektronik hinterlegter programmierter Funktionsfestlegung durchführbar ist. Dadurch kann eine automatische Überprüfung der Verdrahtung von den Doppelmagnetventilen zur Steuerelektronik durchgeführt werden. Es findet sogar auch nach Inbetriebnahme eine ständige Überwachung statt, die z. B. von erheblicher Bedeutung nach Reparaturen oder Austausch von Bauteilen ist.

Die Erfindung wird dadurch verbessert, daß die unterschiedlichen Leistungen des Doppelmagnetventils mittels eines an den Mikroprozessor der Steuerelektronik angeschlossenen Magnetventilausgangs-Verstärkers meßbar ist. Über die Meß­ ergebnisse können dadurch weitere Funktionen ausgeübt werden.

Ein anderer Weg zur Verwirklichung der Erfindung besteht darin, daß die unterschiedlichen Leistungen der Doppelmagnetventile mittels parallel zur Wicklung geschalteten unterschiedlichen Widerständen meßbar sind. Die Widerstände können sowohl im Spulenkörper als auch extern geschaltet werden.

Die Erfindung kann auch dadurch ausgeübt werden, daß die unterschiedlichen Leistungen der Doppelmagnetventile durch unterschiedliche Frequenzen bzw. Wechselspannungen und Kondensator-Schaltungen festlegbar sind und eine Im­ pedanzmessung stattfindet.

Eine optische Sichtbarmachung des Meßergebnisses kann ferner dahingehend er­ folgen, daß innerhalb der Steuerelektronik über einen internen Bus an den Mikro­ prozessor eine Anzeigebaugruppe angeschlossen ist, die eine optische Anzeige auf­ weist, auf der bei Fehlverdrahtung eine optische Information erfolgt.

Außerdem kann die optische Anzeige aus einem Display bestehen, auf dem eine Fehlverdrahtung kodiert angezeigt wird.

Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, daß innerhalb der Steuerelektronik die Anzeigebaugruppe über einen seriellen Bus an den Mikroprozessor angeschlos­ sen ist. Es können dadurch Aussagen über die Orte angegeben werden, an denen sich der Verdrahtungsfehler befindet.

Eine andere Verbesserung sieht vor, daß die Anzeigebaugruppe eine Schnittstelle aufweist, an die zwecks Abbildung eines Verdrahtungsfehlers im Klartext und/oder als Graphik ein Computer mit Monitor bzw. Bildschirm anschließbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Mikrocomputergleitschutzes mit Elektromagnetven­ tilen, Bremszangen und auf den Radachsen angeordneten Impulsgebern,

Fig. 2 ein Funktions-Blockschaltbild der in der Steuerelektronik enthaltenen Mikro­ prozessorschaltung und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Doppelmagnetventils mit Anschlüssen.

Die Einrichtung zum Regeln des Bremszylinderdruckes an einzelnen Rädern 1 oder an einem Radpaar auf einer Radachse 2 von Schienenfahrzeugen 22 weist eine Hauptluftleitung 3 auf (Fig. 1), über die eine Steuerelektronik 4 mittels eines Druck­ schalters 5 geschaltet wird. Die Steuerelektronik 4 wird durch Signale einer Ansteu­ erleitung 6 über das Anlegen einer Magnetschienenbremse informiert und berechnet allgemein die Beschleunigungs- oder Verzögerungswerte und führt eine ständige Diagnose in jedem Betriebszustand aus. An die Steuerelektronik 4 ist außerdem pro Rad 1 oder Radachse 2 ein Impulsgeber G1, G2, G3, G4 angeschlossen. Über eine Steuerventilleitung 7 sind Elektromagnetventile 8a, 8b, 8c, 8d verbunden, die mit dem jeweiligen Druckluftzylinder 9a, 9b, 9c, 9d zusammenwirken. Die Elektro­ magnetventile 8a, 8b, 8c, 8d regeln den Bremsdruck in den Druckluftzylindern 9a, 9b, 9c, 9d in der Weise, daß der Bremsdruck jeweils an die Haftreibungsbeiwerte zwischen dem Rad 1 und der Schiene angepaßt wird. Es ist ferner jeweils eine Funktionseinheit aus einem Rad 1/Radachse 2, einer Bremszange 10, einem Druckluftzylinder 9a bzw. 9b bzw. 9c bzw. 9d und einem Elektromagnetventil 8a, 8b, 8c, 8d gebildet. Jede der Funktionseinheiten ist mit ihrem Impulsgeber G1, G2, G3 bzw. G4 an die Steuerelektronik 4 angeschlossen.

Jedes der Elektromagnetventile 8a, 8b, 8c, 8d ist als ein Doppelmagnetventil 11 mit jeweils unterschiedlich leistungsstarken Elektromagneten 11a als Belüftungsventil und eines Elektromagneten 11b als Entlüftungsventil ausgebildet (Fig. 2). Dabei ist jedes der Doppelmagnetventile 11 elektrisch mit einem Magnetventilausgangs-Ver­ stärker 12 eines in der Steuerelektronik 4 enthaltenen Mikroprozessors 13 verbun­ den.

Die unterschiedlichen Leistungen der Doppelmagnetventile 11 können nicht nur durch unterschiedliche Windungszahlen der Spulen-Wicklungen, sondern auch mittels eines parallel zur Spulen-Wicklung geschalteten Widerstandes festgelegt werden. Die unterschiedlichen Leistungen der Doppelmagnetventile 11 sind ferner durch unterschiedliche Frequenzen bzw. Wechselspannungen und Kondensator- Schaltungen festlegbar, wobei dann eine Impedanz-Messung stattfindet. Innerhalb der Steuerelektronik 4 ist über einen internen Bus 23 an den Mikroprozessor 13 eine Anzeigebaugruppe 15 angeschlossen, die eine optische Anzeige 16 aufweist, auf der bei Fehlverdrahtung eine optische Information ersehen werden kann. Die optische Anzeige 16 besteht z. B. aus einem Display 17, auf dem durch Ziffern oder andere Zeichen die Fehlverdrahtung kodiert angezeigt wird. Mit einem weiteren (seriellen) Bus 14 ist eine Kommunikationsmöglichkeit über einen Computer mit Monitor bzw. Bildschirm gegeben, der an eine Schnittstelle 24 angeschlossen wer­ den kann.

Fig. 3 zeigt schematisch das Doppelmagnetventil 11. Die beiden Spulenkörper (Elektromagnete 11a und 11b) sind mit BV (Belüftungsventil) und EV (Entlüf­ tungsventil) bezeichnet. Ein Eingang D ist mit dem Steuerventil verbunden (Fig. 1). Der Ausgang C ist an den zugehörigen Druckluftzylinder (9a; 9b; 9c; 9d) ange­ schlossen. Die Anschlüsse 18, 19 und 20 werden zur Ansteuerung des Belüftungs­ ventils BV und des Entlüftungsventils EV mit der Steuerelektronik 4 verbunden.

In einem nichtangesteuerten Zustand wird der Druck im Druckluftzylinder 9a; 9b; 9c; 9d abhängig vom Steuerventilausgang eingestellt. Für den Fall, daß der Bremsdruck in dem Druckluftzylinder 9a; 9b; 9c; 9d gleich gehalten werden soll, wird das Belüf­ tungsventil BV angesteuert. Beim gleichzeitigen Ansteuern des Belüftungsventils BV und des Entlüftungsventils EV wird der Bremsdruck des Druckluftzylinders 9a; 9b; 9c; 9d über das Entlüftungsventil EV in die Atmosphäre geleitet. In einer Situation, in der die Anschlüsse 18,19 und 20 nicht wie gezeichnet geschaltet sind, wenn also ein Verdrahtungsfehler vorliegt, findet ein gleichzeitiges Belüften und Entlüften des Druckluftzylinders 9a; 9b; 9c; 9d statt, wodurch das Schienenfahrzeug 22 unkontrol­ liert gebremst wird oder überhaupt keine Bremsung erfolgt.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Regeln des Bremszylinderdruckes an Rädern von Schienen­ fahrzeugen, mit jeweils einem an eine Steuerelektronik für die Berechnung von Beschleunigungs- oder Verzögerungswerten angeschlossenen Impuls­ geber, jeweils einem gesteuerten Elektromagnetventil, das mit einem Druck­ luftzylinder der Bremse einer Radachse oder eines Rades zusammenwirkt, wobei der Bremsdruck des Druckluftzylinders jeweils an die Haftreibungsbei­ werte zwischen Rad und Schiene anpaßbar ist, und pro Einheit, bestehend aus einem Radpaar oder einem Rad, einer Bremszange, einem Druckluft­ zylinder, das Elektromagnetventiljeweils mit dem Impulsgeber an die Steuerelektronik angeschlossen und als Doppelmagnetventil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelmagnetventil (11) jeweils mit unterschiedlich leistungsstarken Elektromagneten (11a, 11b) ausgerüstet ist und daß eine Zuordnungsprüfung der Verdrahtung von den Doppelmagnetventilen (11) zur Steuerelektronik (4) durch in der Steuerelektronik (4) hinterlegte programmierte Funktionsfest­ legungen durchführbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Leistungen des Doppelmagnetventils (11) mittels eines an den Mikroprozessor (13) der Steuerelektronik (4) angeschlossenen Magnetventilausgangs-Verstärkers (12) meßbar sind.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Leistungen der Doppelmagnetventile (11) mittels parallel zur Wicklung geschalteten unterschiedlichen Widerständen meßbar sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Leistungen der Doppelmagnetventile (11) durch unterschiedliche Frequenzen bzw. Wechselspannungen und Kondensator- Schaltungen festlegbar sind und eine Impedanzmessung stattfindet.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Steuerelektronik (4) über einen internen Bus (23) an den Mikroprozessor (13) eine Anzeigebaugruppe (15) angeschlossen ist, die eine optische Anzeige (16) aufweist, auf der bei Fehlverdrahtung eine optische In­ formation erfolgt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Anzeige (16) aus einem Display (17) besteht, auf dem eine Fehlverdrahtung kodiert angezeigt wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Steuerelektronik (4) die Anzeigebaugruppe (15) über einen seriellen Bus (14) an den Mikroprozessor (13) angeschlossen ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigebaugruppe (15) eine Schnittstelle (24) aufweist, an die zwecks Abbildung eines Verdrahtungsfehlers im Klartext und/oder als Graphik ein Computer mit Monitor bzw. Bildschirm anschließbar ist.