DE2639950C2

DE2639950C2 - Einrichtung zur Bremssteuerung von spurgebundenen Fahrzeugen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bremsentwicklungszeiten

Info

Publication number: DE2639950C2
Application number: DE2639950A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Übel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1976-09-04
Filing date: 1976-09-04
Publication date: 1981-11-12
Also published as: FR2363464B1; FI772595A; FI62794C; US4143842A; FR2363464A1; FI62794B; CH624622A5; DE2639950A1; ES462091A1

Description

proportional ist, wobei Te eine der maximalen Bremsentwicklungszeit entsprechende Totzeit, ßdie bereits wirksame Betriebsbremsverzögerung und Bmax die maximal mögliche Bremsverzögerung ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzteil (F i g. 3) der Steuerschaltung im wesentlichen aus einem Verstärker (V) und einer nachgeschalteten Subtrahierschaltung (S) besteht, und daß der Verstärker (V) einen dem Meßwert der bereits wirksamen Bremsverzögerung proportionalen Potentialwert (LJB) mit einem fahrzeugspezifischen Faktor / verknüpft und die Subtrahierschaltung (S) den aus der Verknüpfung gewonnenen Potentialwert von einem der Totzeit (Te)proportionalen Potentialwert fi/7}subtrahiert

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bremssteuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Einrichtungen dieser Art sind in der Bahnsteuerungstechnik schon seit längerer Zeit bekannt und in der Regel Teil der sogenannten Automatischen Fahr- und Bremssteuerungen (AFB), mit welchen die meisten modernen Schienenfahrzeuge ausgestattet sind. Verschiedene Automatische Fahr- und Bremssteuerungen sind z. B. in »Elektrische Bahnen«, Heft 7, 1972, S. 146, beschrieben.

Auch zur Verringerung des Stillstandsrucks bei Schienenfahrzeugen werden o.g. Einrichtungen benützt, wie aus der DE-PS 12 13 471 hervorgeht. Die Beeinflussung der Bremskraft erfolgt hier jeweils abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine spezielle Steuerschaltung.

Während in dem letztgenannten Falle die Bremskraft bei Unterschreiten einer bestimmten geringen Fahrgeschwindigkeit reduziert wird, dient die Automatische Fahr- und Bremssteuerung in erster Linie zur kontrol-

lierten Auslösung und Überwachung von Betriebs- und Zwangsbremsungen.

Vor allem bei automatisch gesteuerten Fahrzeugen ist es unumgänglich, eine Zwangsbremsmöglichkeit für den Fall vorzusehen, daß die Informationsübertragung zwischen Fahrzeug und Steuerzentrale plötzlich gestört oder unterbrochen wird. Diese Zwangsbremsung erfolgt mit möglichst hoher Brtmsverzögerung, um die Fahrstrecke, die das Fahrzeug unkontrolliert zurücklegt, möglichst kurz zu halten. Zwangsbremsmöglichkeiten sind außerdem ortsgebunden vor Signalen und Langsamfahrstellen vorgesehen für den Fall, daß die Haltstellung oder die vorgeschriebene herabgesetzte Geschwindigkeit nicht oder zu spät beachtet wird.

Da jede Zwangsbremsung für das Fahrzeug schädlich und für die Fahrgäste unangenehm ist, sollten versehentliche Zwangsbremsungen vermieden werden, d. h. alle Betriebsbremsungen vor Signalen und Langsamfahrstellen müssen so rechtzeitig erfolgen, daß die Zwangsbremse nicht ausgelöst wird. Im Geschwindigkeits-Weg-Diagramm (Fig. 1) gesehen, heißt das: Die Betriebsbremskurve BE darf die Zwangsbremseinsatzkurve ZE nicht schneiden.

Bei der Festlegung von Zwangsbremseinsatzkurven muß sichergestellt werden, daß bei jeder Zwangsbremsung das Fahrzeug noch vor dem vorgeschriebenen Haltepunkt zum Stillstand kommt oder noch vor Beginn der Langsamfahrstelle die vorgeschriebene reduzierte Geschwindigkeit erreicht Dazu muß neben dem durch die Anfangsgeschwindigkeit und die Zwangsbremsverzögerung gegebenen Bremsweg ein zusätzlicher Bremsweg berücksichtigt werden, der durch die sogenannte Bremsentwicklungszeit bedingt ist. Diese Bremsentwicklungszeit ist die Zeit, die eine beispielsweise druckluftbetätigte Bremse braucht, um vom nicht betätigten in den voll wirksamen Zustand zu gelangen. Nach Richtwerten eines Normenausschusses kann diese Zeit bei Güterzügen bis zu 8,5 s betragen. Es ist üblich, die Bremsentwicklungszeit, während der sich die Bremswirkung langsam aufbaut, in Form einer Totzeit Te zu berücksichtigen und man nimmt in einfacher Näherung an, daß während dieser Totzeit keine Bremsung erfolgt und nach Ablauf der Totzeit die volle Bremswirkung schlagartig einsetzt

Betrachtet man die Häufigkeit von tatsächlich ausgelösten Zwangsbremsungen, so stellt man fest, daß sie sehr selten sind. Von den tatsächlich erfolgten Zwangsbremsungen sind wiederum nur sin kleiner Teil echte Notbremsungen, die vom unbetätigten Zustand des Bremssystems aus stattfinden. Der weitaus größte Teil aller Zwangsbremsungen findet im Anschluß an eine Betriebsbremsung statt und das Bremssystem befindet sich bei Einsatz der Zwangsbremse bereits im betätigten Zustand.

Mißt man den o. g, durch die Bremsentwicklungszeit bedingten, zusätzlichen Bremsweg in Abhängigkeit der bereits wirksamen Betriebsbremsverzögerung bei Auslösen der Zwangsbremse, so erhält man die in F i g. 2 dargestellte Kurve. Aus ihr ist ersichtlich, daß der anfänglich der maximalen Bremsentwicklungszeit entsprechende, durch die Totzeit Te berücksichtigte zusätzliche Bremsweg mit zunehmender, im Einsatzpunkt der Zwangsbremsung bereits wirksamer Betriebsbremsverzögerung geringer wird und es ohne Sicherheitsrisiko möglich sein müßte, nach Einsatz der ietriebsbremsung die Zwangsbremseinsatzkurve weiter in Fahrtrichtung zu verschieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremssteuerein-

richtung zu schaffen, mit der diese Erkenntnis entweder zur Vermeidung gelegentlich vorkommender ungewollter Zwangsbremsungen oder, bei gleichbleibender Wahrscheinlichkeit des Eintretens ungewollter Zwangsbremsungen, zur Fahrzeitverkürzung und Verkürzung der Zugfolgezeit nutzbar gemacht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Einrichtung zur Bremssteuerung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst Dadurch wird jede Zwangsbremseinsatzkurve nach Einsatz der Betriebsbremsung in Fahrtrichtung verschoben und damit die Zahl der ungewollten Zwangsbremsungen erheblich reduziert. Andererseits ist die Möglichkeit gegeben, ohne mehr ungewollte Zwangsbremsungen auszulösen, auch die Betriebsbremskurve in Fahrtrichtung zu verschieben. Dies bedeutet schnelleres Heranfahren an einen Halt oder eine Langsamfahrstelle ohne Sicherheitsverlust und damit Fahrzeitersparnis und kürzer⁰· minimale Zugfolgezeiten.

Eine Weiterbildung der Einrichtung zur Bremssteuerung ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet Mit dieser Weiterbildung wird die komplizierte Abhängigkeit des durch die Bremsentwicklungszeit bedingten zusätzlichen Bremsweges von der unmittelbar vor dem Zwangsbremseinsatz wirksamen Betriebsbremsverzögerung durch eine der Näherungsgeraden NG in F i g. 2 entsprechende Näherung ersetzt und so ihre schaltungstechnische Berücksichtigung wesentlich vereinfacht

Eine Ausgestaltung der vorstehenden Weiterbildung ist im Anspruch 3 angegeben. Diese einfache Schaltung ist wenig störanfällig und läßt sich kostengünstig realisieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 Bremseinsatz- und Bremsablaufkurven im Weg-Geschwindigkeits-Diagramm,

F i g. 2 die Abhängigkeit des durch die Bremsentwicklungszeit bedingten zusätzlichen Bremsweges von der bereits wirksamen Betriebsbremsverzögerung und

F i g. 3 die Ausgestaltung des Schaltungsteils nach Anspruch 3.

In Fig. 1 sind im Weg-Geschwindigkeits-Diagramm (s-v-Diagramm) Bremseinsatz- und Bremsablaufkurven nach dem Stand der Technik dargestellt. Eine Betriebsbremskurve BE, welche als Parabel im Haltepunkt Pi auf die Wegachse trifft, wird durch eine Zwangsbremseinsatzkurve ZE abgesichert, die auf dem Fahrzeug aus der augenblicklichen Geschwindigkeit, der maximal möglichen Bremsverzögerung B_max.und der Totzeit Te nach Vorgabe der Koordinaten des Zielpunktes P2 errechnet wird. Nach Erreichen der Zwangsbremseinsatzkurve ZE durch das Fahrzeug folgt dieses, wenn vorher noch keine Betriebsbremsung erfolgt ist einer seiner Geschwindigkeit entsprechenden Kurve aus der Schar der Zwangsbremsablaufkurven ZA, deren Einhüllende EH im Zielpunkt P2 die Wegachse schneidet

Die Zwangsbremsablaufkurven ZA verlaufen anfangs nahezu horizontal, da die Bremsentwicklungszeit eine sofortige stärkere Bremsung nicht zuläßt
Ist bei Einsatz der Zwangsbremsung schon eine Betriebsbremsung im Gange, eo entfällt je nach der im Einsatzpunkt der Zwangsbremsung bereits wirksamen Betriebsbremsverzögerung B, ein Teil des flach verlaufenden Anfangsteils der Zwangsbremsablaufkurve ZA und das Fahrzeug folgt einer steileren Bremsablaufkurve ZB und kommt schon vor dem Zielpunkt P 2 im Haltepunkt P 3 zum Stillstand. Dieses vorzeitige Anhalten bei einer Zwangsbremsung ist unnötig, und es kann in diesem Falle ohne Sicherheitsrisiko die Zwangsbremseinsatzkurve ZE so weit versteilert d. h. im Bereich höherer Geschwindigkeiten in Fahrtrichtung verschoDen werden, bis der Haltepunkt />3 in den Zielpunkt PI fällt. Diese Maßnahme verringert die Zahl der ungewollten Zwangsbremsungen erheblich. Wird auf eine solche Verringerung kein Wert gelegt so kann die Betriebsbremskurve BE in Fahrtrichtung verschoben werden, bis der alte Abstand zur Zwangsbremseinsatzkurve wieder hergestellt ist. Dies ermöglicht dann ein schnelleres Heranfahren an den Zielpunkt P2 und bringt damit Zeitersparnis.

jo F i g. 2 zeigt die durch die Funktion F beschreibbare Abhängigkeit des durch die Bremsentwicklungszeit bedingten zusätzlichen Bremsweges BZ von der im Einsatzpunkt der Zwangsbremsung bereits wirksamen Betriebsbremsverzögerung B: BZ=F(B). Die Näherungsgerade NC stellt eine einfache Näherung an die recht komplizierte Funktion F dar. Die Näherung erfolgt auf der sicheren Seite und ermöglicht die schaltungstechnische Berücksichtigung der durch die Funktion F beschreibbaren Abhängigkeit durch eine einfache Schaltung.

Ein Ausführungsbeispiel dieser Schaltung zeigt Fig.3: Einem Verstärker V wird ein durch Messung gewonnenes, der augenblicklich wirksamen Betriebsbremsverzögerung B proportionales Potential UB zugeführt. Dies.es wird mit einem, durch das Verhältnis von Widerständen R1 zu R 2 gegebenen fahrzeugspezifischen Faktor f multipliziert und dann in einer Subtrahierschaltung S von einem der Totzeit Te entsprechenden und ebenfalls fahrzeugspezifischen

so Potential UT subtrahiert. R 3 bis R 7 sind weitere Widerstände.

Das Ausgangspotential UA wird anstelle des beim Stand der Technik verwendeten, der Totzeit Te entsprechenden Potentials t/Tweiterverarbeitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Bremssteuerung bei einem spurgebundenen, insbesondere automatisch gesteuerten Fahrzeug, welche Zielbremsungen mit höchstmöglicher Bremsverzögerung (sogenannte Zwangsbremsungen) nach auf dem Fahrzeug festgelegten Zwangsbremseinsatzkurven auslöst, bei denen die (Brems-) Entwicklungszeit der fahrzeugeigenen Bremssysteme berücksichtigt ist, mit einer die Bremskraft beeinflussenden Steuerschaltung und mit einer Beschleunigungsmeßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Zusatzteil (F i g. 3) enthält, durch den eine zur Festlegung der Zwangsbremseinsatzkurve (ZE) notwendige, die Entwicklungszeit der fahrzeugeigenei! Bremssysteme berücksichtigende Totzeit (Te) in Abhängigkeit der bereits wirksamen Betriebsbremsverzögerung (B) verkürzt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzteil (F i g. 3) der Steuerschaltung ein zur Festlegung von Zwangsbremseinsatzkurven (ZE) notwendiges Potential (UA) liefert, welches dem Ausdruck