EP4063232A1 - Vehicle, in particular railway vehicle, and method for its operation - Google Patents

Vehicle, in particular railway vehicle, and method for its operation Download PDF

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EP4063232A1
EP4063232A1 EP22163259.9A EP22163259A EP4063232A1 EP 4063232 A1 EP4063232 A1 EP 4063232A1 EP 22163259 A EP22163259 A EP 22163259A EP 4063232 A1 EP4063232 A1 EP 4063232A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
braking capacity
route
aza
brakes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22163259.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ebeling
Christopher Feihl
Volker SWATON
Manfred Wiesand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4063232A1 publication Critical patent/EP4063232A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/16—Trackside optimisation of vehicle or train operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a vehicle, in particular a rail vehicle, in which method a failure state indication indicating the failure state of the brakes of the vehicle is determined and a braking capacity value indicating the braking capacity of the brakes of the vehicle is determined taking into account the failure state indication.
  • a failure condition measured value indicating the current failure condition of the brakes is determined on the basis of at least two measured values. Based on the failure condition, the vehicle's maximum allowable speed can be set.
  • the invention is based on the object of specifying a method for operating a vehicle in which a driving behavior that is particularly favorable for system operation can be achieved.
  • a current failure status indication indicating the current failure status of the brakes is determined at least once, preferably regularly or irregularly, a current braking ability value indicating the current braking capacity of the brakes of the vehicle
  • a location-dependent target speed profile is calculated that indicates the target speed of the Vehicle defined over the location in each traveled or next to be traveled route section.
  • a significant advantage of the method according to the invention can be seen in the fact that—in contrast to the previously known method described at the outset—not only is the actual braking capacity of the brakes determined while driving, but an adapted target speed profile is also always determined during driving; Such a desired speed profile can take operational boundary conditions such as route conditions, optimal headway times or minimum energy consumption into account.
  • the setpoint speed which is generally lower than the maximum permissible vehicle-dependent top speed, is adapted to the respective braking capacity while driving. For example, if there are problems on the brake side, braking can be initiated earlier than would otherwise be the case with healthy brakes, or shorter stopping distances can be planned for if, during the journey, brakes previously considered to be faulty or degraded become operational again.
  • a such target speed profile is preferably adapted to the route conditions of the respective route section as well as other parameters and is usually below the permissible vehicle-dependent maximum speed, in particular, for example with a view to optimum headway times; the invention thus relates to a location-dependent setpoint speed profile as a function of the current braking capacity and goes far beyond the determination of a maximum speed that is only related to the vehicle.
  • a display device is activated on which the desired speed at the respective vehicle location is visualized according to the desired speed profile.
  • the vehicle is preferably controlled on the basis of the location-dependent target speed profile in such a way that the vehicle drives at the target speed specified for the respective vehicle location according to the target speed profile.
  • the respective target speed which is dependent on the vehicle location, is preferably visualized on a speedometer of the vehicle, including a rescaling of the display.
  • the setpoint speed profile is calculated, taking into account planned stopping processes, in such a way that minimum headway times are achieved.
  • the target speed profile is calculated in such a way that the energy consumption is minimal while maintaining a specified timetable.
  • the target speed profile is preferably calculated in such a way that the target speed is predominantly, ie at all locations or at least at most locations, lower than the maximum speed that the vehicle is facing the current braking capacity should actually drive in compliance with specified safety criteria.
  • the setpoint speed profile is preferably calculated in a manner compatible with ETCS (European Train Control System or European train control system), particularly preferably in an ETCS-compatible vehicle control unit.
  • ETCS European Train Control System or European train control system
  • the route information ie such information or at least route-related information that enables the route information to be read out from a route information database stored on the vehicle, is preferably transmitted from a device on the route to the vehicle while the vehicle is in motion.
  • the route information is such or at least route-related information that enables the route information to be read from a route information database stored in the vehicle, is transmitted from an ETCS-compatible balise to the vehicle while driving.
  • a braking power value is preferably determined using the respective failure state information and the braking power value is preferably calculated on the basis of the braking power value and the respective vehicle mass.
  • a warning signal is preferably generated.
  • the respective vehicle mass is preferably measured while driving, forming a measured mass value, and the braking capacity value is preferably determined at least as a function of the measured mass value.
  • the mass is preferably determined on the basis of a pressure value or pressure value curve recorded on a pneumatic spring system of the vehicle.
  • the invention also relates to a vehicle control unit for a vehicle, in particular a rail vehicle, the vehicle control unit being suitable for determining a failure state indication indicating the failure state of the vehicle's brakes and for determining a braking capacity value indicating the braking capacity of the vehicle's brakes, including the failure state indication.
  • the vehicle control unit is designed in such a way that it determines at least once, preferably regularly or irregularly, a current failure state indication indicating the current failure state of the brakes while driving in a section of road, a current braking capacity of the brakes of the vehicle specified braking capacity value is determined while taking into account the current failure status information during the journey and on the basis of route information that describes the route section that is being traveled on or that is to be traveled next, as well as on the basis of the current braking capacity value that is during the journey, a location-dependent target speed profile is calculated that defines the target speed of the vehicle over the location in the route section being driven on or the next to be driven on.
  • the vehicle control unit has a computing device and a memory in which at least one control program module is stored which, when executed by the computing device, controls the mode of operation of the vehicle control unit is determined or at least co-determined, and the control program module is programmed in such a way that it can carry out a method as described above.
  • the vehicle control unit is preferably an ETCS-compatible vehicle control unit.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with a vehicle control unit as has been described above.
  • vehicle control unit as has been described above.
  • the figure 1 shows a rail vehicle 10 traveling on a railway line 20.
  • the rail vehicle 10 is at the end of a route section SAi and just before entering the next route section SAi+1.
  • a trackside device 30, for example in the form of an ETCS-compatible balise, is installed at the end of the route section SAi, which transmits route-related information SBA to the passing rail vehicle 10.
  • the transmission preferably takes place wirelessly via radio, for example in an ETCS-compatible form.
  • the trackside device 30 preferably identifies itself and preferably transmits an identifier for the respective route section SAi in which it is located, as well as an identifier for the next or neighboring route section SAi+1, as route-related information SBA.
  • the rail vehicle 10 is equipped with a vehicle control unit 100 which, on the basis of the route-related information SBA for the next or upcoming route section SAi+1, determines a location-dependent target speed profile Vsoll(x), which determines the target speed Vsoll of the rail vehicle 10 at location X in the route section SAi+1 to be traveled next.
  • a vehicle control unit 100 which, on the basis of the route-related information SBA for the next or upcoming route section SAi+1, determines a location-dependent target speed profile Vsoll(x), which determines the target speed Vsoll of the rail vehicle 10 at location X in the route section SAi+1 to be traveled next.
  • the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) is shown as an example in FIG figure 2 over location X for the line segment SAi+1 extending from location Xi+1 to location Xi+2. It can be seen that the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) for all locations X or at least for most locations X, i.e. predominantly, is lower than the maximum speed Vmax that the rail vehicle 10 actually has with a view to the current braking capacity value while complying with specified safety criteria should drive.
  • the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) is preferably calculated taking into account planned stopping processes, the expected driving behavior of rail vehicles driving ahead and specified timetable data in such a way that optimal headway times and a journey in accordance with the timetable are achieved with minimum energy consumption.
  • the figure 3 shows a first exemplary embodiment for the rail vehicle 10 and the vehicle control unit 100 in more detail.
  • Vehicle control unit 100 includes a computing device 110 and a memory 120 in which at least one software program module SPM is stored. When executed by computing device 110, software program module SPM determines the mode of operation of vehicle control device 100 completely alone or alternatively with other components or software modules.
  • the software program module SPM includes, among other things, a braking capacity determination module BVBM, which forms a braking capacity determination device when executed by computing device 110, a target speed determination module SGBM, which forms a target speed determining device when executed by computing device 110, and a database DB.
  • a vehicle control module FSM is preferably additionally present, which forms a vehicle control device when executed by computing device 110 .
  • rail vehicle 10 is preferably additionally equipped with a display device AZ, which can display a location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) generated by setpoint speed determination module SGBM.
  • a display device AZ is preferably controlled in such a way that the desired speed Vsoll is visualized at the respective vehicle location X according to the location-dependent desired speed profile Vsoll(x).
  • the display device AZ is integrated in the speedometer and the respective desired speed Vsoll dependent on the vehicle location X is visualized on the speedometer, including a rescaling of the speed display.
  • the rail vehicle has a plurality of brakes 130, which themselves generate a brake status indication BZA that indicates their respective status and—regularly or irregularly—automatically transmit it to the braking ability determination module BVBM, or at least in response to a corresponding query from the braking ability determination module BVBM, a corresponding brake status indication BZA to the braking ability determination module BVBM spend.
  • the brakes 130 can be mechanical Act brakes 130 such as friction brakes and / or electrodynamic brakes 130, which are formed for example by drive motors and convert braking energy into electrical energy.
  • the braking capacity determination module BVBM evaluates the brake status information BZA of the various brakes 130 to form a failure status information AZA and generates a warning signal WS if at least one of the brake status information BZA indicates a failure of its respective brake 130 or at least a loss of braking power.
  • the braking capacity determination module BVBM uses the failure status indication AZA to determine a braking capacity value BVW, which quantifies the common current braking capacity of the brakes 130 .
  • Braking capability value BVW is transmitted to target speed determination module SGBM.
  • the target speed determination module SGBM is also connected to a communication device 140 of the rail vehicle 10 .
  • the communication device 140 is suitable with the wayside device 30 according to FIG figure 1 to communicate or at least to receive from this data such as the route-related information SBA and to forward this to the target speed determination module SGBM.
  • the target speed determination module SGBM After receiving the route-related information SBA, the target speed determination module SGBM reads route information SI from the database DB, which as shown can be stored in the memory 120 or in another memory that is not shown, for the route section SAi+1 ahead, which is the next to be traveled on Describe route section SAi+1.
  • the setpoint speed determination module SGBM calculates the location-dependent one, preferably while driving in the route section SAi Desired speed profile Vsoll(x), which defines the desired speed Vsoll of rail vehicle 10 over location X in route section SAi+1 to be traveled next.
  • the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) is transmitted to the vehicle control module FSM and the display device AZ, so that the vehicle control module FSM can control the rail vehicle 10 during autonomous driving on the basis of the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x).
  • the display device AZ displays the entire location-dependent setpoint speed profile Vsetpoint(x) or at least a display of the respective setpoint speed Vsetpoint for the respective vehicle location X.
  • the target speed determination module SGBM is preferably programmed in such a way that it calculates the target speed profile in such a way that the target speed at every location on the route section, or at least at most locations on the route section, is lower than the maximum speed that the vehicle can drive with a view to the current braking capacity value BVW while complying with specified Safety criteria according to ETCS guidelines should actually drive.
  • the figure 4 shows a second exemplary embodiment for the rail vehicle 10 and the vehicle control device 100 according to FIG. 1 in more detail.
  • a mass sensor 150 is also present, which determines the respective vehicle mass or the respective vehicle weight and transmits a corresponding mass value M to the braking capacity determination module BVBM.
  • the braking capacity determination module BVBM is programmed in such a way that it not only determines the braking capacity value BVW as a function of the failure status indication AZA, but also using the respective mass value M.
  • the figure 5 shows a third exemplary embodiment for the rail vehicle 10 and the vehicle control device 100 according to FIG. 1 in more detail.
  • the figure 6 shows the rail vehicle 10 according to FIGS Figures 1 to 5 when traveling on the railway line 20 after entering the next line section SAi+2 and in the event that the trackside device 30 responsible for transmitting the relevant line-related information SBA is not at the end of the preceding line section SAi+1, but only at the beginning of the following section SAi+2 is mounted.
  • the vehicle control unit 100 uses the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) (see figure 7 ) for the route section SAi+2 only after entering this on the basis of the route-related information SBA received there.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs (10), wobei bei dem Verfahren eine den Ausfallzustand von Bremsen (130) des Fahrzeugs angebende Ausfallzustandsangabe (AZA) ermittelt wird und ein das Bremsvermögen der Bremsen (130) des Fahrzeugs angebender Bremsvermögenswert (BVW) unter Einbezug der Ausfallzustandsangabe (AZA) ermittelt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass während der Fahrt in einem Streckenabschnitt (SA) zumindest einmal, vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig, eine den jeweils aktuellen Ausfallzustand der Bremsen (130) angebende aktuelle Ausfallzustandsangabe (AZA) ermittelt wird, ein das aktuelle Bremsvermögen der Bremsen (130) des Fahrzeugs angebender aktueller Bremsvermögenswert (BVW) unter Einbezug der jeweils aktuellen Ausfallzustandsangabe (AZA) während der Fahrt ermittelt wird und auf der Basis einer Streckeninformation (SI), die den jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt (SA) beschreibt, sowie auf der Basis des jeweils aktuellen Bremsvermögenswerts (BVW) während der Fahrt ein ortsabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil (Vsoll(x)) errechnet wird, das die Sollgeschwindigkeit (Vsoll) des Fahrzeugs über dem Ort (X) im jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenen Streckenabschnitt (SA) definiert.The invention relates, among other things, to a method for operating a vehicle, in particular a rail vehicle (10), in which method a failure state indication (AZA) indicating the failure state of the brakes (130) of the vehicle is determined and a braking capacity of the brakes (130 ) of the vehicle's braking capacity value (BVW) is determined taking into account the failure state information (AZA). According to the invention, a current failure status indication (AZA) indicating the current failure status of the brakes (130) is determined at least once, preferably regularly or irregularly, while driving in a route section (SA), the current braking capacity of the brakes (130) the vehicle's current braking capacity value (BVW) is determined taking into account the current failure state information (AZA) while driving and on the basis of route information (SI) that describes the route section (SA) that is being driven on or that is to be driven on next, as well as on the Based on the current braking capacity value (BVW) while driving, a location-dependent setpoint speed profile (Vsetpoint(x)) is calculated, which defines the setpoint speed (Vsetpoint) of the vehicle over the location (X) in the route section (SA) that is being traveled on or the next to be traveled on .

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wobei bei dem Verfahren eine den Ausfallzustand von Bremsen des Fahrzeugs angebende Ausfallzustandsangabe ermittelt wird und ein das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebender Bremsvermögenswert unter Einbezug der Ausfallzustandsangabe bestimmt wird.The invention relates to a method for operating a vehicle, in particular a rail vehicle, in which method a failure state indication indicating the failure state of the brakes of the vehicle is determined and a braking capacity value indicating the braking capacity of the brakes of the vehicle is determined taking into account the failure state indication.

Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2015/128147 A1 ist ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei dem vorbekannten Verfahren wird ein den jeweils aktuellen Ausfallzustand von Bremsen angebender Ausfallzustandsmesswert auf der Basis zumindest zweier Messwerte ermittelt. Auf der Basis des Ausfallzustands kann die zulässige Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs festgelegt werden.From the international patent application WO 2015/128147 A1 a method with the features according to the preamble of patent claim 1 is known. In the previously known method, a failure condition measured value indicating the current failure condition of the brakes is determined on the basis of at least two measured values. Based on the failure condition, the vehicle's maximum allowable speed can be set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs anzugeben, bei dem ein für den Anlagenbetrieb besonders günstiges Fahrverhalten erreicht werden kann.The invention is based on the object of specifying a method for operating a vehicle in which a driving behavior that is particularly favorable for system operation can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a method having the features according to patent claim 1 . Advantageous refinements of the method according to the invention are specified in the dependent claims.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass während der Fahrt in einem Streckenabschnitt zumindest einmal, vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig, eine den jeweils aktuellen Ausfallzustand der Bremsen angebende aktuelle Ausfallzustandsangabe ermittelt wird, ein das aktuelle Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebender aktueller Bremsvermögenswert unter Einbezug der jeweils aktuellen Ausfallzustandsangabe während der Fahrt ermittelt wird und auf der Basis einer Streckeninformation, die den jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt beschreibt, sowie auf der Basis des jeweils aktuellen Bremsvermögenswerts während der Fahrt ein ortsabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil errechnet wird, das die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs über dem Ort im jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt definiert.According to the invention, it is provided that while driving in a section of road, a current failure status indication indicating the current failure status of the brakes is determined at least once, preferably regularly or irregularly, a current braking ability value indicating the current braking capacity of the brakes of the vehicle Inclusion of the current failure status information is determined during the journey and on the basis of route information that describes the route section that is being traveled on or that is to be driven on next, as well as on the basis of the current braking capacity value during the journey, a location-dependent target speed profile is calculated that indicates the target speed of the Vehicle defined over the location in each traveled or next to be traveled route section.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass - im Unterschied zu dem eingangs beschriebenen vorbekannten Verfahren - während der Fahrt nicht nur eine Ermittlung des tatsächlichen Bremsvermögens der Bremsen erfolgt, sondern zusätzlich während der Fahrt stets auch ein angepasstes Sollgeschwindigkeitsprofil ermittelt wird; ein solches Sollgeschwindigkeitsprofil kann betriebliche Randbedingungen wie beispielsweise Streckenverhältnisse, optimale Zugfolgezeiten oder minimalen Energieverbrauch berücksichtigen. Erfindungsgemäß wird also die Sollgeschwindigkeit, die in der Regel geringer als die maximal zulässige fahrzeugabhängige Höchstgeschwindigkeit ist, während der Fahrt an das jeweilige Bremsvermögen angepasst. Wenn beispielsweise bremsenseitig Probleme auftreten, kann ein Bremsen früher eingeleitet werden, als dies sonst bei fehlerfreien Bremsen der Fall ist, oder es kann mit kürzeren Bremswegen geplant werden, wenn während der Fahrt Bremsen wieder einsatzbereit werden, die zuvor als gestört oder beeinträchtig angesehen wurden. Es ist also im Falle von Ausfallzuständen - je nach Umfang - ein durchgängiger Weiterbetrieb des Fahrzeugs mit angepasstem optimalen Sollgeschwindigkeitsprofil möglich, weil während der Fahrt sowohl die Ermittlung des aktuellen Bremsvermögens erfolgt als auch das Sollgeschwindigkeitsprofil auf der Basis des aktuellen Bremsvermögens während der Fahrt aktualisiert wird. Anders als bei bekannten Verfahren erfolgt im Falle eines Ausfalls von Bremskomponenten also keine Unterbrechung der Fahrt, sondern der Betrieb geht weiter mit angepasstem Sollgeschwindigkeitsprofil. Ein solches Sollgeschwindigkeitsprofil wird vorzugsweise an die Streckenverhältnisse des jeweiligen Streckenabschnitts sowie weitere Parameter angepasst und liegt in der Regel, insbesondere beispielsweise mit Blick auf optimale Zugfolgezeiten, unterhalb der zulässigen fahrzeugabhängigen Höchstgeschwindigkeit; die Erfindung bezieht sich also auf ein ortabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil in Abhängigkeit vom aktuellen Bremsvermögen und geht über die Bestimmung einer nur fahrzeugbezogenen Höchstgeschwindigkeit also solchen weit hinaus.A significant advantage of the method according to the invention can be seen in the fact that—in contrast to the previously known method described at the outset—not only is the actual braking capacity of the brakes determined while driving, but an adapted target speed profile is also always determined during driving; Such a desired speed profile can take operational boundary conditions such as route conditions, optimal headway times or minimum energy consumption into account. According to the invention, the setpoint speed, which is generally lower than the maximum permissible vehicle-dependent top speed, is adapted to the respective braking capacity while driving. For example, if there are problems on the brake side, braking can be initiated earlier than would otherwise be the case with healthy brakes, or shorter stopping distances can be planned for if, during the journey, brakes previously considered to be faulty or degraded become operational again. In the event of failure states - depending on the extent - it is possible to continue operating the vehicle with an adapted optimal target speed profile, because the current braking capacity is determined during the journey and the target speed profile is updated on the basis of the current braking capacity during the journey. In contrast to known methods, the journey is not interrupted in the event of a failure of brake components, but operation continues with an adapted target speed profile. A such target speed profile is preferably adapted to the route conditions of the respective route section as well as other parameters and is usually below the permissible vehicle-dependent maximum speed, in particular, for example with a view to optimum headway times; the invention thus relates to a location-dependent setpoint speed profile as a function of the current braking capacity and goes far beyond the determination of a maximum speed that is only related to the vehicle.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn im Falle eines fahrergesteuerten Betriebs des Fahrzeugs eine Anzeigeeinrichtung angesteuert wird, auf der die Sollgeschwindigkeit am jeweiligen Fahrzeugort gemäß Sollgeschwindigkeitsprofil visualisiert wird.It is considered to be particularly advantageous if, in the case of driver-controlled operation of the vehicle, a display device is activated on which the desired speed at the respective vehicle location is visualized according to the desired speed profile.

Im Falle eines autonomen Fahrbetriebs des Fahrzeugs erfolgt die Fahrzeugsteuerung vorzugsweise auf der Basis des ortsabhängigen Sollgeschwindigkeitsprofils derart, dass das Fahrzeug mit der für den jeweiligen Fahrzeugort vorgegebenen Sollgeschwindigkeit gemäß Sollgeschwindigkeitsprofil fährt.In the case of autonomous driving operation of the vehicle, the vehicle is preferably controlled on the basis of the location-dependent target speed profile in such a way that the vehicle drives at the target speed specified for the respective vehicle location according to the target speed profile.

Die jeweilige vom Fahrzeugort abhängige Sollgeschwindigkeit wird vorzugsweise auf einem Tachometer des Fahrzeugs unter Einbezug einer Umskalierung der Anzeige visualisiert.The respective target speed, which is dependent on the vehicle location, is preferably visualized on a speedometer of the vehicle, including a rescaling of the display.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Sollgeschwindigkeitsprofil unter Einbezug vorgesehener Anhaltevorgänge derart berechnet wird, dass minimale Zugfolgezeiten erreicht werden.It is particularly advantageous if the setpoint speed profile is calculated, taking into account planned stopping processes, in such a way that minimum headway times are achieved.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Sollgeschwindigkeitsprofil derart berechnet wird, dass der Energieverbrauch unter Einhaltung eines vorgegeben Fahrplans minimal ist.It is also advantageous if the target speed profile is calculated in such a way that the energy consumption is minimal while maintaining a specified timetable.

Das Sollgeschwindigkeitsprofil wird vorzugsweise derart berechnet, dass die Sollgeschwindigkeit überwiegend, also an allen Orten oder zumindest an den meisten Orten, kleiner als die Höchstgeschwindigkeit ist, die das Fahrzeug mit Blick auf das aktuelle Bremsvermögen unter Einhalt vorgegebener Sicherheitskriterien tatsächlich fahren dürfte.The target speed profile is preferably calculated in such a way that the target speed is predominantly, ie at all locations or at least at most locations, lower than the maximum speed that the vehicle is facing the current braking capacity should actually drive in compliance with specified safety criteria.

Die Berechnung des Sollgeschwindigkeitsprofils wird vorzugsweise ETCS (European Train Control System bzw. europäisches Zugbeeinflussungssystem)-kompatibel durchgeführt, besonders bevorzugt in einem ETCS-kompatiblen Fahrzeugsteuergerät.The setpoint speed profile is preferably calculated in a manner compatible with ETCS (European Train Control System or European train control system), particularly preferably in an ETCS-compatible vehicle control unit.

Die Streckeninformation also solche oder zumindest eine streckenbezogene Angabe, die ein Auslesen der Streckeninformation aus einer fahrzeugseitig abgespeicherten Streckeninformationsdatenbank ermöglicht, wird vorzugsweise von einer streckenseitigen Einrichtung zu dem Fahrzeug während der Fahrt übermittelt.The route information, ie such information or at least route-related information that enables the route information to be read out from a route information database stored on the vehicle, is preferably transmitted from a device on the route to the vehicle while the vehicle is in motion.

Vorteilhaft ist es beispielsweise, wenn die Streckeninformation also solche oder zumindest eine streckenbezogene Angabe, die ein Auslesen der Streckeninformation aus einer fahrzeugseitig abgespeicherten Streckeninformationsdatenbank ermöglicht, von einer ETCS-kompatiblen Balise zu dem Fahrzeug während der Fahrt übermittelt wird.It is advantageous, for example, if the route information is such or at least route-related information that enables the route information to be read from a route information database stored in the vehicle, is transmitted from an ETCS-compatible balise to the vehicle while driving.

Unter Heranziehung der jeweiligen Ausfallzustandsangabe wird vorzugsweise ein Bremsleistungswert ermittelt und es wird der Bremsvermögenswert vorzugsweise auf der Basis des Bremsleistungswerts und der jeweiligen Fahrzeugmasse errechnet.A braking power value is preferably determined using the respective failure state information and the braking power value is preferably calculated on the basis of the braking power value and the respective vehicle mass.

Im Falle, dass während der Fahrt die Ausfallzustandsangabe einen Komponentenausfall signalisiert, wird vorzugsweise ein Warnsignal erzeugt.In the event that the failure status indication signals a component failure while driving, a warning signal is preferably generated.

Die jeweilige Fahrzeugmasse wird vorzugsweise während der Fahrt unter Bildung eines Massemesswerts gemessen und es wird der Bremsvermögenswert vorzugsweise zumindest auch in Abhängigkeit von dem Massemesswert bestimmt. Die Masse wird vorzugsweise auf der Basis eines an einem pneumatischen Federsystem des Fahrzeugs aufgenommenen Druckwerts oder Druckwertverlaufs ermittelt.The respective vehicle mass is preferably measured while driving, forming a measured mass value, and the braking capacity value is preferably determined at least as a function of the measured mass value. The mass is preferably determined on the basis of a pressure value or pressure value curve recorded on a pneumatic spring system of the vehicle.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Fahrzeugsteuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, wobei das Fahrzeugsteuergerät geeignet ist, eine den Ausfallzustand von Bremsen des Fahrzeugs angebende Ausfallzustandsangabe zu ermitteln und eine das Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebenden Bremsvermögenswert unter Einbezug der Ausfallzustandsangabe zu ermitteln.The invention also relates to a vehicle control unit for a vehicle, in particular a rail vehicle, the vehicle control unit being suitable for determining a failure state indication indicating the failure state of the vehicle's brakes and for determining a braking capacity value indicating the braking capacity of the vehicle's brakes, including the failure state indication.

Erfindungsgemäß ist bezüglich des Fahrzeugsteuergeräts vorgesehen, dass das Fahrzeugsteuergerät derart ausgestaltet ist, dass es während der Fahrt in einem Streckenabschnitt zumindest einmal, vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig, eine den jeweils aktuellen Ausfallzustand der Bremsen angebende aktuelle Ausfallzustandsangabe ermittelt, einen das aktuelle Bremsvermögen der Bremsen des Fahrzeugs angebenden Bremsvermögenswert unter Einbezug der jeweils aktuellen Ausfallzustandsangabe während der Fahrt ermittelt und auf der Basis einer Streckeninformation, die den jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt beschreibt, sowie auf der Basis des jeweils aktuellen Bremsvermögenswerts während der Fahrt ein ortsabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil errechnet, das die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs über dem Ort im jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt definiert.According to the invention, with regard to the vehicle control unit, the vehicle control unit is designed in such a way that it determines at least once, preferably regularly or irregularly, a current failure state indication indicating the current failure state of the brakes while driving in a section of road, a current braking capacity of the brakes of the vehicle specified braking capacity value is determined while taking into account the current failure status information during the journey and on the basis of route information that describes the route section that is being traveled on or that is to be traveled next, as well as on the basis of the current braking capacity value that is during the journey, a location-dependent target speed profile is calculated that defines the target speed of the vehicle over the location in the route section being driven on or the next to be driven on.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuergeräts und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens denen des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuergeräts im Wesentlichen entsprechen.With regard to the advantages of the vehicle control unit according to the invention and its advantageous configurations, reference is made to the above explanations in connection with the method according to the invention and its advantageous configurations, since the advantages of the method according to the invention essentially correspond to those of the vehicle control unit according to the invention.

Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Fahrzeugsteuergerät eine Recheneinrichtung und einen Speicher aufweist, in dem zumindest ein Steuerprogrammmodul abgespeichert ist, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung die Arbeitsweise des Fahrzeugsteuergeräts bestimmt oder zumindest mitbestimmt, und das Steuerprogrammmodul derart programmiert ist, dass es ein Verfahren wie oben beschrieben ausführen kann.It is considered advantageous if the vehicle control unit has a computing device and a memory in which at least one control program module is stored which, when executed by the computing device, controls the mode of operation of the vehicle control unit is determined or at least co-determined, and the control program module is programmed in such a way that it can carry out a method as described above.

Das Fahrzeugsteuergerät ist vorzugsweise ein ETCS-kompatibles Fahrzeugsteuergerät.The vehicle control unit is preferably an ETCS-compatible vehicle control unit.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Fahrzeugsteuergerät, wie es oben beschrieben worden ist. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.The invention also relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with a vehicle control unit as has been described above. With regard to the advantages of the vehicle according to the invention and its advantageous configurations, reference is made to the above statements in connection with the method according to the invention and its advantageous configurations.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft:

Figur 1
ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug bei einer Fahrt auf einer Eisenbahnstrecke und kurz vor Einfahrt in einen nächste Streckenabschnitt,
Figur 2
die Arbeitsweise eines Fahrzeugsteuergeräts des Schienenfahrzeugs gemäß Figur 1 anhand eines beispielhaften Verlaufs eines von dem Fahrzeugsteuergerät ermittelten Sollgeschwindigkeitsprofils,
Figur 3
näher im Detail ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsteuergerät für das Schienenfahrzeug gemäß den Figuren 1 und 6,
Figur 4
näher im Detail ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsteuergerät für das Schienenfahrzeug gemäß den Figuren 1 und 6,
Figur 5
näher im Detail ein drittes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsteuergerät für das Schienenfahrzeug gemäß den Figuren 1 und 6,
Figur 6
ein mit einem der Fahrzeugsteuergeräte gemäß den Figuren 3 bis 5 ausgestattetes Schienenfahrzeug nach einer Einfahrt in einen übernächsten Streckenabschnitt der Eisenbahnstrecke und
Figur 7
die Arbeitsweise des Fahrzeugsteuergeräts nach der Einfahrt in den übernächsten Streckenabschnitt gemäß Figur 6 anhand eines beispielhaften Verlaufs des von dem Fahrzeugsteuergerät ermittelten Sollgeschwindigkeitsprofils.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments, with examples showing:
figure 1
an exemplary embodiment of a rail vehicle according to the invention when traveling on a railway line and shortly before entering a next line section,
figure 2
the mode of operation of a vehicle control unit of the rail vehicle figure 1 based on an exemplary course of a target speed profile determined by the vehicle control unit,
figure 3
closer in detail a first embodiment of a vehicle control unit according to the invention for the rail vehicle according to figures 1 and 6 ,
figure 4
in more detail a second exemplary embodiment of a vehicle control device according to the invention for the rail vehicle according to FIG figures 1 and 6 ,
figure 5
in more detail a third exemplary embodiment of a vehicle control device according to the invention for the rail vehicle according to FIG figures 1 and 6 ,
figure 6
a with one of the vehicle control units according to Figures 3 to 5 equipped rail vehicle after entering a next but one section of the railway line and
figure 7
the mode of operation of the vehicle control unit after entering the section after the next figure 6 based on an exemplary course of the target speed profile determined by the vehicle control unit.

In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Komponenten aus Gründen der Übersicht stets dieselben Bezugszeichen verwendet.In the figures, the same reference numbers are always used for identical or comparable components for reasons of clarity.

Die Figur 1 zeigt ein Schienenfahrzeug 10 bei einer Fahrt auf einer Eisenbahnstrecke 20. In der Figur 1 befindet sich das Schienenfahrzeug 10 am Ende eines Streckenabschnitts SAi und kurz vor Einfahrt in den nächsten Streckenabschnitt SAi+1. Am Ende des Streckenabschnitts SAi ist eine streckenseitige Einrichtung 30, beispielsweise in Form einer ETCS-kompatiblen Balise, installiert, die an das passierende Schienenfahrzeug 10 eine streckenbezogene Angabe SBA übermittelt. Die Übermittlung erfolgt vorzugsweise drahtlos über Funk, beispielsweise in ETCS-kompatibler Form.the figure 1 shows a rail vehicle 10 traveling on a railway line 20. In FIG figure 1 the rail vehicle 10 is at the end of a route section SAi and just before entering the next route section SAi+1. A trackside device 30, for example in the form of an ETCS-compatible balise, is installed at the end of the route section SAi, which transmits route-related information SBA to the passing rail vehicle 10. The transmission preferably takes place wirelessly via radio, for example in an ETCS-compatible form.

Die streckenseitige Einrichtung 30 identifiziert sich vorzugsweise selbst und übermittelt als streckenbezogene Angabe SBA vorzugsweise eine Kennung über den jeweiligen Streckenabschnitt SAi, in der sie sich befindet, sowie eine Kennung über den jeweils nächsten bzw. benachbarten Streckenabschnitt SAi+1.The trackside device 30 preferably identifies itself and preferably transmits an identifier for the respective route section SAi in which it is located, as well as an identifier for the next or neighboring route section SAi+1, as route-related information SBA.

Das Schienenfahrzeug 10 ist mit einem Fahrzeugsteuergerät 100 ausgestattet, das auf der Basis der streckenbezogene Angabe SBA für den nächsten bzw. vorausliegenden Streckenabschnitt SAi+1 ein ortsabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) ermittelt, das die Sollgeschwindigkeit Vsoll des Schienenfahrzeugs 10 über dem Ort X in dem als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt SAi+1 definiert.The rail vehicle 10 is equipped with a vehicle control unit 100 which, on the basis of the route-related information SBA for the next or upcoming route section SAi+1, determines a location-dependent target speed profile Vsoll(x), which determines the target speed Vsoll of the rail vehicle 10 at location X in the route section SAi+1 to be traveled next.

Das ortsabhängige Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) ist beispielhaft in der Figur 2 über dem Ort X für den Streckenabschnitt SAi+1, der sich vom Ort Xi+1 bis zum Ort Xi+2 erstreckt, dargestellt. Es lässt sich erkennen, dass das ortsabhängige Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) für alle Orte X oder zumindest für die meisten Orte X, also überwiegend, kleiner ist als die Höchstgeschwindigkeit Vmax, die das Schienenfahrzeug 10 mit Blick auf den aktuellen Bremsvermögenswert unter Einhalt vorgegebener Sicherheitskriterien tatsächlich fahren dürfte.The location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) is shown as an example in FIG figure 2 over location X for the line segment SAi+1 extending from location Xi+1 to location Xi+2. It can be seen that the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) for all locations X or at least for most locations X, i.e. predominantly, is lower than the maximum speed Vmax that the rail vehicle 10 actually has with a view to the current braking capacity value while complying with specified safety criteria should drive.

Das ortsabhängige Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) ist vorzugsweise unter Einbezug vorgesehener Anhaltevorgänge, dem zu erwartenden Fahrverhalten vorausfahrender Schienenfahrzeuge und vorgegebener Fahrplandaten derart berechnet, dass optimale Zugfolgezeiten und eine fahrplangerechte Fahrt bei minimalem Energieverbrauch erreicht werden.The location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) is preferably calculated taking into account planned stopping processes, the expected driving behavior of rail vehicles driving ahead and specified timetable data in such a way that optimal headway times and a journey in accordance with the timetable are achieved with minimum energy consumption.

Die Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für das Schienenfahrzeug 10 und das Fahrzeugsteuergerät 100 näher im Detail.the figure 3 shows a first exemplary embodiment for the rail vehicle 10 and the vehicle control unit 100 in more detail.

Das Fahrzeugsteuergerät 100 umfasst eine Recheneinrichtung 110 und einen Speicher 120, in dem zumindest ein Softwareprogrammmodul SPM abgespeichert ist. Das Softwareprogrammmodul SPM bestimmt bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 110 die Arbeitsweise des Fahrzeugsteuergeräts 100 komplett allein oder alternativ mit anderen Komponenten oder Softwaremodulen zumindest mit.Vehicle control unit 100 includes a computing device 110 and a memory 120 in which at least one software program module SPM is stored. When executed by computing device 110, software program module SPM determines the mode of operation of vehicle control device 100 completely alone or alternatively with other components or software modules.

Das Softwareprogrammmodul SPM umfasst unter anderem ein Bremsvermögensbestimmungsmodul BVBM, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 110 eine Bremsvermögensbestimmungseinrichtung bildet, ein Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 110 eine Sollgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung bildet, und eine Datenbank DB.The software program module SPM includes, among other things, a braking capacity determination module BVBM, which forms a braking capacity determination device when executed by computing device 110, a target speed determination module SGBM, which forms a target speed determining device when executed by computing device 110, and a database DB.

Wenn das Schienenfahrzeug 100 autonom fahren können soll, ist vorzugsweise zusätzlich ein Fahrzeugsteuerungsmodul FSM vorhanden, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 110 eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung bildet.If rail vehicle 100 is to be able to drive autonomously, a vehicle control module FSM is preferably additionally present, which forms a vehicle control device when executed by computing device 110 .

Wenn das Schienenfahrzeug 100 von einem Fahrzeugführer bedient bzw. gefahren werden soll, ist das Schienenfahrzeug 10 vorzugsweise zusätzlich mit einer Anzeigeeinrichtung AZ ausgestattet, die ein von dem Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM erzeugtes ortsabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) anzeigen kann. Eine solche Anzeigeeinrichtung AZ wird vorzugsweise derart angesteuert, dass die Sollgeschwindigkeit Vsoll am jeweiligen Fahrzeugort X gemäß dem ortsabhängigen Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) visualisiert wird.If rail vehicle 100 is to be operated or driven by a vehicle driver, rail vehicle 10 is preferably additionally equipped with a display device AZ, which can display a location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) generated by setpoint speed determination module SGBM. Such a display device AZ is preferably controlled in such a way that the desired speed Vsoll is visualized at the respective vehicle location X according to the location-dependent desired speed profile Vsoll(x).

Vorteilhaft ist es, wenn die Anzeigeeinrichtung AZ im Tachometer integriert ist und die jeweilige vom Fahrzeugort X abhängige Sollgeschwindigkeit Vsoll auf dem Tachometer unter Einbezug einer Umskalierung der Geschwindigkeitsanzeige visualisiert wird.It is advantageous if the display device AZ is integrated in the speedometer and the respective desired speed Vsoll dependent on the vehicle location X is visualized on the speedometer, including a rescaling of the speed display.

Das Schienenfahrzeug weist eine Mehrzahl an Bremsen 130 auf, die eine ihren jeweiligen Zustand angebende Bremszustandsangabe BZA selbst erzeugen und - regelmäßig oder unregelmäßig - selbsttätig an das Bremsvermögensbestimmungsmodul BVBM übermitteln oder zumindest auf eine entsprechende Abfrage des Bremsvermögensbestimmungsmoduls BVBM hin eine entsprechende Bremszustandsangabe BZA an das Bremsvermögensbestimmungsmodul BVBM ausgeben. Bei den Bremsen 130 kann es sich um mechanisehe Bremsen 130 wie beispielsweise Reibungsbremsen und/oder um elektrodynamische Bremsen 130 handeln, die beispielsweise durch Antriebsmotoren gebildet werden und Bremsenergie in elektrische Energie umwandeln.The rail vehicle has a plurality of brakes 130, which themselves generate a brake status indication BZA that indicates their respective status and—regularly or irregularly—automatically transmit it to the braking ability determination module BVBM, or at least in response to a corresponding query from the braking ability determination module BVBM, a corresponding brake status indication BZA to the braking ability determination module BVBM spend. The brakes 130 can be mechanical Act brakes 130 such as friction brakes and / or electrodynamic brakes 130, which are formed for example by drive motors and convert braking energy into electrical energy.

Das Bremsvermögensbestimmungsmodul BVBM wertet die Bremszustandsangaben BZA der verschiedenen Bremsen 130 unter Bildung einer Ausfallzustandsangabe AZA aus und erzeugt ein Warnsignal WS, wenn zumindest eine der Bremszustandsangaben BZA einen Ausfall ihrer jeweiligen Bremse 130 oder zumindest einen Verlust an Bremsleistung anzeigt.The braking capacity determination module BVBM evaluates the brake status information BZA of the various brakes 130 to form a failure status information AZA and generates a warning signal WS if at least one of the brake status information BZA indicates a failure of its respective brake 130 or at least a loss of braking power.

Das Bremsvermögensbestimmungsmodul BVBM ermittelt unter Heranziehung der Ausfallzustandsangabe AZA einen Bremsvermögenswert BVW, der das gemeinsame aktuelle Bremsvermögen der Bremsen 130 quantifiziert. Der Bremsvermögenswert BVW wird zu dem Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM übermittelt.The braking capacity determination module BVBM uses the failure status indication AZA to determine a braking capacity value BVW, which quantifies the common current braking capacity of the brakes 130 . Braking capability value BVW is transmitted to target speed determination module SGBM.

Das Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM steht außerdem mit einer Kommunikationseinrichtung 140 des Schienenfahrzeugs 10 in Verbindung. Die Kommunikationseinrichtung 140 ist geeignet, mit der streckenseitigen Einrichtung 30 gemäß Figur 1 zu kommunizieren oder zumindest von dieser Daten wie die streckenbezogene Angabe SBA zu empfangen und diese an das Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM weiterzuleiten.The target speed determination module SGBM is also connected to a communication device 140 of the rail vehicle 10 . The communication device 140 is suitable with the wayside device 30 according to FIG figure 1 to communicate or at least to receive from this data such as the route-related information SBA and to forward this to the target speed determination module SGBM.

Das Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM liest nach Empfang der streckenbezogenen Angabe SBA aus der Datenbank DB, die wie gezeigt in dem Speicher 120 oder in einem anderen nicht gezeigten Speicher abgespeichert sein kann, für den vorausliegenden Streckenabschnitt SAi+1 Streckeninformationen SI aus, die den als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt SAi+1 beschreiben.After receiving the route-related information SBA, the target speed determination module SGBM reads route information SI from the database DB, which as shown can be stored in the memory 120 or in another memory that is not shown, for the route section SAi+1 ahead, which is the next to be traveled on Describe route section SAi+1.

Auf der Basis der Streckeninformationen SI sowie auf der Basis des jeweils aktuellen Bremsvermögenswerts BVW errechnet das Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM vorzugsweise noch während der Fahrt im Streckenabschnitt SAi das ortsabhängige Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x), das die Sollgeschwindigkeit Vsoll des Schienenfahrzeugs 10 über dem Ort X im als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt SAi+1 definiert.On the basis of the route information SI and on the basis of the respective current braking capacity value BVW, the setpoint speed determination module SGBM calculates the location-dependent one, preferably while driving in the route section SAi Desired speed profile Vsoll(x), which defines the desired speed Vsoll of rail vehicle 10 over location X in route section SAi+1 to be traveled next.

Das ortsabhängige Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) wird zu dem Fahrzeugsteuerungsmodul FSM und der Anzeigeeinrichtung AZ übertragen, so dass das Fahrzeugsteuerungsmodul FSM bei autonomer Fahrt auf der Basis des ortsabhängigen Sollgeschwindigkeitsprofils Vsoll(x) das Schienenfahrzeug 10 steuern kann. Bei fahrzeugführergesteuerter Fahrt erfolgt auf der Anzeigeeinrichtung AZ eine Anzeige des gesamten ortsabhängigen Sollgeschwindigkeitsprofils Vsoll(x) oder zumindest eine Anzeige der jeweiligen Sollgeschwindigkeit Vsoll für den jeweiligen Fahrzeugort X.The location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) is transmitted to the vehicle control module FSM and the display device AZ, so that the vehicle control module FSM can control the rail vehicle 10 during autonomous driving on the basis of the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x). When driving under driver control, the display device AZ displays the entire location-dependent setpoint speed profile Vsetpoint(x) or at least a display of the respective setpoint speed Vsetpoint for the respective vehicle location X.

Das Sollgeschwindigkeitsbestimmungsmodul SGBM ist vorzugsweise derart programmiert, dass es das Sollgeschwindigkeitsprofil derart berechnet, dass die Sollgeschwindigkeit an jedem Ort des Streckenabschnitts oder zumindest an den meisten Orten des Streckenabschnitts kleiner als die Höchstgeschwindigkeit ist, die das Fahrzeug mit Blick auf den aktuellen Bremsvermögenswert BVW unter Einhalt vorgegebener Sicherheitskriterien gemäß ETCS-Richtlinien tatsächlich fahren dürfte.The target speed determination module SGBM is preferably programmed in such a way that it calculates the target speed profile in such a way that the target speed at every location on the route section, or at least at most locations on the route section, is lower than the maximum speed that the vehicle can drive with a view to the current braking capacity value BVW while complying with specified Safety criteria according to ETCS guidelines should actually drive.

Die Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für das Schienenfahrzeug 10 und das Fahrzeugsteuergerät 100 gemäß Figur 1 näher im Detail.the figure 4 shows a second exemplary embodiment for the rail vehicle 10 and the vehicle control device 100 according to FIG. 1 in more detail.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist zusätzlich ein Massesensor 150 vorhanden, der die jeweilige Fahrzeugmasse bzw. das jeweilige Fahrzeuggewicht ermittelt und einen entsprechenden Massewert M an das Bremsvermögensbestimmungsmodul BVBM übermittelt. Das Bremsvermögensbestimmungsmodul BVBM ist derart programmiert, dass es den Bremsvermögenswert BVW nicht nur in Abhängigkeit von der Ausfallzustandsangabe AZA ermittelt, sondern auch unter Heranziehung des jeweiligen Massewerts M.In contrast to the embodiment according to figure 3 A mass sensor 150 is also present, which determines the respective vehicle mass or the respective vehicle weight and transmits a corresponding mass value M to the braking capacity determination module BVBM. The braking capacity determination module BVBM is programmed in such a way that it not only determines the braking capacity value BVW as a function of the failure status indication AZA, but also using the respective mass value M.

Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 entsprechend.Otherwise, the above explanations apply in connection with the Figures 1 to 3 corresponding to the exemplary embodiment according to FIG.

Die Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für das Schienenfahrzeug 10 und das Fahrzeugsteuergerät 100 gemäß Figur 1 näher im Detail.the figure 5 shows a third exemplary embodiment for the rail vehicle 10 and the vehicle control device 100 according to FIG. 1 in more detail.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 davon ausgegangen, dass die streckenseitige Einrichtung 30 gemäß Figur 1 bereits die Streckeninformationen SI vollständig übermittelt, so dass auf die Datenbank DB im Schienenfahrzeug 10 verzichtet werden kann.In contrast to the embodiment according to the Figures 3 and 4 is in accordance with the embodiment figure 5 assumed that the trackside facility 30 according to figure 1 the route information SI has already been completely transmitted, so that the database DB in the rail vehicle 10 can be dispensed with.

Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 entsprechend.Otherwise, the above explanations apply in connection with the Figures 1 to 4 corresponding to the exemplary embodiment according to FIG.

Die Figur 6 zeigt das Schienenfahrzeug 10 gemäß den Figuren 1 bis 5 bei der Fahrt auf der Eisenbahnstrecke 20 nach Einfahrt in den nächsten Streckenabschnitt SAi+2 und für den Fall, dass die für die Übermittelung der relevanten streckenbezogenen Angabe SBA zuständige streckenseitige Einrichtung 30 nicht am Ende des davor liegenden Streckenabschnitts SAi+1, sondern erst am Anfang des folgenden Streckenabschnitts SAi+2 montiert ist. In diesem Falle wird das Fahrzeugsteuergerät 100 das ortsabhängige Sollgeschwindigkeitsprofil Vsoll(x) (siehe Figur 7) für den Streckenabschnitt SAi+2 erst nach Einfahrt in diesen auf der Basis der dort empfangenen streckenbezogenen Angabe SBA berechnen.the figure 6 shows the rail vehicle 10 according to FIGS Figures 1 to 5 when traveling on the railway line 20 after entering the next line section SAi+2 and in the event that the trackside device 30 responsible for transmitting the relevant line-related information SBA is not at the end of the preceding line section SAi+1, but only at the beginning of the following section SAi+2 is mounted. In this case, the vehicle control unit 100 uses the location-dependent setpoint speed profile Vsoll(x) (see figure 7 ) for the route section SAi+2 only after entering this on the basis of the route-related information SBA received there.

Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 5 entsprechend.Otherwise, the above explanations apply in connection with the Figures 1 to 5 corresponding.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in more detail by preferred exemplary embodiments, the The invention is not limited by the examples disclosed, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (15)

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs (10), wobei bei dem Verfahren - eine den Ausfallzustand von Bremsen (130) des Fahrzeugs angebende Ausfallzustandsangabe (AZA) ermittelt wird und - ein das Bremsvermögen der Bremsen (130) des Fahrzeugs angebender Bremsvermögenswert (BVW) unter Einbezug der Ausfallzustandsangabe (AZA) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - während der Fahrt in einem Streckenabschnitt (SA) zumindest einmal, vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig, eine den jeweils aktuellen Ausfallzustand der Bremsen (130) angebende aktuelle Ausfallzustandsangabe (AZA) ermittelt wird, - ein das aktuelle Bremsvermögen der Bremsen (130) des Fahrzeugs angebender aktueller Bremsvermögenswert (BVW) unter Einbezug der jeweils aktuellen Ausfallzustandsangabe (AZA) während der Fahrt ermittelt wird und - auf der Basis einer Streckeninformation (SI), die den jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt (SA) beschreibt, sowie auf der Basis des jeweils aktuellen Bremsvermögenswerts (BVW) während der Fahrt ein ortsabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil (Vsoll(x)) errechnet wird, das die Sollgeschwindigkeit (Vsoll) des Fahrzeugs über dem Ort (X) im jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt (SA) definiert. Method for operating a vehicle, in particular a rail vehicle (10), wherein in the method - a failure condition indication (AZA) indicating the failure condition of the brakes (130) of the vehicle is determined and - a braking capacity value (BVW) indicating the braking capacity of the brakes (130) of the vehicle is determined, taking into account the failure state information (AZA), characterized in that - while driving in a route section (SA), a current failure status indication (AZA) indicating the current failure status of the brakes (130) is determined at least once, preferably regularly or irregularly, - a current braking capacity value (BVW) indicating the current braking capacity of the brakes (130) of the vehicle is determined while taking into account the current failure state information (AZA) while driving and - On the basis of route information (SI), which describes the route section (SA) traveled on or to be driven on next, and based on the current braking capacity value (BVW) during the journey, a location-dependent setpoint speed profile (Vsoll(x)) is calculated , which defines the desired speed (Vsoll) of the vehicle over the location (X) in the route section (SA) that is traveled on or that is to be traveled on next. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle eines fahrergesteuerten Betriebs des Fahrzeugs eine Anzeigeeinrichtung (AZ) angesteuert wird, auf der die Sollgeschwindigkeit (Vsoll) am jeweiligen Fahrzeugort (X) gemäß Sollgeschwindigkeitsprofil (Vsoll(x)) visualisiert wird.Method according to claim 1,
characterized in that
in the case of driver-controlled operation of the vehicle, a display device (AZ) is activated, on which the setpoint speed (Vsetpoint) at the respective vehicle location (X) is visualized according to the setpoint speed profile (Vsetpoint(x)). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle eines autonomen Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Fahrzeugsteuerung auf der Basis des ortsabhängigen Sollgeschwindigkeitsprofils (Vsoll(x)) derart erfolgt, dass das Fahrzeug mit der für den jeweiligen Fahrzeugort (X) vorgegebenen Sollgeschwindigkeit (Vsoll) gemäß Sollgeschwindigkeitsprofil (Vsoll(x)) fährt.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
in the case of autonomous driving operation of the vehicle, the vehicle is controlled on the basis of the location-dependent setpoint speed profile (Vsoll(x)) in such a way that the vehicle drives at the setpoint speed (Vsoll) specified for the respective vehicle location (X) in accordance with the setpoint speed profile (Vsoll(x)). . Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweilige vom Fahrzeugort (X) abhängige Sollgeschwindigkeit (Vsoll) auf einem Tachometer des Fahrzeugs unter Einbezug einer Umskalierung der Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung (AZ) visualisiert wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the respective desired speed (Vsoll) dependent on the vehicle location (X) is visualized on a speedometer of the vehicle, including a rescaling of the display on the display device (AZ). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass - das Sollgeschwindigkeitsprofil (Vsoll(x)) unter Einbezug vorgesehener Anhaltevorgänge derart berechnet wird, dass minimale Zugfolgezeiten erreicht werden, und/oder - das Sollgeschwindigkeitsprofil derart berechnet wird, dass der Energieverbrauch unter Einhaltung eines vorgegeben Fahrplans minimal ist, und/oder - das Sollgeschwindigkeitsprofil derart berechnet wird, dass die Sollgeschwindigkeit stets oder zumindest überwiegend kleiner als die Höchstgeschwindigkeit ist, die das Fahrzeug mit Blick auf den aktuellen Bremsvermögenswert (BVW) unter Einhalt vorgegebener Sicherheitskriterien tatsächlich fahren dürfte. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that - the setpoint speed profile (Vsoll(x)) is calculated taking into account planned stopping processes in such a way that minimum headway times are achieved, and/or - the setpoint speed profile is calculated in such a way that the energy consumption is minimal while adhering to a specified timetable, and/or - the target speed profile is calculated in such a way that the target speed is always or at least predominantly lower than the maximum speed that the vehicle should actually be driving in view of the current braking capacity value (BVW) while complying with specified safety criteria. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Berechnung des Sollgeschwindigkeitsprofils (Vsoll(x)) in einem ETCS-kompatiblen Fahrzeugsteuergerät (100) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the setpoint speed profile (Vsoll(x)) is calculated in an ETCS-compatible vehicle control unit (100). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streckeninformation (SI) also solche oder zumindest eine streckenbezogene Angabe (SBA), die ein Auslesen der Streckeninformation (SI) aus einer fahrzeugseitig abgespeicherten Streckeninformationsdatenbank (DB) ermöglicht, von einer streckenseitigen Einrichtung (30) zu dem Fahrzeug während der Fahrt übermittelt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the route information (SI), i.e. such information or at least route-related information (SBA) that enables the route information (SI) to be read out from a route information database (DB) stored on the vehicle, is transmitted from a route-side device (30) to the vehicle while driving. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streckeninformation (SI) also solche oder zumindest eine streckenbezogene Angabe (SBA), die ein Auslesen der Streckeninformation (SI) aus einer fahrzeugseitig abgespeicherten Streckeninformationsdatenbank (DB) ermöglicht, von einer ETCS-kompatiblen Balise zu dem Fahrzeug während der Fahrt übermittelt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the route information (SI), i.e. such or at least a route-related indication (SBA), which enables the route information (SI) to be read out from a route information database (DB) stored on the vehicle side, is transmitted from an ETCS-compatible balise to the vehicle while driving. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
unter Heranziehung der jeweiligen Ausfallzustandsangabe (AZA) ein Bremsleistungswert ermittelt wird und der Bremsvermögenswert (BVW) auf der Basis des Bremsleistungswerts und der jeweiligen Fahrzeugmasse errechnet wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
A braking performance value is determined using the respective failure state information (AZA) and the braking capacity value (BVW) is calculated on the basis of the braking performance value and the respective vehicle mass. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle, dass während der Fahrt die Ausfallzustandsangabe (AZA) einen Komponentenausfall signalisiert, ein Warnsignal (WS) erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
a warning signal (WS) is generated in the event that the failure state indication (AZA) signals a component failure while driving. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweilige Fahrzeugmasse während der Fahrt unter Bildung eines Massemesswerts (M) gemessen wird und der Bremsvermögenswert (BVW) zumindest auch in Abhängigkeit von dem Massemesswert (M) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the respective vehicle mass is measured while driving, forming a measured mass value (M) and the braking capacity value (BVW) is determined at least as a function of the measured mass value (M). Fahrzeugsteuergerät (100) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug (10), wobei das Fahrzeugsteuergerät (100) geeignet ist, - eine den Ausfallzustand von Bremsen (130) des Fahrzeugs angebende Ausfallzustandsangabe (AZA) zu ermitteln und - eine das Bremsvermögen der Bremsen (130) des Fahrzeugs angebenden Bremsvermögenswert (BVW) unter Einbezug der Ausfallzustandsangabe (AZA) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass - das Fahrzeugsteuergerät (100) derart ausgestaltet ist, dass es während der Fahrt in einem Streckenabschnitt (SA) zumindest einmal, vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig, eine den jeweils aktuellen Ausfallzustand der Bremsen (130) angebende aktuelle Ausfallzustandsangabe (AZA) ermittelt, - einen das aktuelle Bremsvermögen der Bremsen (130) des Fahrzeugs angebenden Bremsvermögenswert (BVW) unter Einbezug der jeweils aktuellen Ausfallzustandsangabe (AZA) während der Fahrt ermittelt und - auf der Basis einer Streckeninformation (SI), die den jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt (SA) beschreibt, sowie auf der Basis des jeweils aktuellen Bremsvermögenswerts (BVW) während der Fahrt ein ortsabhängiges Sollgeschwindigkeitsprofil (Vsoll(x)) errechnet, das die Sollgeschwindigkeit (Vsoll) des Fahrzeugs über dem Ort (X) im jeweils befahrenen oder als nächstes zu befahrenden Streckenabschnitt (SA) definiert. Vehicle control unit (100) for a vehicle, in particular a rail vehicle (10), the vehicle control unit (100) being suitable - to determine a failure condition indication (AZA) indicating the failure condition of the brakes (130) of the vehicle and - to determine a braking capacity value (BVW) indicating the braking capacity of the brakes (130) of the vehicle, including the failure state information (AZA), characterized in that - the vehicle control unit (100) is designed in such a way that while driving in a route section (SA) it determines at least once, preferably regularly or irregularly, a current failure status indication (AZA) indicating the current failure status of the brakes (130), - a braking capacity value (BVW) indicating the current braking capacity of the brakes (130) of the vehicle, taking into account the current failure state information (AZA) during the journey and - on the basis of route information (SI), which describes the route section (SA) traveled on or to be driven on next, and based on the current braking capacity value (BVW) during the journey, a location-dependent setpoint speed profile (Vsoll(x)) is calculated, which defines the desired speed (Vsoll) of the vehicle over the location (X) in the route section (SA) traveled on or the next to be traveled on. Fahrzeugsteuergerät (100) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,dass - das Fahrzeugsteuergerät (100) eine Recheneinrichtung (100) und einen Speicher (120) aufweist, in dem zumindest ein Steuerprogrammmodul (SPM) abgespeichert ist, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung (110) die Arbeitsweise des Fahrzeugsteuergeräts (100) bestimmt oder zumindest mitbestimmt, und - das Steuerprogrammmodul (SPM) derart programmiert ist, dass es ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführen kann. Vehicle control unit (100) according to claim 12,
characterized in that - the vehicle control unit (100) has a computing device (100) and a memory (120) in which at least one control program module (SPM) is stored which, when executed by the computing device (110), determines or at least partly determines the mode of operation of the vehicle control unit (100). , and - The control program module (SPM) is programmed in such a way that it can execute a method according to any one of claims 1 to 11. Fahrzeugsteuergerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche 12-13,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeugsteuergerät (100) ein ETCS-kompatibles Fahrzeugsteuergerät (100) ist.Vehicle control unit (100) according to any one of the preceding claims 12-13,
characterized in that
the vehicle control unit (100) is an ETCS-compatible vehicle control unit (100). Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug mit einem Fahrzeugsteuergerät (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche 12-14 ausgestattet ist.Vehicle, in particular rail vehicle (10),
characterized in that
the vehicle is equipped with a vehicle control unit (100) according to any one of the preceding claims 12-14.
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