EP1986900A1 - Verfahren zum bremsen eines schienenfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum bremsen eines schienenfahrzeuges

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EP1986900A1
EP1986900A1 EP07703913A EP07703913A EP1986900A1 EP 1986900 A1 EP1986900 A1 EP 1986900A1 EP 07703913 A EP07703913 A EP 07703913A EP 07703913 A EP07703913 A EP 07703913A EP 1986900 A1 EP1986900 A1 EP 1986900A1
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EP
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brake
brake system
brake systems
systems
braking
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EP07703913A
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Hagen Gross
Manfred Wiesand
Roger Helling
Dieter Maischak
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/58—Combined or convertible systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1705—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for braking a rail vehicle having at least two individually controllable braking systems, in particular at least one electric ⁇ cal and / or at least one mechanical brake system, wherein the braking systems are controlled depending on their availability.
  • the invention has for its object to provide a method for braking a rail vehicle, which continuously allows optimum distribution of the required braking force on the existing brake systems.
  • the object is achieved according to the invention in that the braked mass of the rail vehicle and for each braking system currently available braking forces (Kann- forces) are determined that the currently required
  • Braking force (target force) is determined and that the erforder ⁇ Liche braking force is distributed, taking into account the braked mass and the available braking forces by a management function ⁇ management on the brake systems by the management function controls the braking systems individually or combined.
  • the computer for the management function differs from the known brake control unit. When acquaintances the required braking force is distributed only due to the availability of Bremssys ⁇ systems. With the method according to the invention, not only examines whether the brake systems are functional and if it does not, a replacement brake system acti ⁇ fourth, but it is determined for each brake system, the currently standing by braking force (Can force).
  • the currently required braking force (desired force) is determined.
  • the target force depends on the one hand, on how large the delay (negative acceleration), which dictates the driver, and on the other hand on the existing route, namely whether z. B. is a slope or a slope.
  • the management computer also controls these brake systems individually in normal operation, when all brake systems are operational. He distributes the required braking force, which is also called the target force, on the IN ANY ⁇ braking systems taking into account the respective Kann structural and braked mass.
  • the advantage is achieved that a uniform and thus optimal load of the individual brake systems is made possible.
  • the actual forces is the braking systems ⁇ the maximum thermal and / or mechanical Bela ⁇ when determining processing of the brake systems considered. Overheating or mechanical damage is thereby excluded.
  • the management function minimizes component wear by distributing the required braking force to the brake systems.
  • the management function is controlled ert the brake systems always so that those Bremssyste ⁇ me, which have a higher wear, are spared as possible. So electric brakes are preferred to mechanical brakes.
  • the component wear is evenly distributed to existing cars of the rail vehicle. It ⁇ so the z.
  • the mechanical brakes of the individual carriages are claimed in the same way.
  • the distributed management function se the required braking force on the brake systems of the Wei ⁇ that a previously fixed to the maximum value of the slip friction is not exceeded of the wheels on the rail. Characterized that the train so strong till ⁇ is braking, it is prevented that there is a sliding blocked wheels on the rail which is unfavorable for braking.
  • Friction minimizes component wear.
  • the Management Radio ⁇ tion thus combines the two conditions for an optimal braking, that it is not that a sliding of the wheels is on track and that anyway the components- wear remains as small as possible by braking.
  • the use of the at least one mechanical brake system is minimized. Since an electric brake system has less wear and tear, the entire wear of the Bremssyste ⁇ me is reduced due to the preference of the electric brake system.
  • the at least one electrical firing system and then the used at least one me ⁇ chanical combustion system is first. In principle, it is initially attempted to provide the desired force solely by the at least one electrical brake system. Only when the optional forces of the at least one electric brake system should not be sufficient, then the at least one me ⁇ chanic brake system is switched on.
  • An additional required braking force comes from at least one mecha ⁇ African braking system.
  • the approach to a breakpoint is then better to regulate the standstill of the rail vehicle.
  • OF ELECTRIC braking system which is dynamically variable, a desired stopping point with high accuracy is advantageously enabled the control ren quickly angefah ⁇ .
  • the management function is achieved in particular, the advantage to be gained that during a braking operation ⁇ existing brake systems always optimally ⁇ sets are.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines Schienenfahrzeuges, das mindestens zwei einzeln ansteuerbare Bremssysteme aufweist, insbesondere mindestens ein elektrisches und mindestens ein mechanisches Bremssystem, wobei die Bremssysteme abhängig von ihrer Verfügbarkeit angesteuert werden. Es ist vorgesehen, dass die abzubremsende Masse des Schienenfahrzeuges und für jedes Bremssystem die momentan bereitstehenden Bremskräfte (Kannkräfte) ermittelt werden. Auch die momentan erforderliche Bremskraft (Sollkraft) wird ermittelt. Die Sollkraft wird dann unter Berücksichtigung der abzubremsenden Masse und der Kannkräfte durch eine Managementfunktion auf die Bremssysteme verteilt, indem die Managementfunktion die Bremssysteme einzeln oder kombiniert ansteuert.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Bremsen eines Schienenfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines Schienenfahrzeuges, das mindestens zwei einzeln ansteuerbare Bremssysteme aufweist, insbesondere mindestens ein elektri¬ sches und/oder mindestens ein mechanisches Bremssystem, wobei die Bremssysteme abhängig von ihrer Verfügbarkeit angesteuert werden.
Bisher war es üblich, dass von einem Bremssteuergerät aus die erforderliche Bremskraft auf zwei vorhandene Bremssysteme verteilt wurde. Dabei kam es insbesondere darauf an, dass, wenn eines der Bremssysteme ausgefallen war, ein anderes Bremssystem entsprechend mehr belastet wurde.
Bisher wurde stets nur die momentane Verfügbarkeit der ein¬ zelnen Bremssysteme beachtet, wobei in der Regel zum Bremsen eine elektrische Bremse bevorzugt wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bremsen eines Schienenfahrzeuges anzugeben, das laufend eine optimale Verteilung der erforderlichen Bremskraft auf die vorhandenen Bremssysteme ermöglicht.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die abzubremsende Masse des Schienenfahrzeuges und für jedes Bremssystem die momentan bereitstehenden Bremskräfte (Kann- kräfte) ermittelt werden, dass die momentan erforderliche
Bremskraft (Sollkraft) ermittelt wird und dass die erforder¬ liche Bremskraft unter Berücksichtigung der abzubremsenden Masse und der bereitstehenden Bremskräfte durch eine Manage¬ mentfunktion auf die Bremssysteme verteilt wird, indem die Managementfunktion die Bremssysteme einzeln oder kombiniert ansteuert . Der Rechner für die Managementfunktion unterscheidet sich vom bekannten Bremssteuergerät. Beim Bekannten wird die erforderliche Bremskraft nur aufgrund der Verfügbarkeit der Bremssys¬ teme verteilt. Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird nicht nur untersucht, ob die Bremssysteme funktionsfähig sind und falls das nicht zutrifft, ein Ersatzbremssystem akti¬ viert, sondern es wird für jedes Bremssystem die momentan bereitstehende Bremskraft (Kannkraft) ermittelt.
Wenn neben der abzubremsenden Masse (Leermasse + Zuladung) , also der tatsächlichen Fahrzeugmasse des Schienenfahrzeuges, die sich in üblicher Weise durch Wiegen ergeben kann, auch die verschiedenen Kannkräfte der Bremssysteme bekannt sind, wird die momentan erforderliche Bremskraft (Sollkraft) ermit- telt. Die Sollkraft hängt einerseits davon ab, wie groß die Verzögerung (negative Beschleunigung) ist, die der Fahrzeugführer vorgibt, und andererseits von der vorhandenen Strecke, nämlich ob z. B. eine Steigung oder ein Gefälle vorliegt. Um dann die ermittelte erforderliche Bremskraft auch wirklich zu erzeugen, steuert der Managementrechner auch im normalen Betrieb, wenn alle Bremssysteme funktionsfähig sind, diese Bremssysteme einzeln an. Er verteilt dabei die erforderliche Bremskraft, die auch Sollkraft genannt wird, auf die vorhan¬ denen Bremssysteme unter Berücksichtigung der jeweiligen Kannkräfte und der abzubremsenden Masse.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass eine gleichmäßige und damit optimale Belastung der einzelnen Bremssysteme ermöglicht wird.
Beispielsweise wird beim Ermitteln der Kannkräfte der Brems¬ systeme die maximale thermische und/oder mechanische Belas¬ tung der Bremssysteme berücksichtigt. Eine Überhitzung oder mechanische Beschädigung wird dadurch ausgeschlossen.
Nach einem ersten Beispiel minimiert die Managementfunktion beim Verteilen der erforderlichen Bremskraft auf die Bremssysteme den Bauteileverschleiß. Die Managementfunktion steu- ert die Bremssysteme stets so an, dass diejenigen Bremssyste¬ me, die einen höheren Verschleiß haben, möglichst geschont werden. Es werden also elektrische Bremsen mechanischen Bremsen vorgezogen.
Beispielsweise wird der Bauteileverschleiß dabei gleichmäßig auf vorhandene Wagen des Schienenfahrzeuges verteilt. Es wer¬ den also z. B. bei einem Zug, der aus mehreren Wagen besteht, die mechanischen Bremsen der einzelnen Wagen in gleicher Wei- se beansprucht.
Nach einem zweiten Beispiel verteilt die Managementfunktion die erforderliche Bremskraft auf die Bremssysteme in der Wei¬ se, dass ein zuvor zum Gleitschutz festgelegter Maximalwert der Reibung der Räder auf der Schiene nicht überschritten wird. Dadurch wird verhindert, dass der Zug so stark abge¬ bremst wird, dass es zu einem Gleiten blockierter Räder auf der Schiene kommt, was für das Abbremsen ungünstig ist.
Beispielsweise wird unter Beachtung des Maximalwertes der
Reibung der Bauteileverschleiß minimiert. Die Managementfunk¬ tion kombiniert also die beiden Voraussetzungen für ein optimales Abbremsen, nämlich dass es nicht zu einem Gleiten der Räder auf der Schiene kommt und dass trotzdem der Bauteile- verschleiß durch das Bremsen möglichst klein bleibt.
Beispielsweise wird fließend umgeschaltet zwischen der Vorga¬ be, dass der Bauteileverschleiß zu minimieren ist und der Vorgabe, dass die erforderliche Reibung der Räder auf der Schiene minimiert wird. Durch das fließende Umschalten wird der Vorteil erzielt, dass ein für die Fahrgäste unangenehmer Ruck beim Bremsen unterbleibt.
Beispielsweise wird der Einsatz des mindestens einen mechani- sehen Bremssystems minimiert. Da ein elektrisches Bremssystem weniger Verschleiß hat, wird durch die Bevorzugung des elektrischen Bremssystemes der gesamte Verschleiß der Bremssyste¬ me verkleinert. Nach einem anderen Beispiel wird zunächst das mindestens eine elektrische Brennsystem und erst dann das mindestens eine me¬ chanische Brennsystem eingesetzt. Es wird grundsätzlich zu- nächst versucht, die Sollkraft allein durch das mindestens eine elektrische Bremssystem bereitzustellen. Erst wenn die Kannkräfte des mindestens einen elektrischen Bremssystems nicht ausreichen sollten, wird dann das mindestens eine me¬ chanische Bremssystem zugeschaltet.
Beispielsweise setzt die Managementfunktion beim Verteilen der erforderlichen Bremskraft auf die Bremssysteme das min¬ destens eine elektrische Bremssystem im Bereich eines Bahnho¬ fes nicht voll ein, um eine Regelung des mindestens einen elektrischen Bremssystems zu ermöglichen. Eine zusätzlich erforderliche Bremskraft kommt dann vom mindestens einen mecha¬ nischen Bremssystem. Die Anfahrt an einen Haltepunkt ist bis zum Stillstand des Schienenfahrzeuges dann besser zu regeln. Vorteilhaft wird durch die ermöglichte Regelung eines elek- trischen Bremssystems, das dynamisch regelbar ist, ein gewünschter Anhaltepunkt mit hoher Genauigkeit schnell angefah¬ ren .
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird, wenn ein Brems- System versagt, mit den anderen noch verfügbaren Bremssystemen gebremst .
Mit dem Verfahren zum Bremsen eines Schienenfahrzeuges nach der Erfindung wird durch den Einsatz der Managementfunktion insbesondere der Vorteil erzielt, dass während eines Brems¬ vorganges die vorhandenen Bremssysteme stets optimal einge¬ setzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bremsen eines Schienenfahrzeuges, das min¬ destens zwei einzeln ansteuerbare Bremssysteme aufweist, ins- besondere mindestens ein elektrisches und/oder mindestens ein mechanisches Bremssystem, wobei die Bremssysteme abhängig von ihrer Verfügbarkeit angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die abzubremsende Masse des Schienenfahrzeuges und für jedes Bremssystem die momentan bereitstehenden Bremskräf- te (Kannkräfte) ermittelt werden, dass die momentan erforder¬ liche Bremskraft (Sollkraft) ermittelt wird und dass die er¬ forderliche Bremskraft unter Berücksichtigung der abzubremsenden Masse und der bereitstehenden Bremskräfte durch eine Managementfunktion auf die Bremssysteme verteilt wird, indem die Managementfunktion die Bremssysteme einzeln oder kombiniert ansteuert .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ermitteln der momentan bereitstehenden Bremskräfte (Kannkräfte) der Bremssysteme die maximale thermische und/oder mechanische Belastung der Bremssysteme berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Managementfunktion beim Verteilen der erforderlichen Bremskraft auf die Bremssysteme den Bauteile¬ verschleiß minimiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteileverschleiß gleichmäßig auf vorhandene Wagen des
Schienenfahrzeuges verteilt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Managementfunktion beim Verteilen der erforderlichen Bremskraft auf die Bremssysteme einen zuvor zum Gleitschutz festgelegten Maximalwert der Reibung der Räder auf der Schiene nicht überschreitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter Beachtung des Maximalwertes der Reibung der Bauteileverschleiß minimiert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass fließend umgeschaltet wird zwischen Mini¬ mierung des Bauteileverschleißes und Minimierung der erforderlichen Reibung der Räder auf der Schiene.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz des mindestens einen mechani¬ schen Bremssystems minimiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass zunächst das mindestens eine elektrische
Bremssystem und erst dann das mindestens eine mechanische Bremssystem eingesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass im Bereich eines Bahnhofes die Management¬ funktion beim Verteilen der erforderlichen Bremskraft auf die Bremssysteme das mindestens eine elektrische Bremssystem nicht voll einsetzt, um eine Regelung zu ermöglichen und dass eine zusätzlich erforderliche Bremskraft vom mindestens einen mechanischen Bremssystem kommt.
EP07703913A 2006-02-23 2007-01-16 Verfahren zum bremsen eines schienenfahrzeuges Withdrawn EP1986900A1 (de)

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