WO2023135012A1 - INFRASTRUKTUR- UND TOPOGRAFIE-ABHÄNGIGER EINSATZ VON KRAFTSCHLUSSBEEINFLUSSENDEN MAßNAHMEN ODER WIRBELSTROMBREMSEN, BEISPIELSWEISE EINRICHTUNGEN ZUR AUSGABE VON ADHÄSIONSERHÖHENDEM MITTEL - Google Patents

INFRASTRUKTUR- UND TOPOGRAFIE-ABHÄNGIGER EINSATZ VON KRAFTSCHLUSSBEEINFLUSSENDEN MAßNAHMEN ODER WIRBELSTROMBREMSEN, BEISPIELSWEISE EINRICHTUNGEN ZUR AUSGABE VON ADHÄSIONSERHÖHENDEM MITTEL Download PDF

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adhesion
rail vehicle
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infrastructure
rail
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PCT/EP2022/087871
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Marcus Fischer
Hernan Victor Arrieta
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Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
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Definitions

  • the present invention deals with an infrastructure- and topography-dependent use of measures influencing adhesion, for example the dispensing of adhesion-increasing agents, on rail vehicles.
  • systems independent of this such as eddy current brakes, can be used in the event of reduced traction - their use can, however, be restricted in other ways, for example depending on the temperature.
  • document DE 601 24 993 T2 discloses a sand-spreading device for rail vehicles, in which sand is sprayed between the wheel and rail using compressed air in order to improve the frictional connection between the wheel and rail and thus prevent slippage .
  • adhesion-increasing agents such as sand
  • the rail vehicle infrastructure i.e. the track systems
  • adhesion-increasing agents can have a negative effect on the rail vehicle infrastructure in particular, i.e. the track systems, in addition to the positive effect on the adhesion condition between wheel and rail:
  • the electrical conductivity between wheel and rail can be reduced, so the track circuits can be disturbed.
  • scattered solids for example sand
  • sand can get into the ballast of a rail bed, which can lead to increased moss formation and poorer damping properties.
  • adhesion-increasing agents especially solids, can impair the function of mechanical control parts, e.g. switches.
  • Safety-relevant systems for example signal systems, can also be negatively influenced or disrupted.
  • adhesion-increasing agents especially sand
  • Replacement functions such as magnetic track brakes, are sometimes used here in order to achieve improved braking distances in the event of poor adhesion conditions.
  • solutions which improve the effectiveness of sanding through technical measures in order to reduce the required amount of adhesion-increasing agent, for example speed-dependent control or a more targeted introduction of adhesion-increasing agent in the gap between wheel and rail, which reduces the negative effects of systems for Introduction of adhesion-increasing agents, such as sanding systems, can be at least partially limited.
  • adhesion-increasing agents such as sand
  • Such operating states can already be detected automatically in some cases, which means that the amount of sand can also be controlled accordingly, for example by switching off the sanding system at low speeds.
  • the driver it is also common for the driver to manually control or reduce the amount of adhesion-promoting agent application. When driving over a switch, the release of adhesion-increasing agent is undesirable and is therefore reduced or switched off manually.
  • adhesion or braking e.g. magnetic rail brakes or eddy current brakes, so there are areas or situations (e.g. high temperatures in summer) in which these may not be used.
  • a control device for controlling adhesion-influencing measures and/or an eddy current brake on a rail vehicle has at least one detection device which is adapted to at least one piece of information about at least one property of a rail vehicle infrastructure (i.e. tracks, switches, signals...), to record the position of the rail vehicle on the rail vehicle infrastructure, and/or environmental data.
  • a rail vehicle infrastructure i.e. tracks, switches, signals
  • Characteristics of a rail vehicle infrastructure can be, for example, inclines or declines in the tracks, but also the presence of junctions or points.
  • Ambient data can be, for example, ambient temperature or humidity.
  • the control device is adapted to control the measures influencing the adhesion or the mode of operation of an eddy current brake as a function of at least one value detected by the at least one detection device.
  • Measures influencing adhesion and/or the eddy current brake are therefore controlled as a function of parameters which are independent of the adhesion between wheel and rail.
  • the traction influencing Measures such as the application of adhesion-increasing agents such as sand or the use of a magnetic track brake can be switched off or interrupted for a certain time - for example until the points have been crossed.
  • an eddy current brake could be switched off or its effectiveness reduced, for example, at high ambient temperatures.
  • the device for controlling measures influencing adhesion is preferably adapted to control at least one device for dispensing adhesion-increasing agent as a function of at least one value detected by the at least one detection device.
  • Adhesion-increasing agent can be sand here, but other solids, but also liquids or gels can also be meant.
  • Such a device has the advantage that no or optionally a smaller amount of the adhesion-increasing agent or no or optionally less sand is introduced into switch systems or at other points in the track where this is not desired.
  • the detection device detects an uphill or downhill gradient in front of a rail vehicle, measures that influence adhesion can be adjusted accordingly: On an incline, there is additional gravity, which causes an additional braking effect, and measures that influence adhesion can thus be reduced, since gravity itself contributes to the braking effect Braking the train contributes and thus a lower frictional connection between wheel and rail can be sufficient for further braking.
  • measures influencing adhesion can be increased on a downhill gradient, for example an output quantity of adhesion-increasing agent can be adjusted or increased in order to be able to achieve an adequate braking effect here as well.
  • the measure to improve the frictional connection can also include the use of a magnetic track brake.
  • a magnetic track brake there are also areas in the rail vehicle infrastructure in which the use of magnetic track brakes is undesirable, since, for example, the signaling technology on the track could be disrupted. This can be indicated by appropriate identification features (e.g. by balises), and here too it can be detected by a detection device that such an area is in front of the rail vehicle, and measures influencing the adhesion in the form of using the magnetic rail brake can be used in this case for a certain time or switched off for a certain distance.
  • the at least one detection device is preferably a camera, a radar sensor, a lidar sensor, a GPS receiver and/or a temperature sensor.
  • a combination of several detection devices can also be present. More preferably, this is/are provided on the rail vehicle.
  • a temperature sensor can also be provided on the rail vehicle infrastructure.
  • a camera enables the detection of points
  • a radar sensor enables the detection of other objects near the track infrastructure and their distance
  • a GPS receiver can determine the position of the rail vehicle on the rail vehicle infrastructure accordingly. If route data is stored (for example in a storage unit) on which switches are also provided, it can be determined via the GPS position determination that a switch is in front of the rail vehicle, and the dispensing of adhesion-increasing agents can be switched off or reduced in this case , until the switch is passed.
  • the detection device if it is a camera, is also provided with an image processing system which is adapted to recognize distinctive points of the rail vehicle infrastructure, in particular switches. Processed images can be compared with images stored in a storage unit, for example to identify points.
  • the at least one detection device is set up to recognize and/or read out a rail-side information point that is provided on the rail infrastructure.
  • a rail-side information point can be a balise, for example.
  • a balise in the rail vehicle infrastructure i.e. the track
  • a switch for example, information about the switch (e.g. its length) can be stored in the balise, and the recording device can read out this information accordingly and forward it to the control device, so that, for example the output of adhesion-increasing agent is switched off or reduced for a certain time before crossing the switch.
  • information about the switch e.g. its length
  • the recording device can read out this information accordingly and forward it to the control device, so that, for example the output of adhesion-increasing agent is switched off or reduced for a certain time before crossing the switch.
  • the information could also be available, for example, that the area of the rail vehicle infrastructure in front of the rail vehicle should not be dispensed with adhesion-increasing agents, but that, for example, the use of a magnetic track brake is possible.
  • the control device is also preferably adapted to assign the rail vehicle to the corresponding area of the infrastructure in terms of location and/or time, with at least one detection device preferably being designed as a GPS receiver.
  • This can be advantageous in particular for temporarily switching off the measures to improve adhesion, such as dispensing adhesion-increasing agents, because a vehicle position and/or a vehicle speed can be taken into account in this way.
  • the restriction of a measure to improve adhesion, such as dispensing adhesion-increasing agents can be kept as small as possible because this can be used as close as possible to a sensitive area.
  • the vehicle position and also the Speed can be determined, and on the basis of this data it can be calculated as precisely as possible from which point in time the output of adhesion-increasing agents should be switched off or limited and how long this state should last.
  • control device is adapted to individually control a plurality of measures of different and/or the same type on a rail vehicle that influence adhesion.
  • devices for dispensing adhesion-increasing agents can be provided on a number of wheels or wheelsets.
  • the at least one detection device is not provided directly in the rail vehicle, but it is also possible for such a detection device to be attached to the rail vehicle infrastructure, such as a temperature sensor. In this case, corresponding interfaces to the control device for controlling measures influencing adhesion are provided on the rail vehicle.
  • a control device preferably also has a device for detecting adhesion conditions between one or more wheels of the rail vehicle and the rail (for example a slip detection device which is adapted to detect the slip of one or more wheels of the rail vehicle).
  • the control device is included adapted to control adhesion-influencing measures also as a function of values detected by the at least one device for detecting adhesion conditions.
  • the at least one detection device for measuring at least one property of a rail vehicle infrastructure, the position of the rail vehicle, and/or the environmental data is then prioritized when implementing measures influencing adhesion, as explained in more detail below.
  • a device for dispensing adhesion-increasing agents can be activated on the basis of slip values, if this is necessary - however, should a critical part of the infrastructure or a switch approach, the data from the detection device would be treated with priority, i.e. the Device for dispensing adhesion-promoting agent would be switched off or limited, although readings of the slippage detector would still require dispensing of adhesion-promoting agent or dispensing of the adhesion-promoting agent in an increased amount.
  • the adhesion-increasing agent is used to improve the adhesion between the wheel and the rail, thus shortening braking distances and improving starting distances, but this is automatically switched off if the measures that influence the adhesion, such as the dispensing of adhesion-enhancing agents, should be canceled due to Characteristics of the rail vehicle infrastructure may not be possible locally or not desirable.
  • a method for controlling adhesion-influencing measures and/or an eddy current brake of a rail vehicle comprises the following steps: a) detecting at least one piece of information about at least one property of a rail vehicle infrastructure, the position of the rail vehicle on the rail vehicle infrastructure and/or environmental data by a detection device; b) checking whether the value(s) recorded in step a) meets/meet predetermined criteria, which are optionally stored in a memory unit; c) if criteria specified in step b) are met: changing the measures influencing the adhesion and/or the mode of operation of an eddy-current brake as a function of values detected by the at least one detection device.
  • Predetermined criteria can thus be stored in a storage unit, such as route data on which switches are marked accordingly, and the comparison of the measured values of a GPS receiver could thus detect approaching switches. Images of switches can also be stored in a memory unit, so that images recognized by the camera can be compared with them.
  • the measures that influence the adhesion can be changed. For example, an output quantity of adhesion-increasing agent can be reduced or stopped entirely, or an eddy-current brake can be switched off.
  • Another method for controlling adhesion-influencing measures comprises the following steps: a) detecting an adhesion condition(s) of a rail vehicle infrastructure (I) with a device for detecting adhesion conditions; b) adjusting an adhesion-promoting agent dispensing amount by the adhesion-promoting agent dispensing device based on the value(s) detected in step a); c) detecting at least one piece of information about at least one property of a rail vehicle infrastructure, the position of the rail vehicle on the rail vehicle infrastructure, and/or environmental data by a detection device; d) checking whether the value(s) recorded in step c) meets/fulfill predetermined criteria, which are optionally stored in a memory unit; e) if criteria specified in step d) are met: prioritized change in the measures affecting adhesion as a function of values recorded by the at least one recording device, independently of the value(s) recorded in step a).
  • the at least one property recorded by the recording device which decides whether measures influencing adhesion are initiated/continued, dominates, independently of the value(s) recorded in step a).
  • the detection device is preferably a camera, a radar and/or lidar sensor, a device for detecting an information point on the rail (e.g. balise), a device for reading out an information point on the rail (e.g. balise), a GPS receiver and/or a temperature sensor or a combination of these. This is/are further preferably provided on the rail vehicle.
  • FIG. 1 shows an arrangement of a rail vehicle S in the vicinity of a switch W and the control device 1 .
  • FIG. 2 shows various possibilities for how the change in the measures influencing the adhesion in the vicinity of a switch W is carried out.
  • FIG. 3 shows different path sections w1, w2 and w3, which are traveled by a rail vehicle S, with different measures influencing adhesion.
  • a rail vehicle S is shown schematically in FIG. 1, in which the control device 1, two detection devices 2, 2', a storage unit SP and a dispensing device for adhesion-increasing agent A are shown.
  • the rail vehicle S is located in the vicinity of a switch W, in front of which a balise B is provided in the rail vehicle infrastructure I. It is shown that in the rail vehicle S the control device 1 is connected to the two detection devices 2 and 2'.
  • the detection device 2 is here, for example, a camera or a device for detecting a beacon B.
  • the detection device 2 ' is here, for example, a GPS receiver. Both detection devices 2 and 2' supply data to the control device 1, where these are compared with values that are stored in the memory unit SP.
  • a device for detecting adhesion conditions 3 is also shown, which also communicates with the control device 1 .
  • FIG. 2 shows different scenarios of a rail vehicle infrastructure I, in which a switch W is present.
  • FIG. 2 a) shows that only after a switch W, ie when the rail vehicle S has passed the switch W, is the release of adhesion-increasing agent switched on—this is therefore a delayed switch-on.
  • Fig. 2 b) an interim shutdown of the dispensing of adhesion-promoting agent is shown. It is thus shown here that the release of adhesion-increasing agent in the area of the switch W is interrupted.
  • Fig. 2 c) a scenario is shown in which an early shutdown takes place, the switching off of the output of adhesion-increasing agent is thus realized before the switch and is not resumed after the switch.
  • FIG. 2 d a reduction in the application quantity of adhesion-increasing agent is shown.
  • the amount of adhesion-increasing agent applied is reduced.
  • Adhesion-increasing agent is applied at a certain intensity before and after the points, and the amount applied is reduced in the area of the points.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a rail vehicle S with wheels R on a specific topography of the rail vehicle infrastructure I.
  • Three different route sections I 1 , I 2 and I 3 are shown here.
  • section 11 there is a slope.
  • the hatching shows that in this area there should be an increased application of adhesion-increasing agent in order to compensate for the additionally required adhesion caused by the downhill gradient (acceleration of the vehicle).
  • a GPS sensor 2' is shown schematically on the rail vehicle S, which, with the aid of stored route data, enables the topography of the route section ahead to be recognized and thus makes decisions regarding the amount of adhesion-increasing agent. It could alternatively or additionally include a camera be provided, which can also detect an approaching a slope or an incline by means of image analysis.
  • the present invention is not limited to the above embodiments.
  • a shunt sand is not issued as an adhesion-increasing agent, but instead it is replaced by another adhesion-increasing agent, such as a liquid or a gel.
  • This system can also be used not only for friction-related systems, but for all applications for which there are restrictions on the infrastructure or topology side.
  • the use of magnetic rail brakes or eddy current brakes can also be restricted and/or their use can be restricted in terms of location/time. In this way, the use of eddy current brakes can be restricted depending on the (rail) temperature. If a temperature sensor, which measures the temperature of the rail vehicle infrastructure, is used as detection device 2, the use of eddy current brakes could be restricted here.
  • a measure that influences adhesion can also be the cleaning of a wheel or a rail vehicle infrastructure, for example points.
  • a cleaning liquid or plasma can be used for this, for example.
  • adhesion-influencing measures can also depend on the use of rail-side devices, e.g. adhesion optimisation, etc., in order to avoid interactions.
  • Such systems can preferably be used in driverless vehicles. However, they could also be used for additional protection when a driver controls the rail vehicle.
  • the invention can be used as a higher-level controller together with state-of-the-art sanding systems currently in operation as well as with future/new systems (eg with a speed-dependent output quantity). If a camera system is used for the monitoring function, currently existing evaluation algorithms with a new "search order" can be used.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Infrastruktur- und Topografie-abhängigen Einsatz kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen, beispielsweise der Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel, oder Wirbelstrombremsen, an Schienenfahrzeugen (S). Kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen an einem Schienenfahrzeug (S) oder eine Wirbelstrombremse werden in Abhängigkeit von Werten, welche durch mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2'), welche dazu angepasst ist, Eigenschaften einer Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), die Position des Schienenfahrzeugs (S) auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), und/oder Umgebungsdaten zu erfassen, gesteuert. Eine kraftschlussbeeinflussende Maßnahme ist beispielsweise das Ausbringen von adhäsionserhöhendem Mittel, wie z. B. Sand, und dessen Ausbringung kann beispielsweise beim Überfahren einer Weiche gestoppt oder reduziert werden.

Description

BESCHREIBUNG
Infrastruktur- und Topografie-abhängiger Einsatz von kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen oder Wirbelstrombremsen, beispielsweise Einrichtungen zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Infrastruktur- und Topografieabhängigen Einsatz kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen, beispielsweise der Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel, an Schienenfahrzeugen.
Beim Betrieb von Schienenfahrzeugen kommt es bei schlechten Kraftschlussbedingungen (im Rad-Schiene-Kontakt) zu einer schlechteren bzw. reduzierten Bremskraftübertragung vom Rad, an welchem gebremst wird, auf die Schiene. Dadurch können sich Bremswege verlängern, wodurch negative Auswirkungen auf den Betrieb sowie weiterhin sicherheitskritische Situationen entstehen können.
Daher werden häufig Einrichtungen zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel, beispielsweise Sand, eingesetzt, um bei schlechtem Kraftschluss und dem hierdurch auftretenden hohen Schlupf zwischen Rad und Schiene den Kraftschluss entsprechend wieder zu erhöhen. Eine weitere Möglichkeit zur Kraftschlusserhöhung stellen aber auch Magnetschienenbremsen dar.
Weiterhin können bei verringertem Kraftschluss davon unabhängige Systeme wie Wirbelstrombremsen zum Einsatz kommen - deren Einsatz kann jedoch anderweitig, beispielsweise Temperatur-abhängig, eingeschränkt werden.
Auch im Betriebsmodus der Traktion, d.h. bei einer regulären Fahrt eines Schienenfahrzeugs, können beim Auftreten von Schlupf zwischen Rad und Schiene Systeme zur Einbringung von adhäsionserhöhendem Mittel, beispielsweise Sand, eingesetzt werden, um Beschleunigungs- bzw. Anfahrwege kurz zu halten, denn auch diese können durch verminderten Kraftschluss verlängert werden. Beim Bremsen können durch das Einbringen von adhäsionserhöhendem Mittel zwischen Rad und Schiene, beispielsweise Sand, betriebliche Störungen sowie sicherheitskritische Ereignisse vermieden werden. Außer dem Sanden kann allerdings auch ein Gleit- bzw. Schleuderschutzsystem eingesetzt werden, welches den verfügbaren Kraftschluss zwischen Rad und Schiene optimal nutzen und teilweise verbessern kann.
Im Stand der Technik ist beispielsweise das Dokument DE 601 24 993 T2 bekannt, welches eine Sandstreueinrichtung bei Schienenfahrzeugen offenbart, bei welcher Sand mittels Druckluft zwischen Rad und Schiene gesprüht wird, um eine Verbesserung des Kraftschlusses zwischen Rad und Schiene zu erreichen und somit Schlupf zu verhindern.
Die Verwendung von adhäsionserhöhendem Mittel, beispielsweise Sand, kann aber neben der positiven Wirkung für die Kraftschlussbedingung zwischen Rad und Schiene auch negative Auswirkungen insbesondere auf die Schienenfahrzeuginfrastruktur, d.h. die Gleisanlagen, haben:
Die elektrische Leitfähigkeit zwischen Rad und Schiene kann reduziert werden, es können also die Gleisstromkreise gestört werden.
Ferner kann ausgestreuter Feststoff, beispielsweise Sand, in den Schotter eines Schienenbetts gelangen, was zur vermehrter Moosbildung und schlechteren Dämpfungseigenschaften führen kann.
Ferner kann adhäsionserhöhendes Mittel, insbesondere Feststoff, die Funktion mechanischer Stellteile, z.B. Weichen beeinträchtigen.
Auch können sicherheitsrelevante Systeme, beispielweise Signalsysteme, negativ beeinflusst oder gestört werden.
Schlussendlich kann das Ausstreuen eines Feststoffs als adhäsionserhöhendes Mittel, wie beispielsweise Sand, Staubbelastung hervorrufen.
Aufgrund dieser möglichen negativen Auswirkungen der Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel existieren in verschiedenen Ländern Einschränkungen der Nutzung dieser Systeme. Insbesondere für bestimmte Teile oder Bereiche der Schienenfahrzeuginfrastruktur, beispielsweise Weichen, kann die Sandnutzung unerwünscht sein.
In einigen Ländern bzw. Schienenfahrzeugnetzen ist der Einsatz von adhäsionserhöhendem Mittel, insbesondere Sand, auch generell verboten, es werden hier teilweise Ersatzfunktionen, wie z.B. Magnetschienenbremsen verwendet, um bei schlechten Kraftschlussverhältnissen verbesserte Bremswege zu realisieren.
Weiterhin sind Lösungen bekannt welche durch technische Maßnahmen die Effektivität der Sandung verbessern, um die benötigte Menge von adhäsionserhöhendem Mittel zu reduzieren, beispielsweise eine geschwindigkeitsabhängige Regelung oder eine gezieltere Einbringung von adhäsionserhöhendem Mittel in den Spalt zwischen Rad und Schiene, wodurch die negativen Auswirkungen von Anlagen zur Einbringung von adhäsionserhöhendem Mittel, beispielsweise Sandungsanlagen, zumindest teilweise begrenzt werden können.
Ferner existieren auf einigen Schienennetzen betriebliche Vorgaben hinsichtlich des Einsatzes von adhäsionserhöhendem Mittel, wie beispielsweise Sand, insbesondere in bestimmten Situationen, wie z.B. bei geringen Geschwindigkeiten. Solche Betriebszustände können zum Teil schon automatisch erfasst werden, wodurch die Sandmenge ebenfalls entsprechend gesteuert werden kann, wie beispielsweise durch Abschaltung der Sandungsanlage bei niedriger Geschwindigkeit. Allerdings ist es auch üblich, dass die Steuerung bzw. die Herabsetzung der Menge der Einbringung von adhäsionserhöhendem Mittel durch den Triebfahrzeugführer manuell gesteuert werden muss. So ist beim Überfahren einer Weiche die Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel unerwünscht und wird also manuell reduziert bzw. ausgeschaltet.
Auch für andere Maßnahmen zur Verbesserung des Kraftschlusses oder zum Bremsen, z.B. Magnetschienenbremsen oder Wirbelstrombremsen, können generelle oder lokale Einschränkungen bestehen, es gibt also Bereiche oder Situationen (z.B. hohe Temperaturen im Sommer), in denen diese nicht verwendet werden dürfen.
Insbesondere beim automatisierten Betrieb eines Schienenfahrzeugs, bei welchem also kein Triebfahrzeugführer das Schienenfahrzeug steuert, sind daher Lösungen nötig, bei welchen die Maßnahmen zur Verbesserung des Kraftschlusses bzw. der Verbesserung der Adhäsion automatisch ergriffen werden.
Es ist daher eine objektive technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, bei welchen auch die Reduzierung bzw. Abschaltung von kraftschlussbeeinflussender oder -verbessernder Maßnahmen oder von Wirbelstrombremsen automatisiert in Abhängigkeit von bestimmten Parametern erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen an einem Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 1 , sowie durch entsprechende Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Steuereinrichtung zur Steuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen und/oder einer Wirbelstrombremse an einem Schienenfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine Erfassungseinrichtung auf, welche dazu angepasst ist, mindestens eine Information über mindestens eine Eigenschaft einer Schienenfahrzeuginfrastruktur (also Gleise, Weichen, Signale... ), die Position des Schienenfahrzeugs auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur, und/oder Umgebungsdaten zu erfassen. Eigenschaften einer Schienenfahrzeuginfrastruktur können beispielsweise Steigungen oder Gefälle der Gleise sein, aber auch das Vorhandensein von Verzweigungen bzw. Weichen. Umgebungsdaten können beispielsweise Umgebungstemperatur oder die Luftfeuchtigkeit sein.
Die Steuervorrichtung ist dazu angepasst, die kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen oder die Betriebsweise einer Wirbelstrombremse in Abhängigkeit von mindestens einem durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung erfassten Wert zu steuern.
Kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen und/oder die Wirbelstrombremse werden also in Abhängigkeit von Parametern gesteuert, welche unabhängig vom Kraftschluss zwischen Rad und Schiene sind.
Sollte eine Erfassungseinrichtung also zum Beispiel feststellen, dass das Schienenfahrzeug eine Weiche überfährt, können die kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen, beispielsweise die Ausbringung von adhäsionserhöhendem Mittel wie z.B. Sand, oder die Verwendung einer Magnetschienenbremse für eine gewisse Zeit ausgeschaltet bzw. unterbrochen werden - beispielsweise bis die Weiche überfahren ist.
Ferner könnte beispielsweise bei hoher Umgebungstemperatur eine Wirbelstrombremse ausgeschaltet bzw. in ihrer Wirkung reduziert werden.
Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Steuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen dazu angepasst, mindestens eine Vorrichtung zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel in Abhängigkeit von mindestens einem durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung erfassten Wert zu steuern.
Adhäsionserhöhendes Mittel kann hierbei Sand sein, es können aber auch andere Feststoffe, aber auch Flüssigkeiten bzw. Gele gemeint sein.
Eine solche Einrichtung hat den Vorteil, dass kein oder optional eine geringere Menge des adhäsionserhöhenden Mittels bzw. kein oder optional weniger Sand in Weichensysteme eingebracht wird bzw. an andere Stellen im Gleis, wo dies nicht gewünscht wird.
Bei schlechten Kraftschlussbedingungen können so trotzdem verbesserte Traktionswege bzw. verkürzte Bremswege erreicht werden im Vergleich zu einem Zustand, in welchem die Sandung bzw. das Einbringen von adhäsionserhöhendem Mittel gänzlich vermieden wird, da die Beschränkung der Sandungs-Funktionalität auf einen kleinen Bereich der Schienenfahrzeuginfrastruktur beschränkt wird.
Ferner ist mit einer solchen Einrichtung eine vorausschauende, bedarfsgerechte Anpassung der Sandmenge in Bezug auf Topografie der Schienenfahrzeuginfrastruktur möglich, was zusätzliches Potential zur Einsparung der Sandmenge mit sich bringt.
Wenn die Erfassungseinrichtung beispielsweise vor einem Schienenfahrzeug eine Steigung oder ein Gefälle erfasst, können kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen entsprechend angepasst werden: Bei einer Steigung ist zusätzliche Gravitation vorhanden, was eine zusätzliche Bremswirkung hervorruft, und somit können kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen verringert werden, da die Gravitation selbst zur Abbremsung des Zuges beiträgt und somit ein geringerer Kraftschluss zwischen Rad und Schiene für die weitere Abbremsung ausreichend sein kann. Bei einem Gefälle können in diesem Fall kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen erhöht werden, beispielsweise eine Ausgabemenge an adhäsionserhöhendem Mittel angepasst bzw. erhöht werden, um auch hier eine ausreichende Bremswirkung erzielen zu können.
Alternativ kann die kraftschlussverbessernde Maßnahme auch den Einsatz einer Magnetschienenbremse beinhalten. Es gibt allerdings auch Bereiche in der Schienenfahrzeuginfrastruktur, bei welchen der Einsatz von Magnetschienenbremsen unerwünscht ist, da beispielsweise die Signaltechnik im Gleis gestört werden könnte. Dies kann durch entsprechende Erkennungsmerkmale kenntlich gemacht werden (beispielsweise durch Balisen), und auch hier kann durch eine Erfassungseinrichtung erfasst werden, dass ein solcher Bereich vor dem Schienenfahrzeug liegt, und kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen in Form des Einsatzes der Magnetschienenbremse können in diesem Fall für eine gewisse Zeit bzw. für eine gewisse Strecke ausgeschaltet werden.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Erfassungseinrichtung eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein GPS-Empfänger und/oder ein Temperatursensor. Es kann auch eine Kombination mehrerer Erfassungsvorrichtungen vorhanden sein. Weiter vorzugsweise ist/sind diese am Schienenfahrzeug vorgesehen. Ein Temperatursensor kann aber auch an der Schienenfahrzeuginfrastruktur vorgesehen sein.
Eine Kamera ermöglicht beispielsweise die Erkennung von Weichen, ein Radarsensor ermöglicht die Erkennung anderer Gegenstände nahe der Gleisinfrastruktur und deren Entfernung, und ein GPS-Empfänger kann die Position des Schienenfahrzeugs auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur entsprechend bestimmen. Wenn Streckendaten (beispielsweise in einer Speichereinheit) hinterlegt sind, auf welchen auch Weichen vorgesehen sind, kann über die GPS-Positionsbestimmung festgestellt werden, dass eine Weiche vor dem Schienenfahrzeug liegt, und die Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel kann in diesem Fall abgeschaltet bzw. reduziert werden, bis die Weiche überfahren ist. Weiter vorzugsweise ist die Erfassungsvorrichtung, wenn sie eine Kamera ist, weiterhin mit einem Bildverarbeitungssystem versehen, welches dazu angepasst ist, markante Punkte der Schienenfahrzeuginfrastruktur, insbesondere Weichen, zu erkennen. Verarbeitete Bilder können mit in einer Speichereinheit hinterlegten Bildern verglichen werden, um beispielsweise Weichen zu erkennen.
Alternativ ist die mindestens eine Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet, einen schienenseitigen Informationspunkt, welcher an der Schieneninfrastruktur vorgesehen ist, zu erkennen und/oder auszulesen. Ein solcher schienenseitiger Informationspunkt kann beispielsweise eine Balise sein.
Eine Balise in der Schienenfahrzeuginfrastruktur, also dem Gleis, kann beispielsweise vor einer Weiche vorgesehen sein, Informationen über die Weiche (z.B. deren Länge) können in der Balise gespeichert sein, und die Erfassungsvorrichtung kann diese Informationen entsprechend auslesen und an die Steuereinrichtung weitergeben, damit beispielsweise die Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel vor dem Überfahren der Weiche für eine bestimmte Zeit ausgeschaltet bzw. reduziert wird.
In einer Balise könnte aber beispielsweise auch die Information vorhanden sein, dass im vor dem Schienenfahrzeug liegenden Bereich der Schienenfahrzeuginfrastruktur auf Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel verzichtet werden soll, aber dass beispielsweise die Verwendung einer Magnetschienenbremse möglich ist.
Weiter vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu angepasst, eine örtliche und/oder zeitliche Zuordnung des Schienenfahrzeugs zum entsprechenden Bereich der Infrastruktur vorzunehmen, wobei vorzugsweise mindestens eine Erfassungseinrichtung als GPS-Empfänger ausgeführt ist. Dies kann insbesondere für eine vorübergehende Abschaltung der kraftschlussverbessernden Maßnahmen, wie beispielsweise die Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel, vorteilhaft sein, denn so können eine Fahrzeugposition und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt werden. Die Einschränkung einer kraftschlussverbessernden Maßnahme wie z.B. der Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel kann dabei so gering wie möglich gehalten werden, denn diese kann so nah wie möglich bis zu einer sensitiven Stelle verwendet werden. So können beispielsweise durch einen GPS-Sensor die Fahrzeugposition und ebenfalls die Geschwindigkeit bestimmt werden, und aufgrund dieser Daten kann möglichst genau berechnet werden, ab welchem Zeitpunkt die Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel ausgeschaltet bzw. begrenzt werden soll, und wie lange dieser Zustand andauern soll.
Weiter vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu angepasst, mehrere kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen unterschiedlicher und/oder derselben Art an einem Schienenfahrzeug individuell zu steuern.
So können beispielsweise an mehreren Rädern bzw. Radsätzen Einrichtungen zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel vorgesehen sein.
Durch die individuelle Ansteuerung der an einem Fahrzeug vorhandenen Einrichtungen zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel ist eine fahrzeugübergreifende Abschaltung aller Einrichtungen zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel nicht erforderlich, so dass eben nur an der Stelle, an welcher die Weiche überfahren wird, die entsprechende Einrichtung zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel abgeschaltet wird. Die Einrichtungen zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel an nicht betroffenen Fahrzeugteilen können so weiterverwendet werden, und somit kann der Brems- bzw. Anfahrweg bestmöglich geregelt werden. Auch können Einrichtungen zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel und Magnetschienenbremsen, welche an einem Schienenfahrzeug vorgesehen sind, individuell gesteuert werden.
Alternativ ist die mindestens eine Erfassungsvorrichtung nicht im Schienenfahrzeug direkt vorgesehen, sondern es ist auch möglich, dass eine solche Erfassungsvorrichtung an der Schienenfahrzeuginfrastruktur angebracht ist, wie beispielsweise in Temperatursensor. Für diesen Fall sind dann entsprechende Schnittstellen zur Steuereinrichtung zur Steuerung von kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen am Schienenfahrzeug vorgesehen.
Eine Steuereinrichtung weist weiter vorzugsweise auch eine Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen zwischen einem oder mehrerer Räder des Schienenfahrzeugs und der Schiene (beispielsweise eine Schlupferfassungseinrichtung welche dazu angepasst ist, den Schlupf eines oder mehrerer Räder des Schienenfahrzeugs zu erfassen) auf. Die Steuereinrichtung ist in diesem Fall dazu angepasst, kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen auch in Abhängigkeit von durch die mindestens eine Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen erfassten Werten zu steuern. Allerdings werden dann die durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung zur Messung mindestens einer Eigenschaft einer Schienenfahrzeuginfrastruktur, der Position des Schienenfahrzeugs, und/oder der Umgebungsdaten bei der Realisierung von kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen priorisiert behandelt, wie im Folgenden näher erläutert wird.
An einem Schienenfahrzeug kann somit beispielsweise basierend auf Schlupfwerten eine Einrichtung zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel aktiviert werden, sofern dies nötig ist - sollte sich allerdings ein kritischer Teil der Infrastruktur, bzw. eine Weiche nähern, würden die Daten der Erfassungseinrichtung priorisiert behandelt, d.h., die Vorrichtung zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel würde abgeschaltet bzw. eingeschränkt, obwohl Messwerte der Schlupferfassungseinrichtung weiterhin eine Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel bzw. eine Ausgabe der adhäsionserhöhendem Mittel in erhöhter Menge erfordern würden. So kann realisiert werden, dass durch Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel der Kraftschluss zwischen Rad und Schiene verbessert wird und somit Bremswege verkürzt und Anfahrwege verbessert werden können, aber hier eine automatische Ausschaltung erfolgt, sollten die kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen, beispielsweise die Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel, aufgrund von Eigenschaften der Schienenfahrzeuginfrastruktur lokal nicht möglich bzw. nicht erwünscht sein.
Hiermit wird deutlich, dass die durch die Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Eigenschaften einer Schienenfahrzeuginfrastruktur, der Position des Schienenfahrzeugs auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur und/oder der Umgebungsdaten erfassten Informationen also dominant sind, und die Daten einer Schlupferfassungseinrichtung in diesem Fall keine bzw. eine untergeordnete Rolle spielen.
Wenn aber beispielsweise eine Schnellbremsung oder Notbremsung erfolgen soll, und ohne kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen keine sichere Bremsung ausgeführt werden kann, ist es auch möglich, dass ein Schnell- bzw. Notbremssystem die Steuerung der Bremsen übernimmt und somit Werte der Erfassungseinrichtung nicht mehr priorisiert behandelt werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung von kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen und/oder einer Wirbelstrombremse eines Schienenfahrzeugs umfasst die folgenden Schritte: a) Erfassen von mindestens einer Information über mindestens eine Eigenschaft einer Schienenfahrzeuginfrastruktur, der Position des Schienenfahrzeugs auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur und/oder von Umgebungsdaten durch eine Erfassungseinrichtung; b) Prüfen, ob der/die in Schritt a) erfasste(n) Wert(e) vorgegebene Kriterien erfüllt/erfüllen, welche optional in einer Speichereinheit gespeichert sind; c) falls in Schritt b) vorgegebene Kriterien erfüllt werden: Änderung der kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen und/oder der Betriebsweise einer Wirbelstrombremse in Abhängigkeit von durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung erfassten Werten.
In einer Speichereinheit können also vorgegebene Kriterien gespeichert werden, wie beispielsweise Streckendaten, an welchen Weichen entsprechend gekennzeichnet sind, und der Vergleich der Messwerte eines GPS-Empfängers könnte so sich nähernde Weichen detektieren. Auch können in einer Speichereinheit Bilder von Weichen hinterlegt sein, so dass von der Kamera erkannte Bilder mit diesen abgeglichen werden können.
Falls vorgegebene Kriterien erfüllt sind, kann eine Änderung der kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen vorgenommen werden. Beispielsweise kann eine Ausgabemenge von adhäsionserhöhendem Mittel reduziert bzw. ganz eingestellt werden, oder eine Wirbelstrombremse kann ausgeschaltet werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung von kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen umfasst die folgenden Schritte: a) Erfassen einer/von Kraftschlussbedingung(en) einer Schienenfahrzeuginfrastruktur (I) mit einer Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen; b) Einstellen einer Ausgabemenge von adhäsionserhöhendem Mittel durch die Vorrichtung zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel basierend auf dem / den in Schritt a) erfassten Wert / Werte; c) Erfassen von mindestens einer Information über mindestens eine Eigenschaft einer Schienenfahrzeuginfrastruktur, der Position des Schienenfahrzeugs auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur, und/oder von Umgebungsdaten durch eine Erfassungseinrichtung; d) Prüfen, ob der/die in Schritt c) erfasste(n) Wert(e) vorgegebene Kriterien erfüllt/erfüllen, welche optional in einer Speichereinheit gespeichert sind; e) falls in Schritt d) vorgegebene Kriterien erfüllt werden: priorisierte Änderung der kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen in Abhängigkeit von durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung erfassten Werten, unabhängig von des/den in Schritt a) erfassten Werte(s).
Auch hier wird deutlich, dass die mindestens eine von der Erfassungseinrichtung erfasste Eigenschaft, die entscheidet, ob kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen eingeleitet/fortgeführt werden, dominiert, unabhängig von dem/den im Schritt a) erfassten Wert(e).
Die Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise eine Kamera, ein Radar- und/oder Lidarsensor, eine Einrichtung zum Erkennen eines schienenseitigen Informationspunktes (z.B. Balise), einer Einrichtung zum Auslesen eines schienenseitigen Informationspunktes (z.B. Balise), ein GPS-Empfänger und/oder ein Temperatursensor- oder eine Kombination hiervon. Diese ist/sind weiter vorzugsweise am Schienenfahrzeug vorgesehen.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert:
Fig. 1 zeigt eine Anordnung eines Schienenfahrzeugs S in der Nähe einer Weiche W, sowie die Steuereinrichtung 1 . Fig. 2 zeigt verschiedene Möglichkeiten, wie die Änderung der kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen in der Nähe einer Weiche W vorgenommen wird.
Fig. 3 zeigt verschiedene Wegabschnitte w1 , w2 und w3, welche von einem Schienenfahrzeug S befahren werden, mit unterschiedlichen kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen.
In Fig. 1 ist ein Schienenfahrzeug S schematisch dargestellt, in diesem sind die Steuereinrichtung 1 , zwei Erfassungseinrichtungen 2, 2', eine Speichereinheit SP sowie eine Ausgabevorrichtung von adhäsionserhöhendem Mittel A dargestellt. Das Schienenfahrzeug S befindet sich in der Nähe einer Weiche W, vor welcher eine Balise B in der Schienenfahrzeuginfrastruktur I vorgesehen ist. Es ist gezeigt, dass in dem Schienenfahrzeug S die Steuereinrichtung 1 mit den zwei Erfassungseinrichtungen 2 und 2' verbunden ist. Die Erfassungseinrichtung 2 ist hier beispielsweise eine Kamera oder eine Vorrichtung zur Erkennung einer Balise B. Die Erfassungseinrichtung 2' ist hier beispielsweise ein GPS-Empfänger. Beide Erfassungseinrichtungen 2 und 2' liefern Daten an die Steuereinrichtung 1 , wo diese mit Werten, die in der Speichereinheit SP hinterlegt sind, abgeglichen werden. Dann wird eine Entscheidung hinsichtlich der Veränderung bzw. Abschaltung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen getroffen und diese wird an die Ausgabeeinrichtung für adhäsionserhöhendes Mittel A weitergegeben. Ferner ist eine Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen 3 gezeigt, welche ebenfalls mit der Steuereinrichtung 1 kommuniziert.
Fig. 2 zeigt verschiedene Szenarien einer Schienenfahrzeuginfrastruktur I, in welcher eine Weiche W vorhanden ist. In Fig. 2 a) ist gezeigt, dass erst nach einer Weiche W, d.h. wenn das Schienenfahrzeug S die Weiche W passiert hat, eine Einschaltung der Abgabe von adhäsionserhöhendem Mittel vorgenommen wird - dies ist also eine verzögerte Einschaltung. In Fig. 2 b) ist eine zwischenzeitliche Abschaltung von der Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel gezeigt. Hier wird also gezeigt, dass die Abgabe von adhäsionserhöhendem Mittel im Bereich der Weiche W unterbrochen wird. In Fig. 2 c) ist ein Szenario dargestellt, in welchem eine frühzeitige Abschaltung stattfindet, die Abschaltung der Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel wird also vor der Weiche realisiert und nach der Weiche nicht wieder aufgenommen.
In Fig. 2 d) ist eine Verringerung der Ausbringungsmenge an adhäsionserhöhendem Mittel gezeigt. Hier wird sowohl im Bereich der Weiche W als auch im Bereich nach der Weiche eine Verringerung der Ausbringungsmenge von adhäsionserhöhendem Mittel vorgenommen.
Fig. 2 e) zeigt eine Kombination oben genannter Ausführungsarten. Hier wird vor der Weiche und nach der Weiche adhäsionserhöhendes Mittel in einer bestimmten Intensität ausgebracht, im Bereich der Weiche erfolgt eine Verringerung der ausgebrachten Menge.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs S mit Rädern R auf einer bestimmten Topografie der Schienenfahrzeuginfrastruktur I. Hier sind drei verschiedene Streckenabschnitte 11 , I2 und I3 gezeigt. Im Streckenanschnitt 11 ist ein Gefälle vorhanden. Hier ist durch Schraffur gezeigt, dass in diesem Bereich eine erhöhte Ausbringung von adhäsionserhöhendem Mittel vorhanden sein soll, um den zusätzlich erforderlichen Kraftschluss, der durch das Gefälle hervorgerufen wird (Beschleunigung des Fahrzeugs), zu kompensieren. In einem weiteren Streckenabschnitt I2, in welchem keine/ eine leichte Steigung vorhanden ist, wird die Menge an adhäsionserhöhendem Mittel abgesenkt (dargestellt durch eine dünnere Schraffur), da durch die Steigung eine erhöhte Fahrzeugverzögerung durch die Gravitationskraft vorhanden ist, wodurch ein verringerter Kraftschluss zwischen Rad und Schiene zur Verzögerung des Fahrzeugs ausreichend ist und somit eine verminderte Menge an adhäsionserhöhendem Mittel notwendig ist.
Im Streckenabschnitt I3 ist eine starke Steigung vorhanden, hier wird durch das Fehlen der Schraffur dargestellt, dass hier keine Ausbringung der Menge an adhäsionserhöhendem Mittel erfolgen muss und so die Ausbringung entsprechend eingestellt wird.
Am Schienenfahrzeug S ist schematisch ein GPS-Sensor 2' dargestellt, welcher mit Hilfe hinterlegter Streckendaten die Erkennung Topografie des vorausliegenden Streckenabschnitts ermöglicht und so Entscheidungen hinsichtlich der Menge an adhäsionserhöhendem Mittel trifft. Es könnte alternativ oder zusätzlich eine Kamera vorgesehen sein, welcher mittels Bildauswertung ebenfalls ein Näherkommen eines Gefälles oder einer Steigung detektieren kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt.
Beispielsweise wäre es auch möglich, dass im Bereich einer Weiche nicht Sand als adhäsionserhöhendes Mittel ausgegeben wird, sondern dieser durch ein anderes adhäsionserhöhendes Mittel ersetzt wird, wie z.B. eine Flüssigkeit oder ein Gel. Auch kann dieses System nicht nur für kraftschlussbezogene Systeme eingesetzt werden, sondern für alle Anwendungen, für welche infrastrukturseitige bzw. topologieseitige Einschränkungen bestehen. Wie bereits oben dargestellt kann auch der Einsatz von Magnetschienenbremsen bzw. Wirbelstrombremsen beschränkt werden, und/oder deren Einsatz kann örtlich/zeitlich eingeschränkt sein. So kann der Einsatz von Wirbelstrombremsen (Schienen-)Temperatur-abhängig eingeschränkt werden. Wenn als Erfassungseinrichtung 2 ein Temperatursensor verwendet wird, welcher die Temperatur der Schienenfahrzeuginfrastruktur misst, könnte hier die Verwendung von Wirbelstrombremsen eingeschränkt werden.
Eine kraftschlussbeeinflussende Maßnahme kann auch das Reinigen eines Rades oder einer Schienenfahrzeuginfrastruktur, beispielsweise Weiche, sein. Hierfür kann beispielsweise eine Reinigungsflüssigkeit oder Plasma verwendet werden.
Auch kann eine Abhängigkeit der Ansteuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen vom Einsatz von Schienen-seitigen Einrichtungen, z.B. adhesion optimiser etc., vorhanden sein, um Wechselwirkungen zu vermeiden.
Generell können solche Systeme vorzugsweise bei fahrerlosen Fahrzeugen eingesetzt werden. Sie könnten aber auch für eine zusätzliche Absicherung eingesetzt werden, wenn ein Fahrer das Schienenfahrzeug steuert. Die Erfindung kann als übergeordnete Steuerung zusammen mit aktuell in Betrieb befindlichen Stand-der-Technik Sandungsanlagen sowie mit zukünftigen/ neuen Anlagen (z.B. mit geschwindigkeitsabhängiger Ausbringungsmenge) verwendet werden. Wird für die Überwachungsfunktion ein Kamerasystem verwendet, können aktuell bereits existierende Auswertealgorithmen mit neuem „Suchauftrag“ zum Einsatz kommen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Steuereinrichtung
2, 2‘ Erfassungseinrichtung
3 Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen
S Schienenfahrzeug
R Rad
SP Speichereinheit
I Schienenfahrzeuginfrastruktur
11 , I2, I3 Streckenabschnitt der Schienenfahrzeuginfrastruktur
A Vorrichtung zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel
W Weiche
B Balise, schienenseitiger Informationspunkt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Steuereinrichtung (1 ) zur Steuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen und/ oder einer Wirbelstrombremse an einem Schienenfahrzeug (S), aufweisend mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2'), welche dazu angepasst ist, mindestens eine Information über mindestens eine Eigenschaft einer Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), die Position des Schienenfahrzeugs (S) auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur (I) und/oder Umgebungsdaten zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung (1 ) dazu angepasst ist, die kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen in Abhängigkeit von dem/den durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2') erfassten Wert(en) zu steuern.
2. Steuereinrichtung (1 ) zur Steuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen gemäß Anspruch 1 , welche dazu angepasst ist, mindestens eine Vorrichtung (A) zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel in Abhängigkeit von dem/den durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2') erfassten Wert(en) zu steuern.
3. Steuereinrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2') eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein GPS-Empfänger und/oder ein Temperatursensor ist, welche vorzugsweise am Schienenfahrzeug (S) vorgesehen ist.
4. Steuereinrichtung (1 ) gemäß Anspruch 3, wobei die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2') eine Kamera ist und weiterhin mit einem Bildverarbeitungssystem versehen ist, welches dazu angepasst ist, markante Punkte der Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), insbesondere Weichen, zu erkennen.
5. Steuereinrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2; 2') dazu eingerichtet ist, einen schienenseitigen Informationspunkt, welcher an der Schienenfahrzeuginfrastruktur (I) vorgesehen ist, zu erkennen und/oder auszulesen. Steuereinrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, welche dazu angepasst ist, eine örtliche und/oder zeitliche Zuordnung des Schienenfahrzeuges (S) zum entsprechenden Bereich der Schienenfahrzeuginfrastruktur (I) vorzunehmen, wobei vorzugsweise mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2') als GPS-Empfänger ausgeführt ist. Steuereinrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, welche dazu angepasst ist, mehrere kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen unterschiedlicher und/oder derselben Art an einem Schienenfahrzeug (S) individuell zu steuern, vorzugsweise mehrere Vorrichtungen (A) zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel individuell zu steuern. Steuereinrichtung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend mindestens eine Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen (3) zwischen einem oder mehrerer Räder (R) des Schienenfahrzeugs (S) und der Schiene, wobei die Steuereinrichtung (1 ) dazu angepasst ist, kraftschlussbeeinflussende Maßnahmen auch in Abhängigkeit von dem/den durch die mindestens eine Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen (3) erfassten Wert(en) zu steuern, wobei der/die durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2‘) erfasste(n) Wert(e) bei der Realisierung von kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen priorisiert behandelt wird/werden. Verfahren zur Steuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen und/oder einer Wirbelstrombremse an einem Schienenfahrzeug (S), umfassend die folgenden Schritte: a) Erfassen von mindestens einer Information über mindestens eine Eigenschaft einer Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), der Position des Schienenfahrzeugs (S) auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), oder von Umgebungsdaten durch eine Erfassungseinrichtung (2, 2'); b) Prüfen, ob die in Schritt a) erfassten Werte vorgegebene Kriterien erfüllen, welche optional in einer Speichereinheit (SP) gespeichert sind; c) falls in Schritt b) vorgegebene Kriterien erfüllt werden: Änderung der kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen und/oder der Betriebsweise einer Wirbelstrombremse in Abhängigkeit von dem/den durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2') erfassten Wert(en). Verfahren zur Steuerung kraftschlussbeeinflussender Maßnahmen an einem Schienenfahrzeug (S), umfassend die folgenden Schritte: a) Erfassen einer/von Kraftschlussbedingung(en) einer Schienenfahrzeuginfrastruktur (I) mit einer Einrichtung zur Erkennung von Kraftschlussbedingungen (3); b) Einstellen einer Ausgabemenge von adhäsionserhöhendem Mittel durch die Vorrichtung (A) zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel basierend auf dem/den in Schritt a) erfassten Wert(en); c) Erfassen von mindestens einer Information über mindestens eine Eigenschaft einer Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), der Position des Schienenfahrzeugs (S) auf der Schienenfahrzeuginfrastruktur (I), oder von Umgebungsdaten durch eine Erfassungseinrichtung (2, 2'); d) Prüfen, ob der/die in Schritt a) erfasste(n) Wert(e) vorgegebene Kriterien erfüllt/erfüllen, welche(r) optional in einer Speichereinheit (SP) gespeichert ist/sind; e) falls in Schritt d) vorgegebene Kriterien erfüllt werden: priorisierte Änderung der kraftschlussbeeinflussenden Maßnahmen in Abhängigkeit von dem/den durch die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2) erfassten Wert(en), unabhängig von dem/den in Schritt a) erfassten Wert(en). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die kraftschlussbeeinflussende Maßnahme eine Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel durch eine Vorrichtung (A) zur Ausgabe von adhäsionserhöhendem Mittel ist. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die mindestens eine Erfassungseinrichtung (2, 2') eine Kamera, ein Radar- und/oder Lidarsensor, eine Einrichtung zum Erkennen schienenseitiger Informationspunkte, eine Einrichtung zum Auslesen eines schienenseitigen Informationspunkts, ein GPS- Empfänger und/oder ein Temperatursensor ist, welche am Schienenfahrzeug (S) vorgesehen ist/sind.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60124993T2 (de) 2000-03-17 2007-09-20 Railway Technical Research Institute, Kokubunji Einspritzvorrichtung für schlupfverhindernde partikel
DE102016211716A1 (de) * 2016-06-29 2018-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs
WO2019243281A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-26 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren zur prognose eines haftwerts in einem kontaktpunkt zwischen einem rad eines schienenfahrzeugs und der schiene, verfahren zur verbesserung des haftwertes in einem kontaktpunkt zwischen einem rad eines schienenfahrzeugs und der schiene und vorrichtung zur durchführung der verfahren
EP3932775A2 (de) * 2020-07-01 2022-01-05 Siemens Mobility Austria GmbH Verfahren und vorrichtung zur reibungsbeeinflussung zwischen rad und schiene

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001404C5 (de) 2005-01-12 2016-06-09 Kes Keschwari Electronic Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren und Einrichtung zum Aufbringen von Sand zwischen Rad und Schiene eines Schienenfahrzeugs
DE102011112969B4 (de) 2011-09-09 2022-12-29 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Partikelstreuanlage für ein Schienenfahrzeug
DE102013016881A1 (de) 2013-10-11 2015-04-16 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Ausbringeinrichtung für Reibwertmodifikatoren für ein Schienenfahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60124993T2 (de) 2000-03-17 2007-09-20 Railway Technical Research Institute, Kokubunji Einspritzvorrichtung für schlupfverhindernde partikel
DE102016211716A1 (de) * 2016-06-29 2018-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs
WO2019243281A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-26 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren zur prognose eines haftwerts in einem kontaktpunkt zwischen einem rad eines schienenfahrzeugs und der schiene, verfahren zur verbesserung des haftwertes in einem kontaktpunkt zwischen einem rad eines schienenfahrzeugs und der schiene und vorrichtung zur durchführung der verfahren
EP3932775A2 (de) * 2020-07-01 2022-01-05 Siemens Mobility Austria GmbH Verfahren und vorrichtung zur reibungsbeeinflussung zwischen rad und schiene

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