WO2009013172A1 - Verfahren zum statischen überprüfen eines bremssystems eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2009013172A1
WO2009013172A1 PCT/EP2008/059187 EP2008059187W WO2009013172A1 WO 2009013172 A1 WO2009013172 A1 WO 2009013172A1 EP 2008059187 W EP2008059187 W EP 2008059187W WO 2009013172 A1 WO2009013172 A1 WO 2009013172A1
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control unit
braking
test
rail
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PCT/EP2008/059187
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Jens GLÄSSER
Luka Jankovic
Ulrich Von Stockhausen
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61H7/04—Scotch blocks, skids, or like track-engaging shoes attached to railway vehicles
    • B61H7/06—Skids
    • B61H7/08—Skids electromagnetically operated
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    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/406—Test-mode; Self-diagnosis

Definitions

  • the invention relates to a method for static testing of a brake system having a plurality of brake systems of a vehicle, wherein the brake system comprises a brake control unit, braking means with brake components, controls for addressing the braking means and signal lines for data and / or signal transmission, in which a Bremsprobensteu ⁇ tion unit at least one of the brake components is converted by a drive signal from an output state to an actual state, wherein the state of the brake components to ob- taining is detected by state data, the status data is transmitted to the brake test control unit and the brake sample control unit, the current status data based ei ⁇ ner internal Logic checked for a required function.
  • the pneumatic friction brake comprises brake cylinders and solenoid valves for pressurizing the brake cylinders as a function of a desired setpoint pressure.
  • a brake sample control unit for performing a brake test is integrated in an antiskid control unit which is connected to the said electromagnetic valves via signal lines.
  • the pressure set by the solenoid valves in the brake cylinders generates a braking force that is introduced into brake shoes of the brake system.
  • the Bremsba ⁇ bridges are pressed with the initiated braking force against brake discs, the rotationally fixed with a wheel axle or a Wheel of the rail vehicle are connected.
  • the electromagnet ⁇ valves are each equipped with a pressure sensor that detects the actual pressure in the brake cylinders to obtain digital pressure readings.
  • the pressure measured values are transmitted via the signal lines to the brake control unit that creates a continuous Diag ⁇ nose of the pneumatic or hydraulic brake system on the basis of the transmitted data.
  • a method and apparatus for checking the brake of a train is also known.
  • the apparatus disclosed therein also includes a rail brake, with the train in a stationary brake sample of the pneumatic or hydraulic brake system by means of the rail brake is braked is ⁇ .
  • a brake sample control unit detects currents or pressures in control valves and brake actuators by means of current and pressure sensors. The brake sample control unit subsequently evaluates the state data.
  • EP 1195286 A2 describes a method of monito ⁇ chen a brake and method for braking of a locomotive.
  • monitoring the state of the brake is used in accordance with the teaching of EP 1 195 286 A2 exclusively on already existing in the train devices. However, monitoring is dynamic.
  • EP 1 177 962 B1 describes a device for monitoring the state of an eddy current brake.
  • the object of the invention is therefore to provide a brake test of the type mentioned above, which allows a comprehensive Ü review of all components involved in braking.
  • the invention solves this problem in that both control elements and signal lines, as well as braking means are checked for their function according to requirements.
  • the brake ⁇ medium not only the components of the brake ⁇ medium are checked. Rather, the control elements and signal lines or, in other words, the data or signal transmission lines which are required to control the valves or other electronic or electrical components of a brake are also checked. According to the invention, a comprehensive brake test is thus provided for the first time, which checks all components of the brake means monitored by the brake control with the sole exception of an electrodynamic brake whose functional test is not feasible in a stationary manner.
  • the braking system is designed in the context of the invention so that the test of several types of braking, such as a Be ⁇ driveline braking, a safety braking, emergency braking, parking brake and the like can be performed.
  • the inventive method is also applicable to so genann ⁇ th two-system rail, in which the properties shafts united by so-called railways and the properties of so-called trams.
  • the passenger can be transported in both rail systems without having to change trains.
  • the construction and operation of both operating systems must be be taken into account.
  • Other Anforde ⁇ approximations can be achieved for example by appropriate parameterization of the brake test control unit.
  • the brake sample control unit comprises, for example, hardware and software components within the scope of the invention. Deviate ⁇ thereof accordingly samples the brake control unit ⁇ finally includes software components.
  • the brake sample control unit is a central component on which its software components run and are stored.
  • the brake sample control can also consist of decentralized components and / or software components.
  • the software components of the brake control unit samples are playing ver ⁇ divides or ⁇ on already present in the vehicle components centrally seen forth on an already existing component.
  • signal line also includes control lines within the scope of the invention.
  • the checking for a function according to the requirements comprises the response of the component to be tested and the comparison of the data obtained with expected values, taking into account regulations applicable in each case to the vehicle.
  • At least one brake mode is selected, wherein the brake sample control unit checks brake components of each selected brake type.
  • the selection of the type of brake, whose components are to be tested, can be done for example by a train driver.
  • the brake types to be checked are pre-set, so that when the brake test, for example by means of a touch screen screen, the brake test is performed independently.
  • the control means and Signallei ⁇ obligations by means of a drive signal to a an alssge ⁇ Gurss full function are checked.
  • the drive signal is, for example, a data telegram or an electrical variable impressed on a signal line, such as current or voltage.
  • the data telegram or the electrical variable impressed via the signal line is acknowledged in a manner known per se by the addressed electronic components.
  • the brake means expediently comprise a pneumatic and / or a hydraulic brake device with brake actuators, wherein pressure sensors detect the brake pressure in each brake actuator or in appropriately combined brake actuator groups and transmit it as condition data to the brake sample control unit.
  • Brake actuators are usually controlled by solenoid valves, al ⁇ so for example by one or more control valves and / or by a so-called emergency brake valve.
  • the actual pressure of the brake actuator can thus also be detected at the respective valve outputs, which are directly connected to the respective brake actuators.
  • the test of the braking means of the hydraulic braking device is advantageously carried out twice per car or vehicle, and separately for each half car, wherein the release of Brakes is monitored only in a car part by the Bremsprobensteue ⁇ tion unit. This prevents the vehicle from rolling away during the brake test.
  • the braking means at least one rails ⁇ brake, whereby current sensors upon actuation of the rail brake detect the thereby induced current flow to give braking current values and transmitted as state data to the brake test control unit, wherein each of slider ⁇ nenbremse is assigned at least one current sensor or meh ⁇ rere rail brakes are checked by time-offset control by means of a total current detection.
  • each rail brake is individually or ge ⁇ is combined rail brakes couple on the require full function ⁇ has shown towards checked.
  • the method according to the invention for example, in the event of an error, it can be additionally recognized where the fault occurs in the brake system. The error can thus be localized for the repair.
  • a statement about the rest of the stopping power is mög ⁇ Lich on failure.
  • rail vehicles usually have several rail brakes, especially on longer trains.
  • each rail brake is checked individually by control signals in response to the complete function as required, the test result allowing information about each rail brake individually.
  • OF INVENTION ⁇ -making according to set whether the train driver but cumulatively will be ⁇ covered with a message of accuracy, for example, the results of each individual rail brake test or only when the individual results of each Schienenbremsprü ⁇ fung leads to a positive test result.
  • the rail brakes are converted into a braking state for checking the function, wherein the occurring Stromkoltechnik Mre ⁇ tion is detected by obtaining state data and wherein said current flow change is detected by means already present in the vehicle current sensors. In this way it is possible to dispense with additional components, measuring components and signal lines.
  • the current sensors of the auxiliary operating converter are used.
  • changes in the flow of current should be avoided, which are not related to the rail brake control. Therefore, the user of the method, for example, the train driver, prompted by an interactive screen when checking the rail brake to take no additional consumers in Be ⁇ drive.
  • the duration of this test is on / off switching of those consumers who are driven by the vehicle control and thus can be influenced, locked advantageously currency ⁇ rend.
  • the brake sample control unit checks the braking means in a first sub-step and the operating elements and signal lines in a second sub-step which acts as a subset of the first sub-step and can be triggered separately. Because of this division, a so-called full brake test, in which all Be ⁇ dienimplantation to be checked, signal paths and braking means are checked, and a short brake test, in which only the controls and signal paths are checked, are performed. Thus, according to the respective regulations, the full brake test must be carried out after each brake fault and once a day, whereby the short brake test is carried out more frequently, that is also in the case of driver's cabs. change or when changing the train configuration is required.
  • the brake sample control unit is designed with two channels. Therefore, the brake control unit, for example, samples comprising two independently running rake ⁇ routines which perform the braking sample independently.
  • the brake sample control unit is advantageously in the already provided in the vehicle car control device is ⁇ builds, for example, two channels in a Wagen horrungsge ⁇ advises. Deviating from this, the brake sample control is designed to be redundant, ie double, so two-channel in each case a control ⁇ device available, each brake sample control unit is formed on a channel.
  • the same functional division of the two channels into a common or two different brake sample control units is also possible, for example, if the brake sample control units are integrated in a brake control unit.
  • Deviating from the brake control unit is part of a sample program memory ⁇ grammable computer which is accommodated in a common housing, wherein a so-called touch screen is provided as a display unit to the user guidance of the brake sample in the same housing.
  • the method makes it possible to implement only one channel of the brake sample function on account of the inventive property of modularity.
  • the brake test control unit is integrated into the brake control system of a rail vehicle, wherein the brake control system car control device has ⁇ each a vehicle of the vehicle / train formation are assigned, the car control devices via signal ⁇ lines are connected to each other for data exchange.
  • the signal lines include, for example, a data bus limited to the vehicle and a data bus for communication between the various vehicles of a train / vehicle association.
  • the brake test control unit on the basis of the transmitted supply status data determines whether the a result of the drive signal it ⁇ giving the transition from the initial state to the target state is established within a time subsequent to the drive signal detection interval, wherein the Bremsprobensteue ⁇ approximation unit further checked on the basis of status data, whether the remains actual state obtained over a measurement period of time, wherein only then closed on a fault-free test result if the state change in the detection interval is adjusted and the changed state over the measuring ⁇ period is maintained.
  • the states are not detected statically at a single point in time, but state changes are checked.
  • a component to be tested is driven, the output state is compared with ei ⁇ nem autogenous condition.
  • the signals have changed logically and in terms of time as expected, with an increased safety function being provided.
  • monitoring times and waiting times are set. leads. This applies both to binary signals, for example contactor feedback signals, and to analogue signals, that is to say signals having varying values, for example pressure values. After activation, ie after transmission of the control signal, the state for a positive test result must be within one
  • Binary signals assume states 0 or 1.
  • ⁇ th an actual value, so a state value is compared with a pre ⁇ transmitted setpoint. Within the monitoring period, the actual value must be set to the setpoint within the scope of fault tolerances and retained over a waiting period.
  • a destination address is attached to each control and / or feedback signal .
  • the destination address determines which electronic brake component, control unit, or other component is addressed by such a signal.
  • a source address be attached to such a signal so that acknowledgment based on any transmission protocols is possible.
  • such a signal is transmitted digitally as a coded data packet.
  • the brake sample controller is connected to redundant signaling devices, wherein a first reporting element represents the test result of a brake test carried out via a first channel, and a second signaling device represents a brake test carried out in parallel via a second channel.
  • the brake sample control is realized, for example, by means of an internal logic in already existing programmable logic control units of the vehicle, which has over two continuous data or signal channels. Both the control of brake components for the purpose of testing and the evaluation of state changes caused thereby take place in parallel in both channels according to this embodiment.
  • the channels are mutually functionally inde ⁇ pendent, use different storage areas and type the check result of means of separate and differing ⁇ cher Elements signal. They are connected, for example, with an image ⁇ screen unit and another appropriate indicating device, wherein the screen unit showing the examination result of the percolated in the first channel brake test, and the other indicating device showing the test result of a parallel, in the second channel, overflowed brake test.
  • the other signaling element is, for example, a light-emitting indicator, which can be checked for function by a corresponding device. Only when the signaling devices of both channels simultaneously display a successful performed brake test, the driver can close on an intact braking system. Due to this embodiment of the method according to the invention, the highest safety requirements can also be met.
  • the brake test control unit communicates with a so-called ⁇ touch screen as a screen unit.
  • the screen input standardize provides a graphical control of the invention shown SEN process and thus the brake test, which can be displayed simultaneously Instructions for the user of the procedure.
  • the method according to the invention carried out fully automatically.
  • the samples brake control unit accesses safety brake valves and / or regulating valves of a pneu ⁇ rule and / or hydraulic brake.
  • brake line loops are usually provided in connection with safety-relevant brake types. If the brake broken line loop, it comes to triggering the ent ⁇ speaking braking mode. Therefore, the continuity of the brake line loop is an essential prerequisite for the error-free operation of a rail vehicle or other vehicle.
  • the brake sample control also checks the triggering of emergency braking by a driver awareness monitoring unit.
  • Driver alertness monitoring units are well known to the person skilled in the art, so that they need not be discussed in detail here.
  • a driver safety monitoring unit may comprise a push-button device which must be actuated by the vehicle driver at specific time intervals. If no, the operation includes an internal logic of the Wegwachsamkeitsüberwachungsaku that the driving ⁇ generating leader is not currently in a position to guide the vehicle. For example, the driver may have fallen asleep or become unconscious. If such a case is detected, the driver alertness monitoring unit triggers emergency braking.
  • the brake sample control unit over ⁇ leads the tillwachsamkeitsüberwachungsö Anlagen beispielswei ⁇ se in the triggering state, which is determined whether the control signal of the driver's awareness monitoring unit is transmitted according to the requirements and leads to the triggering of emergency ⁇ stunt.
  • the brake sample control advantageously checks the triggering of emergency braking by a driver brake lever. If, for example, a passenger presses the emergency brake switch on a rail vehicle, this circumstance is usually displayed visually or in some other way to the vehicle driver. The driver then transfers the driver's brake lever to an emergency braking position, where ⁇ is triggered by emergency braking.
  • the Bremsprobensteue ⁇ approximation unit comprises the driver for example the egg ⁇ ne been executed above screen unit, wherein the brake test the driver's brake lever within a monitored by the brake testing function waiting time t w to convert in the emergency braking position. Subsequently, the Bremspro ⁇ Ben Kunststoffung monitors whether the required for this emergency braking control signals have been discontinued. Thereafter, the brake sample control monitors in the same way whether the control element is reset by the driver back to its original position.
  • the brake control unit checks samples advantageous ⁇ adhesive enough, triggering an emergency braking by a redun- dant Notbremsbet2011 Trentosorgan.
  • the driver uses this redundant emergency brake actuator, for example, in case of failure of the driver's brake lever and its associated control and signaling paths.
  • a special emergency braking is triggered by activating the redundant Notbremsbet2011 Whilesorgan having to say the highest security against Ver ⁇ .
  • the brake control samples has the driver for example via an already above ⁇ led screen unit in the brake test the redundant I ⁇ te Notbremsbettechnik Trent within one of the Bremspro- functionally monitored waiting time t w to transfer to the emergency braking position.
  • the Bremsprobenfunkti ⁇ on monitors whether the required for this emergency braking control signals have been discontinued. Subsequently, the brake test function monitored in the same way, whether the operator ⁇ element by the driver is back to its original position.
  • FIG 1 shows an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a hydraulic diagram of a hydraulic brake of a rail vehicle
  • Figure 3 represents a further hydraulic diagram of a hydraulic brake of a rail vehicle with two control circuits are pressure regulating ⁇ ,
  • FIG. 4 schematically illustrates the power supply of the rail brakes via the auxiliary drive converter
  • FIG. 5 illustrates a simplified control system diagram, as well as the vehicle configuration of a multi-part rail vehicle
  • FIG. 6 schematically illustrates the drive signals and the condition monitoring
  • FIG. 7 schematically illustrates the course of a brake test on the basis of a block flow diagram
  • FIG. 8 schematically illustrates the two-channel nature of the brake sample control unit on the basis of a block flow diagram.
  • the brake system 1 comprises hardware and software components that are necessary for performing an embodiment of the method according OF INVENTION ⁇ dung.
  • a hydraulic cal brake device 2 is provided, in which a brake caliper 3 is pressed against a brake disc 4 which is non-rotatably connected to a wheel axle of a bogie of the rail vehicle.
  • the brake system 1 includes a plurality of rail brakes 5, which are each associated with a bogie.
  • the hydraulic brake device 2 and each rail brake ⁇ 5 represent in the context of the invention, together with the associated control and possibly necessary valves each brake means.
  • the brake system 1 has control elements 6, which are arranged in a driver's cab of the rail vehicle according to the embodiment shown in FIG.
  • control elements 6, which are arranged in a driver's cab of the rail vehicle according to the embodiment shown in FIG.
  • an e- lektrodynamische brake used, which is not tested in the static brake sample considered here and is therefore not figuratively shown in Figure 1.
  • Electrodynamic brakes can not be tested stationary, ie when the vehicle is at a standstill. For this reason, an embodiment of the method according to the invention in connection with the hydraulic brake device 2 and with the rail brakes 5 will be described below.
  • Braking device 2 regulated.
  • This purpose is served approximation unit a Bremssteue- forming part of a so-called car control device 6a and the same can be part of a so-called Brems Kunststoffgerä ⁇ tes IIa.
  • the brake control unit part of the car control device ⁇ 6a.
  • a second car control unit 6b is provided, the car control unit 6a acting as a master, the car control unit 6b as a slave.
  • the control and coordi nation ⁇ the braking force is - as part of the driving ⁇ generating control over ⁇ taken during normal operation of the car control device 6a, whereas the function of the brake control remains ineffective 6b by the carriage control device.
  • the car control unit 6b assumes the function of the brake control. In other words, this becomes the master brake control unit.
  • a further brake control unit IIa as part of each hydraulic braking device ⁇ decentralized.
  • the track brakes 5 are connected to the control contactors and a power supply 7, so battery and associated Absi ⁇ assurance and distribution.
  • the power supply 7 energizes the coils of the rail brakes, which act as electromagnets, so that an attractive force is generated between brake shoes of the rail brake and the rails.
  • the brake shoes are pressed by the attraction force against the rails under frictional engagement. It comes to Abbrem ⁇ sen of the vehicle.
  • the signal lines 8 include electrical control lines 9, and as such known data buses 10 for the transmission of digital signals.
  • input and output units 11 and IIb part of the signal lines 8.
  • each car control unit 6a and 6b - in addition to the brake control as part of not considered here, general vehicle control - each a brake sample control unit 12.
  • the method for over ⁇ checking the brake system 1 is performed by the Bremsproben facedungs ⁇ unit 12 two channels. The dual-channeling will be discussed in more detail in connection with FIG.
  • a game as embodied as a touch screen at ⁇ display unit 13 and a signal lamp 14 is used for displaying the result of the brake test as a message body.
  • Screen unit 13 and indicator light 14 are arranged in the driver's cab of a vehicle.
  • the display unit 13 allows a driver in addition to pure display communication with the brake test control unit 12.
  • the driver can therefore initiate the brake test on the scale as a touch screen ⁇ screen unit 13, interrupt or any other measure took ⁇ initiate that the brake test for the smooth running required are.
  • the brake ⁇ sample control unit 12 directed via the display unit 13 action prompts for those test parts to the rer rer, where its participation is required.
  • Such test parts include, for example, the steps for checking the operating elements.
  • Fig. 11c illustrates the auxiliary drive described in Fig. 4.
  • FIG. 2 shows the hydraulic circuit diagram of the hydraulic braking device 2 according to figure 1.
  • the hydraulic braking device 2 comprises a supply unit 15 and a STEU ⁇ erritt 16, wherein said supply unit 15 and control unit 16 are separated by the dotted vertical line of in Figure 2 from each other.
  • the supply unit 15 comprises a hydraulic tank 17, which can be filled with a hydraulic fluid, not shown in the figure.
  • the hydraulic tank 17 has a filler neck 18.
  • To build up a hydraulic pressure in a storage pressure line. tion is a pump 19 which is driven by a motor 20.
  • an air filter with tank valve 21 comes to an ⁇ set.
  • a pressure filter with check valve 22 is provided.
  • the pressure in the supply unit 15 is Festge ⁇ sets by a pressure relief valve 23 to a maximum value.
  • the supply unit 15 comprises a Handven ⁇ til 24 with which the pressure from the supply unit 15 can be drained by hand.
  • a check valve 25 is provided, which at an elevated pressure in the accumulator pressure line S, the pressure relief valve 23, the pressure filter with check valve 22 and the pump 19 hydraulically separated from the rest of the accumulator pressure line S.
  • a pressure sensor 26 For detecting the pressure in the accumulator pressure line S is a pressure sensor 26, which is also part of the supply unit 15.
  • the storage pressure line S is connected via an electrically addressable Lexcellentregelventil 27 with a brake pressure line P, whose pressure is also detected by a pressure sensor 26.
  • the Loughregelventil 27 is electronically accessible from the brake control unit IIa (see Fig. 1), so that the pressure in the brake pipe P can be adjusted to a desired value. To release the running here as a spring brake
  • the Liereregelventil 27 is transferred to the ge Service ⁇ te in Fig 2 te te interruption position, wherein a brake control valve (Anlegeregelventil) 29 provides a pressure relief in the brake cylinder, so that there is a pressing of the caliper 3 (see FIG. 1) comes to the brake discs 4.
  • the brake control ⁇ valve (Anlegeregelventil) 29 is electronically accessible from the brake control unit IIa (see FIG. 1).
  • the emergency brake valve is transferred into the position shown in Figure 2 position 28, which is the lower energy of the activation and effect forth state (spontaneous activity) and wherein a further Druckbe ⁇ relief valve 23 and a throttle 30 for a suitable pressure reduction in the brake cylinder and thus for a purposeful
  • the valve 31 serves in conjunction with valve 28 as a parking brake, in which case the Ventilstel ⁇ lungs shown in Fig. 2 are taken.
  • the valve 31 is not checked in the context of the brake sample shown here.
  • the electronically responsive valves 27, 29 and 28 are converted by control signals from the brake sample 12 (in Fig. 1) in a certain state, the change of state by the pressure sensors 26 are monitored in the brake line to obtain pressure readings.
  • the brake control unit 12 samples tested on ⁇ hand a fixed internal logic in each of its two channels, whether the desired change of state has been established.
  • FIG 3 shows a further embodiment of a hydrau ⁇ metallic braking device.
  • the hydraulic circuit of Figure 3 largely corresponds to that of Figure 2, but in Figure 3, two brake lines Pi and P 2 are shown, so that two wheelsets a bogie with different Press can be applied.
  • Each brake line Pi, P 2 has its own pressure sensor 26i or 26 2 , its own emergency brake valve 28i or 28 2 , its own release control valve 2I 1 or 27 2 and its own brake control valve (apply valve) 29i or 29 2 .
  • Figure 4 illustrates the power supply of the rail brakes 5 by two auxiliary converters 32 and 33 and a battery 35, wherein the auxiliary converters 32, 33 are arranged in a rail vehicle and the output side a
  • the auxiliary operating ⁇ 32 32, 33 and the battery 35 supply in addition to the rail brakes 5 as the main consumer, the remaining consumers 36 in the DC electrical system with a supply current. Moreover, it is supplied with power and thus of the auxiliary converters 32, 33 via the diode 34 and loaded the current sensors 37, a battery 35 or a ⁇ Other pe ger energy storage.
  • the battery 35 assumes in case of ⁇ case of the auxiliary drives 32 or 33 or other components of the electrical system, the power supply of the rail brakes 5, which are shown as ohmic resistors, far ⁇ re main consumers of the DC power supply 36 are connected in parallel.
  • the main consumers of the direct voltage ⁇ onboard network 36 are usually in addition to the rail brakes 5, the interior and exterior lighting, the clutch motors and clutch, heaters, doors, Schiebetrittantriebe, the sand ⁇ compressors, windshield wipers, all control devices and the like.
  • For current detection in the context of the brake test serve current sensors 37 which are arranged in the respective DC voltage line of the auxiliary converters 32 and 33.
  • the current sensors are available to control the energy charge of the battery 35 in the train anyway. Is the energy Consumption of all other loads constant, can be detected by the current increase after driving the rail brakes, the current used to excite the magnetic adhesion of the rail brakes. This is done by the current sensors 37 to yield current measured values, the current sensors of the auxiliary converters 11c (in FIG. 1) 32, 33 being connected to the brake sample control unit 12 via signal lines 8 (here: data bus 10).
  • Figure 5 shows the leading carriage 38 of a train or vehicle body composed of several carriages, the carriage 38 being divided into five inseparable carriage parts 38i, 38 2 , 38 3 , 38 4 and 38 5 via articulated joints.
  • Each carriage has two car control devices 39a and 39b as well as two brake ECU 39.
  • Each brake control unit 39 controls and regulates the hydraulic pressures of the hydraulic devices ⁇ 's braking device 2 (in FIG. 1).
  • a brake control unit 39 for a drive bogie 40 and for a running bogie 41 is responsible.
  • the middle car part 383 has no bogie and is a floating car part.
  • the second car control device 39b also comprises a full brake sample control unit 12, which acts as a so-called slave.
  • the same master-slave allocation applies, but with the difference that the local master car control unit on the train control level represents a slave with respect to the master vehicle control unit of the leading vehicle with the occupied driver's cab.
  • the Mas ⁇ terwagenmaschine réelle 38a is for the functions of Switzerlandsteue ⁇ control via a so-called gateway 42 with the Masterwa- gen capita réelle the subsequent vehicle connected, which is not shown figuratively.
  • the car control devices 39a, 39b and brake control devices 39 and other electronic Components ⁇ th are connected via a so-called multi-function Vehicle Bus, so a vehicle bus 10 (in Fig. 1), the part of the signal ⁇ lines 8 (Fig. 1), connected to each other , The vehicle-wide communication of the master carriage control devices 39a, 39b takes place via a separate train band bus, which is likewise part of the signal lines 8 (FIG. 1).
  • Figure 6 illustrates how a change of state summarizes metrologically ER according to an advantageous Ausges ⁇ taltung of the invention and is monitored.
  • the time t is plotted on the abscissa in each of the diagrams shown, wherein the respective state is plotted on the ordinate Y.
  • Y can either correspond to a binary signal, that is to say 0 or 1, or can be a measured value. So Y each actual pressure value is obtained, for example, by sampling an analog pressure signal and digitizing the gained sample ⁇ signal is, for example, an actual pressure value. The made available in this way the Bremspro ⁇ ben suedung actual pressure value is compared with a predetermined desired pressure value. If the difference between the actual pressure value and the target pressure value within one predetermined tolerance range, applies the Sollzu ⁇ was considered achieved.
  • the brake sample control checks the functionality as follows:
  • a drive signal in the form of a data telegram with the destination address is issued.
  • the drive signal is transmitted to the emergency brake valve labeled 28 in FIG. 2, whereby the emergency brake valve 28 is transferred into its braking position.
  • the pressure drop in the brake pipe P is detected by the pressure sensor 26.
  • the brake controller 12 samples available in actual pressure value as the predetermined target ⁇ pressure value. The brake sample controller 12 checks whether the desired pressure drop is maintained over the time period t w .
  • the brake sample controller checks whether the change in state occurs within a monitoring interval t u , wherein the monitoring interval t u is connected to the drive signal ti. If both criteria are met, the brake test of the emergency brake valve 28 is assessed as positive tet ⁇ . As described above, this method runs in parallel in two separate channels in the brake sample controller.
  • an error-free brake system 1 is concluded.
  • the result is a channel for display by a signal lamp 14 as Mel ⁇ deorgan.
  • the result of the second channel is displayed by a corresponding representation of a display unit 13.
  • Indicator light 14 and display unit 13 communicate via separate signal lines with the Bremsproben Kunststoffungs ⁇ unit. Only when the signaling devices of both channels, image ⁇ screen unit and indicator light, simultaneously indicate a successful brake test, the driver can close on an intact braking device.
  • FIG. 7 shows a flowchart of an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • the brake sample so that here verdeut ⁇ possible embodiment of the method according to the invention, is divided into two sub-steps, wherein the sub-steps in the function blocks and which in turn are divided into individual test steps.
  • a first sub-step V inter alia, the hydraulic braking device 2 and 3 checked.
  • the Léeregelventile, brake control valves and the Not ⁇ brake valves are addressed, wherein the self-adjusting pressures detected in the respective pressure lines and the detected pressure measured values are compared with pressure setpoints.
  • the rail brakes 5 are checked by detecting the current flow caused by the driving of the rail brakes 5 by means of the current sensors 37 of the auxiliary power converters 32, 33 or 11c (FIG. 1). In this case, the driver is instructed not to turn on or off the other consumers of the electrical system while checking the rail brake.
  • the sampled and digitized current measurement values are compared with setpoint values, wherein the condition monitoring shown in FIG. 6 is used.
  • the release of the rail brakes 5 and the hydraulic braking device are monitored by an emergency stop switch 6 (FIG. 1).
  • the functional safety of the involved contactors ie magnetic switch
  • This short brake test is example ⁇ example in a driver change and a change in the train configuration.
  • the full brake test, both of which are steps V and S is performed once a day and during a braking fault.
  • FIG. 8 shows a flow chart of an exemplary embodiment of the method according to the invention, the two-channeledness of the method being illustrated. It can be seen that the dual-channeling in the embodiment shown is realized by two independently running arithmetic routines, each arithmetic routine communicating with its own signaling device.

Abstract

Um ein Verfahren zum statischen Überprüfen eines mehrere Bremsarten aufweisenden Bremssystems (1) eines Fahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) eine Bremssteuerungseinheit (6a, 6b, 11a), Bremsmittel (2, 5) mit Bremskomponenten, Bedienelemente (6) zum Ansprechen der Bremsmittel (2, 5) und Signalleitungen (8) zur Datenübertragung umfasst, bei dem eine Bremsprobensteuerungseinheit (12) wenigstens eine der Bremskomponenten durch ein Ansteuersignal von einem Ausgangszustand in einen Ist-Zustand überführt, wobei der Zustand der Bremskomponenten von einem Messsensor (26, 37) unter Gewinnung von Zustandsdaten erfasst wird, die Zustandsdaten an die Bremsprobensteuerungseinheit (12) übertragen werden und die Bremsprobensteuerungseinheit (12) die Ist-Zustandsdaten anhand einer internen Logik auf eine Fehlerbedingung hin überprüft, bereitzustellen, das eine umfassende Prüfung aller einer Bremsung beteiligter Komponenten umfasst, wird vorgeschlagen, dass auch Bedienelemente (6) und Signalleitungen (8) auf das Vorliegen einer Fehlerbedingung hin überprüft werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zum statischen Überprüfen eines Bremssystems eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum statischen Überprüfen eines mehrere Bremsarten aufweisenden Bremssystems eines Fahrzeugs, wobei das Bremssystem eine Bremssteuerungseinheit , Bremsmittel mit Bremskomponenten, Bedienelemente zum Anspre- chen der Bremsmittel und Signalleitungen zur Daten- und/oder Signalübertragung umfasst, bei dem eine Bremsprobensteue¬ rungseinheit wenigstens eine der Bremskomponenten durch ein Ansteuersignal von einem Ausgangszustand in einen Ist-Zustand überführt, wobei der Zustand der Bremskomponenten unter Ge- winnung von Zustandsdaten erfasst wird, die Zustandsdaten an die Bremsprobensteuerungseinheit übertragen werden und die Bremsprobensteuerungseinheit die Ist-Zustandsdaten anhand ei¬ ner internen Logik auf eine anforderungsgemäße Funktion hin überprüft .
Ein solches Verfahren ist aus der DE 100 10 221 Al bereits bekannt. Das dort beschriebene Verfahren dient zur Diagnose von Bremsmitteln, die dort eine pneumatische Reibbremse um¬ fassen. Die pneumatische Reibbremse umfasst Bremszylinder und Elektromagnetventile zum Beaufschlagen der Bremszylinder mit Druck in Abhängigkeit eines gewünschten Solldruckes. Eine Bremsprobensteuerungseinheit zum Durchführen einer Bremsprobe ist in einer Gleitschutzsteuerungseinheit integriert, die ü- ber Signalleitungen mit den besagten Elektromagnetventilen verbunden ist. Der von den Elektroventilen in den Bremszylindern eingestellte Druck erzeugt eine Bremskraft, die in Bremsbacken des Bremssystems eingeleitet wird. Die Bremsba¬ cken werden mit der eingeleiteten Bremskraft gegen Bremsscheiben gepresst, die drehfest mit einer Radachse oder einem Rad des Schienenfahrzeuges verbunden sind. Die Elektromagnet¬ ventile sind jeweils mit einem Drucksensor ausgestattet, der unter Gewinnung von digitalen Druckmesswerten den Ist-Druck in den Bremszylindern erfasst. Die Druckmesswerte werden über die Signalleitungen an die Bremssteuerungseinheit gesendet, die aufgrund der übermittelten Daten eine fortwährende Diag¬ nose des pneumatischen oder hydraulischen Bremssystems erstellt.
Aus der DE 102 03 972 B4 ist ebenfalls ein Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Bremse eines Zuges bekannt. Die dort offenbarte Vorrichtung umfasst neben einer pneumatischen oder hydraulischen Bremse auch eine Schienenbremse, wobei der Zug bei einer stationären Bremsprobe des pneumatischen oder hydraulischen Bremssystems mittels der Schienenbremse einge¬ bremst wird. Auch hier erfasst eine Bremsprobensteuerungseinheit mittels Strom- und Drucksensoren Ströme beziehungsweise Drücke in Regelventilen und Bremsaktuatoren . Die Bremsprobensteuerungseinheit wertet die Zustandsdaten anschließend aus.
Auch die EP 1 195 286 A2 beschreibt ein Verfahren zum Überwa¬ chen einer Bremse und Verfahren zum Bremsen einer Lokomotive. Beim Überwachen des Zustandes der Bremse wird gemäß der Lehre der EP 1 195 286 A2 ausschließlich auf ohnehin im Zug vorhandener Geräte zurückgegriffen. Die Überwachung erfolgt jedoch dynamisch .
Die EP 1 177 962 Bl beschreibt eine Einrichtung zum Überwa- chen des Zustandes einer Wirbelstrombremse.
Dem eingangs genannten Verfahren haftet der Nachteil an, dass nicht sämtliche beim Bremsen beteiligten Komponenten auf ihre anforderungsgemäß korrekte Funktion hin überprüft werden, so dass die Bremsprüfung unvollständig bleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bremsprobe der ein- gangs genannten Art bereitzustellen, die eine umfassende Ü- berprüfung aller Komponenten erlaubt, die an einer Bremsung beteiligt sind.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass sowohl Bedien- elemente und Signalleitungen, als auch Bremsmittel auf ihre anforderungsgemäße Funktion hin überprüft werden.
Erfindungsgemäß werden nicht nur die Komponenten der Brems¬ mittel überprüft. Vielmehr werden darüber hinaus auch die Be- dienelemente und Signalleitungen oder mit anderen Worten die Daten- oder Signalübertragungsleitungen überprüft, die zum Ansteuern der Ventile oder sonstiger elektronischer bzw. e- lektrischer Komponenten einer Bremse erforderlich sind. Erfindungsgemäß ist somit erstmals eine umfassende Bremsprobe bereitgestellt, die sämtliche von der Bremssteuerung über¬ wachten Komponenten der Bremsmittel mit der einzigen Ausnahme einer elektrodynamischen Bremse, deren Funktionsprüfung stationär nicht durchführbar ist, überprüft. Dabei ist das Bremssystem im Rahmen der Erfindung so ausgelegt, dass die Prüfung mehrerer Bremsarten, wie beispielsweise eine Be¬ triebsbremsung, eine Sicherheitsbremsung, eine Notbremsung, eine Feststellbremsung und dergleichen durchgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch bei so genann¬ ten Zweisystemstadtbahnen einsetzbar, bei denen die Eigen- Schäften von so genannten Eisenbahnen und die Eigenschaften von so genannten Straßenbahnen vereinigt sind. Bei solchen Zweisystemstadtbahnen kann der Fahrgast ohne umzusteigen in beiden Schienensystemen transportiert werden. Hierbei müssen die für beide Betriebssysteme aufgestellten Bau- und Be- triebsordnungen berücksichtigt werden. Bezogen auf die Bremsprobe bzw. das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet dies, dass das Verfahren zweckmäßigerweise alle straßenbahnspezifischen Bremsarten und alle für den Eisenbahnbetrieb sicherheitstech- nisch relevanten Bremsarten berücksichtigt. Andere Anforde¬ rungen können beispielsweise durch geeignete Parametrisierung der Bremsprobensteuerungseinheit erreicht werden.
Die Bremsprobensteuerungseinheit umfasst im Rahmen der Erfin- düng beispielsweise Hardware- und Softwarekomponenten. Abwei¬ chend davon umfasst die Bremsprobensteuerungseinheit aus¬ schließlich Softwarekomponenten. Dabei ist die Bremsprobensteuerungseinheit beispielsweise ein zentrales Bauteil, auf dem ihre Softwarekomponenten ablaufen und gespeichert sind. Die Bremsprobensteuerung kann aber auch aus dezentralen Bauteilen und/oder Softwarekomponenten bestehen. Die Softwarekomponenten der Bremsprobensteuerungseinheit sind bei¬ spielsweise auf ohnehin im Fahrzeug vorhandene Bauteile ver¬ teilt oder zentral auf einem ohnehin vorhandenen Bauteil vor- gesehen.
Der Begriff der Signalleitung umfasst im Rahmen der Erfindung auch Steuerleitungen. Das Überprüfen auf eine anforderungsgemäße Funktion umfasst das Ansprechen des zu prüfenden Bau- teils und das Vergleichen der dabei gewonnenen Daten mit Erwartungswerten unter Berücksichtigung von jeweils für das Fahrzeug geltenden Vorschriften.
Vorteilhafterweise wird wenigstens eine Bremsart ausgewählt, wobei die Bremsprobensteuerungseinheit Bremskomponenten jeder ausgewählten Bremsart überprüft. Die Auswahl der Bremsart, deren Komponenten geprüft werden sollen, kann beispielsweise durch einen Zugführer erfolgen. Abweichend davon sind die zu überprüfenden Bremsarten voreingestellt, so dass beim Einlei- ten der Bremsprüfung, beispielsweise mittels eines Touch- screen-Bildschirmes, die Bremsprobe selbständig durchgeführt wird.
Zweckmäßigerweise werden auch die Bedienmittel und Signallei¬ tungen mittels eines Ansteuersignals auf eine anforderungsge¬ mäß vollständige Funktion hin überprüft. Das Ansteuersignal ist beispielsweise ein Datentelegramm oder aber eine über eine Signalleitung aufgeprägte elektrische Größe wie Strom oder Spannung. Das Datentelegramm oder die über die Signalleitung aufgeprägte elektrische Größe wird auf an sich bekannte Art und Weise von den angesprochenen elektronischen Bauteilen quittiert .
Zweckmäßigerweise umfassen die Bremsmittel eine pneumatische und/oder eine hydraulische Bremseinrichtung mit Bremsaktuato- ren, wobei Drucksensoren den Bremsdruck in jedem Bremsaktua- tor oder in geeignet zusammengefassten Bremsaktuatorgruppen erfassen und als Zustandsdaten an die Bremsprobensteuerungs- einheit übertragen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die
Bremsaktuatoren üblicherweise durch Elektromagnetventile, al¬ so beispielsweise von einem oder mehreren Regelventilen und/oder von einem so genannten Notbremsventil angesteuert werden. Der Ist-Druck des Bremsaktuators kann somit auch an den jeweiligen Ventilausgängen, die mit den jeweiligen Bremsaktuatoren direkt verbunden sind, erfasst werden. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, das Ansprechen der Elektromagnet¬ ventile auf beispielsweise elektrische Signale (Binärsignale) durch den Vergleich der Ansteuersignale mit Zustandssignalen zu überwachen.
Der Test der Bremsmittel der hydraulischen Bremseinrichtung erfolgt zweckmäßigerweise zweimal pro Wagen bzw. Fahrzeug, und zwar getrennt für jede Wagenhälfte, wobei das Lösen der Bremsen nur in einem Wagenteil durch die Bremsprobensteue¬ rungseinheit überwacht wird. Dadurch wird ein Wegrollen des Fahrzeugs während der Bremsprobe verhindert.
Mittels einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Bremsmittel wenigstens eine Schienen¬ bremse auf, wobei Stromsensoren bei Betätigung der Schienenbremse den dadurch hervorgerufenen Stromfluss unter Gewinnung von Bremsstromwerten erfassen und als Zustandsdaten an die Bremsprobensteuerungseinheit übertragen, wobei jeder Schie¬ nenbremse wenigstens ein Stromsensor zugeordnet ist oder meh¬ rere Schienenbremsen durch zeitversetztes Ansteuern mittels einer Gesamtstromerfassung geprüft werden.
Vorteilhafterweise wird jede Schienenbremse einzeln oder ge¬ eignet zusammengefasste Schienenbremsenpaare auf die anforde¬ rungsgemäß vollständige Funktion hin überprüft. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist beispielsweise im Fehlerfall zusätzlich erkennbar, wo der Fehler im Bremssystem auftritt. Der Fehler kann somit für die Instandsetzung lokalisiert werden. Darüber hinaus ist im Fehlerfall eine Aussage über das restliche Bremsvermögen mög¬ lich. So weisen Schienenfahrzeuge üblicherweise mehrere Schienenbremsen auf, insbesondere bei längeren Zügen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jede Schienenbremse einzeln durch Ansteuersignale auf anforderungsgemäß vollständige Funktion hin überprüft, wobei das Prüfungsergebnis Aufschluss über jede Schienenbremse einzeln ermöglicht. Dabei ist erfin¬ dungsgemäß einstellbar, ob der Zugführer beispielsweise über die Ergebnisse jeder einzelnen Schienenbremsprüfung oder aber kumulativ nur dann mit einer Nachricht der Fehlerfreiheit be¬ dacht wird, wenn das Einzelergebnis jeder Schienenbremsprü¬ fung zu einem positiven Prüfungsergebnis führt. Gemäß einer diesbezüglichen Weiterentwicklung werden die Schienenbremsen zur Funktionsüberprüfung in einen Bremszustand überführt, wobei die dabei auftretende Stromflussände¬ rung unter Gewinnung von Zustandsdaten erfasst wird und wobei die besagte Stromflussänderung mittels ohnehin im Fahrzeug vorhandener Stromsensoren erfasst wird. Auf diese Weise ist es möglich, auf zusätzliche Bauteile, Messkomponenten und Signalleitungen zu verzichten.
Vorteilhafterweise wird auf die Stromsensoren des Hilfs- betriebsumrichters zurückgegriffen. Hierbei sind natürlich Stromflussänderungen zu vermeiden, die nicht mit der Schie- nenbremsansteuerung im Zusammenhang stehen. Daher wird der Nutzer des Verfahrens, beispielsweise der Zugführer, durch einen interaktiven Bildschirm, beim Überprüfen der Schienenbremse aufgefordert, keine zusätzlichen Verbraucher in Be¬ trieb zu nehmen. Darüber hinaus wird vorteilhafterweise wäh¬ rend der Dauer dieser Prüfung das Ein-/Ausschalten von denjenigen Verbrauchern, die von der Fahrzeugsteuerung angesteuert werden und damit beeinflusst werden können, gesperrt.
Vorteilhafterweise überprüft die Bremsprobensteuerungseinheit in einem ersten Teilschritt die Bremsmittel und in einem zweiten, als Untermenge des ersten Teilschrittes fungierenden und getrennt auslösbaren Teilschritt die Bedienelemente und Signalleitungen. Aufgrund dieser Aufteilung kann eine so genannte volle Bremsprobe, bei der alle zu überprüfenden Be¬ dienelemente, Signalwege und Bremsmittel überprüft werden, und eine kurze Bremsprobe, bei der nur die Bedienelemente und Signalwege überprüft werden, durchgeführt werden. So muss - aufgrund der jeweiligen Vorschriften - nach jedem Bremsfehler und ein Mal täglich die volle Bremsprobe durchgeführt werden, wobei die kurze Bremsprobe öfter, also auch bei Fahrerstands- wechseln oder bei Änderung der Zugkonfiguration, erforderlich ist .
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Bremsprobensteuerungseinheit zweikanalig ausgebildet. Die Bremsprobensteuerungseinheit umfasst daher beispielsweise zwei unabhängig voneinander ablaufende Rechen¬ routinen, die die Bremsprobe unabhängig voneinander durchführen. Die Bremsprobensteuerungseinheit ist zweckmäßigerweise im ohnehin im Fahrzeug vorgesehen Wagensteuerungsgerät einge¬ baut, beispielsweise zweikanalig in einem Wagensteuerungsge¬ rät. Abweichend davon ist die Bremsprobensteuerung redundant ausgelegt, also doppelt, also zweikanalig in je einem Steuer¬ gerät vorhanden, wobei jede Bremsprobensteuerungseinheit ein- kanalig ausgebildet ist. Die gleiche funktionale Aufteilung der beiden Kanäle in eine gemeinsame oder zwei unterschiedli¬ che Bremsprobensteuerungseinheiten ist beispielsweise auch möglich, wenn die Bremsprobensteuerungseinheiten in einer Bremssteuerungseinheit integriert sind. Abweichend davon ist die Bremsprobensteuerungseinheit Teil eines speicherprogram¬ mierbaren Rechners, der in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist, wobei in dem gleichen Gehäuse ein so genannter Touchscreen als Bildschirmeinheit zu Benutzerführung der Bremsprobe vorgesehen ist. Gemäß einer möglichen Vereinfachung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist es bei geringeren Anforderungen an die Sicherheit der Bremsprobenfunktion möglich, aufgrund der erfindungsgemäßen Eigenschaft der Modularität nur einen Kanal der Bremsprobenfunktion zu implementieren.
Vorteilhafterweise ist die Bremsprobensteuerungseinheit in das Bremssteuerungssystem eines Schienenfahrzeugs integriert, wobei das Bremssteuerungssystem Wagensteuerungsgeräte auf¬ weist, die jeweils einem Fahrzeug des Fahrzeug-/Zugverbandes zugeordnet sind, wobei die Wagensteuerungsgeräte über Signal¬ leitungen zum Datenaustausch miteinander verbunden sind. Die Signalleitungen umfassen beispielsweise einen auf das Fahrzeug beschränkten Datenbus sowie einen Datenbus zur Kommuni- kation zwischen den verschiedenen Fahrzeugen eines Zug- /Fahrzeugverbandes . Dadurch, dass auf ohnehin vorhandene speicherprogrammierbare Steuerungskomponenten des Fahrzeugs zurückgegriffen wird, ist ein besonders kostengünstiges Ver¬ fahren bereitgestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung stellt die Bremsprobensteuerungseinheit anhand der übertragenen Zu- standsdaten fest, ob der sich infolge des Ansteuersignals er¬ gebende Übergang vom Ausgangszustand in den Soll-Zustand sich innerhalb eines an das Ansteuersignal zeitlich anschließenden Nachweisintervalls einstellt, wobei die Bremsprobensteue¬ rungseinheit weiterhin anhand der Zustandsdaten überprüft, ob der Ist-Zustand über einen Messzeitraum hinweg erhalten bleibt, wobei nur dann auf ein fehlerfreies Prüfungsergebnis geschlossen wird, wenn sich die Zustandsänderung im Nachweisintervall einstellt und der geänderte Zustand über den Mess¬ zeitraum erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß werden die Zustände nicht statisch zu einem einzigen Zeitpunkt erfasst, sondern es werden Zustandsände- rungen überprüft. Mit anderen Worten wird eine zu überprüfenden Komponente angesteuert, wobei der Ausgangszustand mit ei¬ nem sich einstellenden Zustand verglichen wird. Auf diese Weise ist erfindungsgemäß sichergestellt, dass sich die Sig- nale logisch und zeitlich wie erwartet geändert haben, wobei eine erhöhte Sicherheitsfunktion bereitgestellt ist.
Gemäß der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterentwicklung werden definierte Überwachungszeiten und Wartezeiten einge- führt. Dies gilt sowohl für Binärsignale, zum Beispiel Schützrückmeldungen als auch für Analogsignale, also Signale mit variierenden Werten, beispielsweise Druckwerten. Nach der Ansteuerung, also nach Senden des Ansteuersignals, muss sich der Zustand für ein positives Prüfergebnis innerhalb einer
Überwachungszeit tu anforderungsgemäß ändern. Sobald sich der Zustand geändert hat, wird die Zustandsänderung über die War¬ tezeitlang tw hinweg überprüft. Typische Überwachungszeiten tu liegen zwischen 1 bis 30 Sekunden. Typische Wartezeiten tw liegen zwischen 0,5 und 10 Sekunden.
Binärsignale nehmen die Zustände 0 oder 1 ein. Bei Analogwer¬ ten wird ein Ist-Wert, also ein Zustandswert mit einem vorge¬ gebenen Sollwert, verglichen. Der Ist-Wert muss sich im Rah- men von Fehlertoleranzen innerhalb des Überwachungszeitraumes auf den Sollwert einstellen und über eine Wartezeit hinweg erhalten bleiben.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird jedem Ansteuer- und/oder Rückmeldesig¬ nal eine Zieladresse beigefügt. Die Zieladresse legt fest, welche elektronische Bremskomponente, Steuerungseinheit, oder sonstige Komponente durch ein solches Signal angesprochen wird. Hierbei ist es auch zweckmäßig, dass einem solchen Sig- nal eine Quelladresse beigefügt wird, so dass ein Quittieren auf Grundlage beliebiger Übertragungsprotokolle ermöglicht ist. Zweckmäßigerweise wird ein solches Signal als kodiertes Datenpaket digital übertragen.
Weiterhin ist es zweckmäßig dem Ansteuer- und/oder Rückmeldesignal einen Zeitstempel beizufügen, wodurch insbesondere die Überwachung von Zeiträumen wie oben beschrieben vereinfacht ist. Darüber hinaus ist es zweckmäßig einem solchen Signal eine Sequenznummer beizufügen. Auch aufgrund dieser Weiter- entwicklung ist das Quittieren von Datentelegrammen mit Hilfe der entsprechenden Signale vereinfacht.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens werden Ansteuer- und/oder Rückmeldesignale mittels zyklischer Kodeüberprüfung auf Übertragungs¬ fehler hin überprüft. Gemäß dieser Weiterentwicklung ist ein besonders sicheres Überprüfen auch der elektronischen Komponenten eines Bremssystems ermöglicht. Die erfindungsgemäße Bremsprobe wird somit umfassend und sicher. Nachrichtenver¬ fälschungen werden somit erkannt.
Zweckmäßigerweise werden die Ergebnisse aller Einzelprüfungen miteinander verknüpft und nur dann auf ein fehlerfreies Bremssystem geschlossen, wenn jede Einzelprüfung zu einem positiven Prüfungsergebnis führt. Auf diese Weise wird der In¬ formationsgehalt für das Personal, das die Bremsprobe durch¬ führt, überschaubar gehalten.
Zweckmäßigerweise ist die Bremsprobensteuerung mit redundanten Meldeorganen verbunden, wobei ein erstes Meldeorgan das Prüfungsergebnis einer über einen ersten Kanal erfolgten Bremsprobe darstellt und ein zweites Meldeorgan eine parallel über einen zweiten Kanal erfolgte Bremsprobe darstellt.
Die Bremsprobensteuerung ist beispielsweise mittels einer internen Logik in ohnehin vorhandenen speicherprogrammierbaren Steuerungseinheiten des Fahrzeugs realisiert, wobei diese ü- ber zwei durchgehende Daten- oder Signalkanäle verfügt. So- wohl die Ansteuerung von Bremskomponenten zwecks Prüfung, als auch die Auswertung von dadurch verursachten Zustandsänderun- gen erfolgt gemäß dieser Ausgestaltung in beiden Kanälen parallel. Dabei sind die Kanäle voneinander funktionell unab¬ hängig, benutzen unterschiedliche Speicherbereiche und geben deren Prüfungsergebnis mittels getrennter und unterschiedli¬ cher Meldeorgane aus. Sie sind zum Beispiel mit einer Bild¬ schirmeinheit und einem anderen zweckmäßigen Meldeorgan verbunden, wobei die Bildschirmeinheit das Prüfungsergebnis ei- ner im ersten Kanal durchgelaufenen Bremsprobe darstellt, und das andere Meldeorgan das Prüfergebnis einer parallel, im zweiten Kanal, gelaufenen Bremsprobe darstellt. Das andere Meldeorgan ist beispielsweise ein Leuchtmelder, der durch eine entsprechende Einrichtung auf Funktion überprüft werden kann. Erst wenn die Meldeorgane beider Kanäle gleichzeitig eine erfolgreiche durchgeführte Bremsprobe anzeigen, kann der Fahrzeugführer auf ein intaktes Bremssystem schließen. Aufgrund dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch den höchsten Sicherheitsanforderungen gerecht wer- den.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung kommuniziert die Bremsprobensteuerungseinheit mit einem so ge¬ nannten Touchscreen als Bildschirmeinheit. Die Bildschirmein- heit ermöglicht eine grafische Steuerung des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens und somit der Bremsprobe, wobei gleichzeitig Anweisungen für den Nutzer des Verfahrens angezeigt werden können .
Selbstverständlich ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren vollautomatisiert durchführen zu lassen. Darüber hinaus ist es möglich, Bremskomponenten über verschiedene Signalwege anzusprechen und das Ergebnis der Prüfung auf un¬ terschiedlichen Signalwegen mit unterschiedlichen Meldeorga- nen, darzustellen. Erst wenn beide Meldeorgane gleichzeitig eine anforderungsgemäße Funktion der Bremsprobe anzeigen, kann der Fahrzeugführer auf eine intakte Bremseinrichtung schließen . Zweckmäßigerweise greift die Bremsprobensteuerungseinheit auf Sicherheitsbremsventile und/oder Regelventile einer pneumati¬ schen und/oder hydraulischen Bremse zu.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterentwicklung überprüft die
Bremsprobensteuerung die Durchgängigkeit einer Bremsleitungs- schleife zum Auslösen wenigstens einer Bremsart. Solche Bremsleitungsschleifen sind üblicherweise im Zusammenhang mit sicherheitsrelevanten Bremsarten vorgesehen. Wird die Brems- leitungsschleife unterbrochen, kommt es zum Auslösen der ent¬ sprechenden Bremsart. Daher ist die Durchgängigkeit der Bremsleitungsschleife eine wesentliche Voraussetzung für den fehlerfreien Betrieb eines Schienenfahrzeuges oder eines sonstigen Fahrzeuges.
Darüber hinaus überprüft die Bremsprobensteuerung auch die Auslösung einer Notbremsung durch eine Fahrerwachsamkeits- überwachungseinheit . Fahrerwachsamkeitsüberwachungseinheiten sind dem Fachmann bestens bekannt, so dass hier nicht detail- liert darauf eingegangen werden muss. Nur beispielhaft sei angegeben, dass eine solche Fahrerwachsamkeitsüberwachungs- einheit ein Drucktastengerät umfassen kann, das vom Fahrzeug¬ führer in bestimmten Zeitabständen betätigt werden muss. Unterbleibt die Betätigung, schließt eine interne Logik der Fahrerwachsamkeitsüberwachungseinheit darauf, dass der Fahr¬ zeugführer derzeit nicht in der Lage ist, das Fahrzeug zu führen. So kann der Fahrzeugführer beispielsweise eingeschlafen oder bewusstlos geworden sein. Wird ein solcher Fall festgestellt, löst die Fahrerwachsamkeitsüberwachungseinheit eine Notbremsung aus. Die Bremsprobensteuerungseinheit über¬ führt die Fahrerwachsamkeitsüberwachungseinheit beispielswei¬ se in den Auslösezustand, wobei festgestellt wird, ob das An- steuerungssignal der Fahrerwachsamkeitsüberwachungseinheit anforderungsgemäß übertragen wird und zur Auslösung der Not¬ bremsung führt .
Darüber hinaus überprüft die Bremsprobensteuerung vorteil- hafterweise das Auslösen einer Notbremsung durch einen Fahrerbremshebel. Wird beispielsweise bei einem Schienenfahrzeug von einem Fahrgast der Notbremsschalter gedrückt, wird dieser Umstand dem Fahrzeugführer üblicherweise optisch oder auf sonstige Weise angezeigt. Der Fahrzeugführer überführt den Fahrerbremshebel anschließend in eine Notbremsposition, wo¬ durch eine Notbremsung ausgelöst wird. Die Bremsprobensteue¬ rungseinheit weist dem Fahrzeugführer beispielsweise über ei¬ ne bereits weiter oben ausgeführte Bildschirmeinheit an, bei der Bremsprobe den Fahrerbremshebel innerhalb einer von der Bremsprobefunktion überwachten Wartezeit tw in die Notbremsstellung zu überführen. Anschließend überwacht die Bremspro¬ bensteuerung, ob die für diese Notbremsung erforderlichen Ansteuersignale abgesetzt wurden. Daran anschließend überwacht die Bremsprobensteuerung auf gleiche Art und Weise, ob das Bedienelement vom Fahrer wieder in seine Ausgangsposition zurückgesetzt wird.
Weiterhin überprüft die Bremsprobensteuerungseinheit vorteil¬ hafterweise das Auslösen einer Notbremsung durch ein redun- dantes Notbremsbetätigungsorgan . Der Fahrzeugführer nutzt dieses redundante Notbremsbetätigungsorgan beispielsweise bei Versagen des Fahrerbremshebels und der ihm zugeordneten Ansteuerungs- und Signalisierungswege . Durch Betätigen des redundanten Notbremsbetätigungsorgan wird eine spezielle Not- bremsung ausgelöst, welche die höchste Sicherheit gegen Ver¬ sagen aufweist. Die Bremsprobensteuerung weist dem Fahrzeugführer beispielsweise über eine bereits weiter oben ausge¬ führte Bildschirmeinheit an, bei der Bremsprobe das redundan¬ te Notbremsbetätigungsorgan innerhalb einer von der Bremspro- befunktion überwachten Wartezeit tw in die Notbremsstellung zu überführen. Anschließend überwacht die Bremsprobenfunkti¬ on, ob die für diese Notbremsung erforderlichen Ansteuersignale abgesetzt wurden. Daran anschließend überwacht die Bremsprobenfunktion auf gleiche Art und Weise, ob das Bedien¬ element vom Fahrer wieder in seine Ausgangsposition zurückgesetzt wird.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin- düng sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens schematisch verdeutlicht, Figur 2 einen Hydraulikplan einer hydraulischen Bremse eines Schienenfahrzeuges zeigt,
Figur 3 einen weiteren Hydraulikplan einer hydraulischen Bremse eines Schienenfahrzeuges mit zwei Druckre¬ gelkreisen darstellt,
Figur 4 die Stromversorgung der Schienenbremsen über den Hilfsbetriebsumrichter schematisch verdeutlicht, Figur 5 als vereinfachte Leittechnikschema, sowie die Fahr- zeugkonfiguration eines mehrteiliges, Schienenfahrzeuges verdeutlicht, Figur 6 die Ansteuersignale und die Zustandsüberwachung schematisch verdeutlicht,
Figur 7 den Ablauf einer Bremsprobe anhand eines Blockflussdiagrammes schematisch verdeutlicht und
Figur 8 die Zweikanaligkeit der Bremsprobensteuerungseinheit anhand eines Blockflussdiagramms schematisch verdeutlicht . In Figur 1 ist die Systemarchitektur der an der Bremsprobe beteiligten Komponenten, oder mit anderen Worten das Bremssystem 1 eines Schienenfahrzeuges schematisch dargestellt. Das Bremssystem 1 umfasst Hardware- und Softwarekomponenten, die zum Durchführen eines Ausführungsbeispiels des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens notwendig sind. So ist eine hydrauli¬ sche Bremseinrichtung 2 vorgesehen, bei der ein Bremssattel 3 gegen eine Bremsschreibe 4 gepresst wird, die drehfest mit einer Radachse eines Drehgestells des Schienenfahrzeuges ver- bunden ist. Darüber hinaus umfasst das Bremssystem 1 mehrere Schienenbremsen 5, die jeweils einem Drehgestell zugeordnet sind. Die hydraulische Bremseinrichtung 2 und jede Schienen¬ bremse 5 stellen im Rahmen der Erfindung gemeinsam mit der zugehörigen Steuerung und gegebenenfalls notwendigen Ventilen jeweils Bremsmittel dar.
Darüber hinaus verfügt das Bremssystem 1 über Bedienelemente 6, die in einem Fahrerstand des Schienenfahrzeuges gemäß des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels angeordnet sind. Im Normalbetrieb des Schienenfahrzeuges kommt bevorzugt eine e- lektrodynamische Bremse zum Einsatz, die in der hier betrachteten statischen Bremsprobe nicht getestet wird und daher in Figur 1 figürlich nicht dargestellt ist. Elektrodynamische Bremsen können stationär, also bei Stillstand des Fahrzeuges, nicht getestet werden. Aus diesem Grunde wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit der hydraulischen Bremseinrichtung 2 und mit den Schienenbremsen 5 beschrieben.
Bei Normalbetrieb wird die Bremskraft der hydraulischen
Bremseinrichtung 2 geregelt. Hierzu dient eine Bremssteue- rungseinheit , die Teil eines so genannten Wagensteuergerätes 6a und gleichzeitig Teil eines so genannten Bremssteuergerä¬ tes IIa sein kann. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungs- beispiel ist die Bremssteuerungseinheit Teil des Wagensteuer¬ gerätes 6a. Auch für Zwecke der hier nicht betrachteten allgemeinen Fahrzeugsteuerung ist ein zweites Wagensteuergerät 6b vorgesehen, wobei das Wagensteuergerät 6a als Master, das Wagensteuergerät 6b als Slave wirkt. Die Regelung und Koordi¬ nation der Bremskraft wird - als Bestandteil der Fahr¬ zeugsteuerung bei Normalbetrieb vom Wagensteuergerät 6a über¬ nommen, wo hingegen die Funktion der Bremssteuerung durch das Wagensteuergerät 6b wirkungslos bleibt. Im Fehlerfall des Wa- gensteuergerätes 6a übernimmt jedoch das Wagensteuergerät 6b die Funktion der Bremssteuerung. Diese wird mit anderen Worten zur Masterbremssteuerungseinheit . Darüber hinaus ist eine weitere Bremssteuerungseinheit IIa, als Teil jeder hydrauli¬ schen Bremseinrichtung, dezentral vorgesehen.
Die Schienenbremsen 5 sind mit den Ansteuerungsschützen und einer Energieversorgung 7, also Batterie und zugehörige Absi¬ cherung und Verteilung, verbunden. Im Bremsfall erregt die Energieversorgung 7 die Spulen der Schienenbremsen, die als Elektromagnete wirken, so dass eine Anziehungskraft zwischen Bremsschuhen der Schienenbremse und den Schienen erzeugt wird. Die Bremsschuhe werden von der Anziehungskraft unter Reibschluss gegen die Schienen gepresst. Es kommt zum Abbrem¬ sen des Fahrzeuges.
Der Informations- und Datenaustausch zwischen Bedienelementen 6 und den Bremsmitteln 2, 5 erfolgt über Signalleitungen 8. Die Signalleitungen 8 umfassen elektrische Steuerleitungen 9, sowie als solche bekannte Datenbusse 10 zur Übertragung von digitalen Signalen. Darüber hinaus sind Ein- und Ausgabeeinheiten 11 und IIb Teil der Signalleitungen 8. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst jedes Wagensteuergerät 6a bzw. 6b - neben der Bremssteuerung als Bestandteil der hier nicht betrachteten, allgemeinen Fahrzeugsteuerung - jeweils eine Bremsprobensteuerungseinheit 12. Das Verfahren zum Über¬ prüfen des Bremssystems 1 wird von der Bremsprobensteuerungs¬ einheit 12 zweikanalig durchgeführt. Auf die Zweikanaligkeit wird im Zusammenhang mit Figur 8 noch genauer eingegangen. Zum Anzeigen des Ergebnisses der Bremsprobe dient eine bei¬ spielsweise als Touchscreen ausgeführte Bildschirmeinheit 13 sowie eine Meldeleuchte 14 als Meldeorgan. Bildschirmeinheit 13 und Meldeleuchte 14 sind im Fahrerstand eines Fahrzeugs angeordnet. Die Bildschirmeinheit 13 ermöglicht einem Fahr- zeugführer neben der reinen Anzeige eine Kommunikation mit der Bremsprobensteuerungseinheit 12. Der Fahrzeugführer kann daher die Bremsprobe über die als Touchscreen angelegte Bild¬ schirmeinheit 13 einleiten, unterbrechen oder sonstige Ma߬ nahmen einleiten, die zum einwandfreien Ablauf der Bremsprobe erforderlich sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Bremsprobe völlig selbstständig und ohne Unterstützung des Fahrzeugführers durchzuführen. Ferner richtet die Brems¬ probensteuerungseinheit 12 über die Bildschirmeinheit 13 Handlungsaufforderungen für diejenigen Testteile an den Fah- rer, bei denen dessen Mitwirkung erforderlich ist. Derartige Testteile umfassen beispielsweise die Schritte zum Überprüfen der Bedienelemente. 11c stellt den Hilfsbetriebsumrichter dar, der in Fig. 4 beschrieben wird.
Figur 2 zeigt das hydraulische Schaltbild der hydraulischen Bremseinrichtung 2 gemäß Figur 1. Die hydraulische Bremseinrichtung 2 umfasst eine Versorgungseinheit 15 und eine Steu¬ ereinheit 16, wobei Versorgungseinheit 15 und Steuereinheit 16 durch die gestrichelte senkrecht verlaufende Linie in Fi- gur 2 voneinander getrennt sind. Die Versorgungseinheit 15 umfasst einen Hydraulikbehälter 17, der mit einer figürlich nicht dargestellten Hydraulikflüssigkeit befüllbar ist. Der Hydraulikbehälter 17 verfügt über einen Einfüllstutzen 18. Zum Aufbau eines Hydraulikdruckes in einer Speicherdrucklei- tung dient eine Pumpe 19, die von einem Motor 20 angetrieben ist. Hierbei kommt ein Luftfilter mit Tankventil 21 zum Ein¬ satz. Ferner ist ein Druckfilter mit Rückschlagventil 22 vorgesehen. Der Druck in der Versorgungseinheit 15 wird durch ein Druckbegrenzungsventil 23 auf einen Maximalwert festge¬ legt. Übersteigt der Druck in der Versorgungseinheit 15 den mit dem Maximalwert korrespondierenden maximalen Druck, kommt es zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils 23 und zum Rück- fluss der Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikbehälter 17. Darüber hinaus umfasst die Versorgungseinheit 15 ein Handven¬ til 24 mit dem der Druck aus der Versorgungseinheit 15 per Hand abgelassen werden kann. Weiterhin ist ein Rückschlagventil 25 vorgesehen, das bei einem erhöhten Druck in der Speicherdruckleitung S das Druckbegrenzungsventil 23, den Druck- filter mit Rückschlagventil 22 und die Pumpe 19 hydraulisch vom Rest der Speicherdruckleitung S abtrennt. Zum Erfassen des Drucks in der Speicherdruckleitung S dient ein Drucksensor 26, der ebenfalls Teil der Versorgungseinheit 15 ist. Die Speicherdruckleitung S ist über ein elektrisch ansprechbares Löseregelventil 27 mit einer Bremsdruckleitung P verbunden, deren Druck ebenfalls durch einen Drucksensor 26 erfasst wird. Das Löseregelventil 27 ist von dem Bremssteuergerät IIa (siehe Fig. 1) elektronisch ansprechbar, so dass der Druck in der Bremsleitung P an einen Sollwert angepasst werden kann. Zum Lösen des hier als Federspeicherbremse ausgeführten
Bremssattels 3 (siehe Fig. 1) von der Bremsscheibe 4 (siehe Fig. 1) wird die Bremsleitung P über das Löseregelventil 27 mit der Speicherdruckleistung S verbunden. Dabei ist ein Notbremsventil 28 in eine Stellung bewegt, in der die Bremslei- tung P mit der Speicherdruckleistung S kommuniziert. Zum
Bremsen wird das Löseregelventil 27 in die in Figur 2 gezeig¬ te Unterbrecherstellung überführt, wobei ein Bremsregelventil (Anlegeregelventil) 29 für eine Druckentlastung im Bremszylinder sorgt, so dass es zu einem Andrücken des Bremssattels 3 (siehe Fig. 1) an die Bremsscheiben 4 kommt. Das Bremsregel¬ ventil (Anlegeregelventil) 29 ist von dem Bremssteuergerät IIa (siehe Fig. 1) elektronisch ansprechbar.
Zum Durchführungen einer Notbremsung wird das Notbremsventil 28 in die in Figur 2 gezeigte Stellung überführt, welche den von der Ansteuerung und Wirkung her energieärmeren Zustand (Selbsttätigkeit) darstellt und wobei ein weiteres Druckbe¬ grenzungsventil 23 und eine Drossel 30 für einen zweckmäßigen Druckabbau im Bremszylinder und somit für ein zweckmäßiges
Anpressen des Bremssattels 3 an die Bremsscheiben 4 (in Fig. 1) sorgen. Das Ventil 31 dient in Verbindung mit Ventil 28 als Abstellbremse, wobei dann die in Fig. 2 gezeigten Ventilstel¬ lungen eingenommen sind. Das Ventil 31 wird im Rahmen der hier dargestellten Bremsprobe nicht überprüft.
Bei der Bremsprobe, auf deren Ablauf später noch genauer eingegangen werden wird, werden die elektronisch ansprechbaren Ventile 27, 29 und 28 durch Ansteuersignale von der Bremspro- bensteuerung 12 (in Fig. 1) in einen bestimmten Zustand überführt, wobei die Zustandsänderung durch die Drucksensoren 26 in der Bremsleitung unter Gewinnung von Druckmesswerten überwacht werden. Die Druckmesswerte werden über die Signallei¬ tungen 8 (in Fig. 1) an die Bremsprobensteuerungseinheit 12 übertragen. Die Bremsprobensteuerungseinheit 12 überprüft an¬ hand einer festgelegten internen Logik in jedem ihrer zwei Kanäle, ob sich die gewünschte Zustandsänderung eingestellt hat.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hydrau¬ lischen Bremseinrichtung. Der Hydraulikplan gemäß Figur 3 entspricht weitestgehend demjenigen der Figur 2, wobei jedoch in Figur 3 zwei Bremsleitungen Pi und P2 gezeigt sind, so dass zwei Radsätze eines Drehgestells mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden können. Jede Bremsleitung Pi, P2 verfügt über einen eigenen Drucksensor 26i beziehungsweise 262, ein eigenes Notbremsventil 28i beziehungsweise 282, ein eigenes Löseregelventil 2I1 beziehungsweise 272 und ein eige- nes Bremsregelventil (Anlegeventil) 29i beziehungsweise 292.
Figur 4 verdeutlicht die Energieversorgung der Schienenbremsen 5 durch zwei Hilfsbetriebsumrichter 32 und 33 und einer Batterie 35, wobei die Hilfsbetriebsumrichter 32, 33 in einem Schienenfahrzeug angeordnet sind und ausgangsseitig eine
Gleichspannung mit einem positiven Pol, der mit einem Pluszeichen gekennzeichnet ist, und einem negativen Pol, der mit Minuszeichen gekennzeichnet ist, erzeugen. Die Hilfsbetrieb¬ sumrichter 32, 33 und die Batterie 35 versorgen neben den Schienenbremsen 5 als Hauptverbraucher, auch die restlichen Verbraucher 36 im Gleichspannungsbordnetz mit einem Speisestrom. Darüber hinaus wird eine Batterie 35 oder ein sonsti¬ ger Energiespeicher mit Energie versorgt und somit von den Hilfsbetriebeumrichtern 32, 33 über die Diode 34 und die Stromsensoren 37 geladen. Die Batterie 35 übernimmt bei Aus¬ fall der Hilfsbetriebsumrichter 32 oder 33 oder sonstiger Bestandteile des Bordnetzes die Energieversorgung der Schienenbremsen 5, denen als Ohmsche Widerstände dargestellte, weite¬ re Hauptverbraucher des Gleichspannungsbordnetzes 36 parallel geschaltet sind. Die Hauptverbraucher des Gleichspannungs¬ bordnetzes 36 sind üblicherweise neben den Schienenbremsen 5, die Innen- und Außenbeleuchtung, die Kupplungsmotoren und Kupplung, Heizungen, Türen, Schiebetrittantriebe, die Sand¬ kompressoren, Scheibenwischer, sämtliche Steuergeräte und dergleichen. Zur Stromerfassung im Rahmen der Bremsprobe dienen Stromsensoren 37, die in der jeweiligen Gleichspannungsleitung der Hilfsbetriebsumrichter 32 und 33 angeordnet sind. Die Stromsensoren sind zur Regelung der Energieladung der Batterie 35 ohnehin im Zug vorhanden. Ist der Energie- verbrauch sämtlicher übriger Lasten konstant, kann durch den Stromanstieg nach Ansteuerung der Schienenbremsen, der zur Erregung der magnetischen Haftkraft der Schienenbremsen verwendete Strom erfasst werden. Dies erfolgt durch die Strom- sensoren 37 unter Gewinnung von Strommesswerten, wobei die Stromsensoren der Hilfsbetriebeumrichter 11c (in Fig. 1) 32, 33 über Signalleitungen 8 (hier: Datenbus 10) mit der Bremsprobensteuerungseinheit 12 verbunden sind.
Figur 5 zeigt den führenden Wagen 38 eines Zug- oder Fahrzeugverbandes, der aus mehreren Wagen zusammengesetzt ist, wobei der Wagen 38 in fünf untrennbare Wagenteilen 38i, 382, 383, 384 und 385 über Gelenkverbindungen untergliedert ist. Jeder Wagen verfügt über zwei Wagensteuergeräte 39a und 39b sowie über zwei Bremssteuergeräte 39. Jedes Bremssteuergerät 39 steuert und regelt die hydraulischen Drücke der hydrauli¬ schen Bremseinrichtung 2 (in Fig. 1) . Dabei ist jeweils ein Bremssteuergerät 39 für ein Triebdrehgestell 40 sowie für ein Laufdrehgestell 41 verantwortlich. Der mittlere Wagenteil 383 verfügt über kein Drehgestell und ist ein schwebender Wagenteil. Die übergeordnete, fahrzeug- und zugweite Bremspro¬ bensteuerungseinheit 12 und somit das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von dem Masterwagensteuergerät 39a im vorderen Wagenteil 38i durchgeführt. Wie bereits ausgeführt wurde, umfasst das zweite Wagensteuerungsgerät 39b ebenfalls eine vollwertige Bremsprobensteuerungseinheit 12, die als so genannter Slave wirkt. In den angehängten Wagen oder Fahrzeugen gilt die gleiche Master-Slave-Zuordnung, jedoch mit dem Unterschied, dass das dortige Master- Wagensteuergerät auf der Zugsteuerungsebene einen Slave in Bezug auf das Master-Wagensteuerungsgerätes des führenden Fahrzeuges mit dem besetzten Fahrerstand darstellt. Das Mas¬ terwagensteuergerät 38a ist für die Funktionen der Zugsteue¬ rung über ein so genanntes Gateway 42 mit dem Masterwa- gensteuergerät des nachfolgenden Fahrzeugs verbunden, der figürlich nicht dargestellt ist. Die Wagensteuergeräte 39a, 39b und Bremssteuergeräte 39 und sonstige elektronische Komponen¬ ten sind über einen so genannten Multifunction Vehicle Bus, also einen Fahrzeugbus 10 (in Fig. 1), der Teil der Signal¬ leitungen 8 (Fig. 1) ist, miteinander verbunden. Die fahrzeugübergreifende Kommunikation der Masterwagensteuerungsge- räte 39a, 39b erfolgt über einen gesonderten Zugverbandsbus, der ebenfalls Teil der Signalleitungen 8 (Fig. 1) ist.
Figur 6 verdeutlicht, wie gemäß einer vorteilhaften Ausges¬ taltung der Erfindung eine Zustandsänderung messtechnisch er- fasst und überwacht wird. Hierbei ist bei jedem der gezeigten Diagramme auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen, wobei der jeweilige Zustand auf der Ordinate Y abgetragen ist. Y kann je nach Ansteuersignal entweder einem binären Signal, also 0 oder 1 entsprechen, oder ein messtechnisch erfasster Wert sein. So ist Y beispielsweise ein Ist-Druckwert, wobei jeder Ist-Druckwert beispielsweise durch Abtasten eines analogen Drucksignals und Digitalisieren des dabei gewonnenen Abtast¬ signals gewonnen wird. Der auf diese Weise der Bremspro¬ bensteuerung zur Verfügung gestellte Ist-Druckwert wird mit einem vorgegebenen Solldruckwert verglichen. Liegt die Differenz zwischen dem Ist-Druckwert und dem Soll-Druckwert inner- halb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, gilt der Sollzu¬ stand als erreicht. Die Bremsprobensteuerung überprüft die Funktionsfähigkeit wie folgt:
Zunächst wird im Zeitpunkt ti ein Ansteuersignal in Form ei- nes Datentelegramms mit Zieladresse abgesetzt. In dem in Fi¬ gur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Ansteuersignal an das in Figur 2 mit 28 gekennzeichnete Notbremsventil ge¬ sendet, wodurch das Notbremsventil 28 in seine Bremsstellung überführt wird. Der Druckabfall in der Bremsleitung P wird von dem Drucksensor 26 erfasst. Im Zeitpunkt t2 erreicht der von dem Drucksensor 26 der Bremsprobensteuerung 12 zur Verfügung gestellt Istdruckwert in etwa den vorgegebenen Soll¬ druckwert. Die Bremsprobensteuerung 12 überprüft, ob der ge- wünschte Druckabfall über die Zeitdauer tw hinweg erhalten bleibt.
Darüber hinaus überprüft die Bremsprobensteuerung, ob sich die Zustandsänderung innerhalb eines Überwachungsintervalls tu einstellt, wobei das Überwachungsintervall tu sich an das Ansteuersignal ti anschließt. Sind beide Kriterien erfüllt, wird die Bremsprobe des Notbremsventils 28 als positiv bewer¬ tet. Dieses Verfahren läuft, wie oben beschrieben, parallel in zwei getrennten Kanälen in der Bremsprobensteuerung.
Sind die Bremsproben aller Komponenten positiv, wird auf ein fehlerfreies Bremssystem 1 geschlossen. Das Ergebnis eines Kanals kommt zur Anzeige durch eine Signalleuchte 14 als Mel¬ deorgan. Das Ergebnis des zweiten Kanals kommt zur Anzeige durch eine entsprechende Darstellung einer Bildschirmeinheit 13. Meldeleuchte 14 und Bildschirmeinheit 13 kommunizieren über getrennte Signalleitungen mit der Bremsprobensteuerungs¬ einheit. Erst, wenn die Meldeorgane beider Kanäle, Bild¬ schirmeinheit und Leuchtmelder, gleichzeitig eine erfolgrei- che Bremsprobe anzeigen, kann der Fahrzeugführer auf eine intakte Bremseinrichtung schließen.
Figur 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß dieser Darstellung ist erkennbar, dass die Bremsprobe, also das hier verdeut¬ lichte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, in zwei Teilschritte unterteilt ist, wobei die Teilschritte in Funktionsblöcke und die wiederum in einzelne Testschritte unterteilt sind. In einem ersten Teilschritt V wird u.a. die hydraulische Bremseinrichtung 2 bzw. 3 überprüft. Hierbei werden die Löseregelventile, Bremsregelventile und die Not¬ bremsventile angesprochen, wobei die sich einstellenden Drücke in den jeweiligen Druckleitungen erfasst und die erfass- ten Druckmesswerte mit Drucksollwerten verglichen werden. Anschließend erfolgt das Überprüfen der Schienenbremsen 5 durch Erfassen des durch das Ansteuern der Schienenbremsen 5 hervorgerufenen Stromflusses mittels der Stromsensoren 37 der Hilfsbetriebeumrichter 32, 33 bzw. 11c (Fig. 1) . Hierbei wird der Zugführer angewiesen, die sonstigen Verbraucher des Bordnetzes während der Überprüfung der Schienenbremse nicht ein- oder auszuschalten. Die abgetasteten und digitalisierten Strommesswerte werden mit Sollwerten verglichen, wobei die in Figur 6 dargestellte Zustandsüberwachung eingesetzt wird. In einem zweiten Teilschritt S, der im ausgeführten Beispiel eine Untermenge des Teilschritts V bildet, werden die Auslösung der Schienenbremsen 5 und der hydraulischen Bremseinrichtung durch einen Notausschalter 6 (Fig. 1) überwacht. Hierbei wird die Funktionssicherheit der beteiligten Schütze, also Magnet- Schalter, überprüft. Anschließend wird die Durchgängigkeit der Sicherheitsbremsschleife erfasst, indem diese an der hin- terst möglichen Stelle des Fahrzeug-/Zugverbandes durch die Bremsprobensteuerungseinheit ausgelöst wird. Schließlich wird die Ansteuerung der Notbremsung durch den Fahrerhebel 6 (Fig. 1) überprüft und schließlich die Auslösung der Notbremsung durch eine Fahrerwachsamkeitsüberwachungseinheit , hier im Ausführungsbeispiel der VACMA, ermittelt. Abschließend wird die Ansteuerung der Schienenbremsen 5 durch einen Schienen- bremstaster überwacht. Die in dem Teilschritt S zusammenge- fassten Schritte der Bremsprobe stellen eine so genannte
Kurzbremsprobe dar. Diese Kurzbremsprobe erfolgt beispiels¬ weise bei einem Fahrerwechsel sowie bei einer Änderung der Zugkonfiguration. Die volle Bremsprobe, welche beide Teil- schritte V und S umfasst, wird ein Mal täglich und bei einem Bremsfehler durchgeführt.
Figur 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Zweikanaligkeit des Verfahrens verdeutlicht ist. Es ist erkennbar, dass die Zweikanaligkeit im gezeigten Ausführungsbeispiel durch zwei unabhängig voneinander ablaufende Rechenroutinen realisiert ist, wobei jede Rechenroutine mit einem eigenen Meldeorgan kommuniziert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum statischen Überprüfen eines mehrere Bremsarten aufweisenden Bremssystems (1) eines Fahrzeugs, wobei das Bremssystem (l)eine Bremssteuerungseinheit (6a 6b IIa),
Bremsmittel (2, 5) mit Bremskomponenten, Bedienelemente (6) zum Ansprechen der Bremsmittel (2, 5) und Signalleitungen (8) zur Daten- und/oder Signalübertragung umfasst, bei dem eine Bremsprobensteuerungseinheit (12) wenigstens eine der Brems- komponenten durch ein Ansteuersignal von einem Ausgangszu¬ stand in einen Ist-Zustand überführt, wobei der Zustand der Bremskomponenten unter Gewinnung von Zustandsdaten erfasst wird, die Zustandsdaten an die Bremsprobensteuerungseinheit (12) übertragen werden und die Bremsprobensteuerungseinheit (12) die Ist-Zustandsdaten anhand einer internen Logik auf eine anforderungsgemäße Funktion hin überprüft, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auch Bedienelemente (6) und Signalleitungen (8) auf ihre an¬ forderungsgemäße Funktion hin überprüft werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Bremsart ausgewählt wird, wobei die Bremspro¬ bensteuerungseinheit (12) alle Bremskomponenten jeder ausge- wählten Bremsart überprüft.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auch die Bedienmittel (6) und Signalleitungen (8) mittels ei- nes Ansteuersignals auf eine anforderungsgemäße Funktion ü- berprüft werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsmittel (2, 5) eine pneumatische und/oder eine hyd¬ raulische Bremseinrichtung (2) mit Bremsaktuatoren umfassen, wobei Drucksensoren (26) den Bremsdruck in jedem Bremsaktua- tor oder in geeignet zusammengefassten Bremsaktuatorgruppen erfassen und als Zustandsdaten an die Bremsprobensteuerungs¬ einheit (12) übertragen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Test der Bremsmittel (2, 5) der pneumatischen und/oder eine hydraulischen Bremseinrichtung pro Fahrzeug zweimal, und zwar getrennt für jede Wagenhälfte erfolgt, wobei das Lösen nur einer Wagenhälfte durch die Bremsprobensteuerung zur Vermeidung des Wegrollens während der Prüfung überwacht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsmittel wenigstens eine Schienenbremse (5) aufweisen, wobei Stromsensoren (37) bei Betätigung der Schienenbremse (5) den durch das Bremsen hervorgerufenen Stromfluss unter Gewinnung von Bremsstromwerten erfassen und die Bremsstromwerte als Zustandsdaten an die Bremsprobensteuerungseinheit (12) übertragen, wobei jeder Schienenbremse (5) wenigstens ein Stromsensor (37) zugeordnet ist oder mehrere Schienen- bremsen durch zeitversetztes Ansteuern mittels einer Gesamt¬ stromerfassung geprüft werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jede Schienenbremse (5) oder geeignet zusammengefasste Schie- nenbremsenpaare einzeln auf das Vorliegen einer Fehlerbedingung hin überprüft wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schienenbremsen (5) zur Funktionsüberprüfung in einen Bremszustand überführt werden und der dabei auftretende Stromfluss unter Gewinnung von Zustandsdaten erfasst wird, wobei der Stromfluss mittels ohnehin vorhandener Stromsenso¬ ren (37) erfasst wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuereinheit (12) in einem ersten Teilschritt (V) die Bremsmittel (2, 5), Bedienelemente (6) und Signallei¬ tungen (8) überprüft und in einem zweiten, als Untermenge fungierenden und getrennt auslösbaren Teilschritt (S) Bedienelemente (6) und Signalleitungen (8) überprüft.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) zweikanalig ausgebildet ist .
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) in das Bremssteuerungs- system (1) eines Schienenfahrzeugs integriert ist, wobei das Bremssteuerungssystem Wagensteuergeräte (6a, 39a, 39b) auf¬ weist, die jeweils einem Fahrzeug (38) des Fahrzeug-/ Zugver¬ bandes zugeordnet sind, wobei die Wagensteuerungsgeräte (6a, 39a, 39b) über Signalleitungen (8) zum Daten- und /oder Signalaustausch miteinander verbunden sind.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) anhand der übertragenen Zustandsdaten feststellt, ob der sich in Folge des Ansteuer- Signals ergebende Übergang vom Ausgangszustand in den Ist- Zustand eines an das Ansteuersignal zeitlich anschließenden Nachweisintervalls tu einstellt, wobei die Bremsprobensteue¬ rungseinheit (12) weiterhin anhand der Zustandsdaten über- prüft, ob der Ist-Zustand über einen Messzeitraum tw hinweg erhalten bleibt, wobei nur dann auf ein fehlerfreies Prü¬ fungsergebnis geschlossen wird, wenn sich die Zustandsände- rung im Nachweisintervall tu einstellt und der geänderte Zu¬ stand über den Messzeitraum tw erhalten bleibt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass einem Ansteuer- und/oder Rückmeldesignal eine Zieladresse beigefügt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass einem Ansteuer- und/oder Rückmeldesignal eine Quelladresse beigefügt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Ansteuer- und/oder Rückmeldesignal als kodiertes Datenpa¬ ket digital übertragen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass einem Ansteuer- und/oder Rückmeldesignal ein Zeitstempel bei¬ geschlossen wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass einem Ansteuer- und/oder Rückmeldesignal eine Sequenznummer beigeschlossen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Ansteuer- und/oder Rückmeldesignale mittels zyklischer Kode¬ überprüfung auf Übertragungsfehler hin überprüft werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ergebnisse aller Einzelprüfungen miteinander verknüpft werden und nur dann auf ein fehlerfreies Bremssystem ge- schlössen wird, wenn jede Einzelprüfung zu einem positiven Prüfergebnis führt.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) mit redundanten Meldor¬ ganen (13, 14) verbunden ist, wobei ein erstes Meldeorgan
(13) das Prüfungsergebnis einer über einen ersten Kanal er¬ mittelten Bremsprobe darstellt und ein zweites Meldeorgan
(14) eine parallel über einen zweiten Kanal ermittelte Brems- probe darstellt.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) auf Sicherheitsbrems- ventile (28) und/oder Regelbremsventile (27, 29) einer pneu¬ matischen und/oder hydraulischen Bremse (2) zugreift.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) die Durchgängigkeit ei¬ ner Bremsleitungsschleife zum Auslösen wenigstens einer Bremsart überprüft.
23. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) den Notausschalter der
Sicherheitsbremse (5) überprüft.
24. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) die Auslösung einer Notbremsung durch eine Fahrerwachsamkeitsüberwachungseinheit überprüft .
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsprobensteuerungseinheit (12) das Auslösen einer Not¬ bremsung durch einen Fahrerbremshebel überprüft.
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