DE2639950A1

DE2639950A1 - Bremssteuereinrichtung mit beruecksichtigung unterschiedlicher bremsentwicklungszeiten

Info

Publication number: DE2639950A1
Application number: DE19762639950
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Uebel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1976-09-04
Filing date: 1976-09-04
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE2639950C2; FI62794C; FR2363464B1; FI62794B; FR2363464A1; FI772595A; US4143842A; ES462091A1; CH624622A5

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ

STUTTGART

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Bremssteuereinrichtung mit Berücksichtigung unterschiedlicher Bremsentwicklungszeiten

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bremssteuerung bei einem spurgebundenen, insbesondere automatisch gesteuerten Fahrzeug.

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

Da jede Zwangsbremsung für das Fahrzeug schädlich und für die Fahrgäste unangenehm ist, sollten versehentliche Zwangsbremsungen vermieden werden, d.h. alle Betrieb sbremsungen vor Signalen und Langsamfahrstellen müssen so rechtzeitig erfolgen, daß die Zwangsbremse

29.07.1976, P/Ku

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nicht ausgelöst wird. Im Geschwindigkeits-Weg-Diagramm (Fig. 1) gesehen, heißt das: Die Ablaufkurve der Betriebsbremsung BE darf die Zwangsbremseinsatzkurve ZE nicht schneiden.

Bei der Festlegung von Zwangsbremseinsatzkurven muß sichergestellt werden, daß bei jeder Zwangsbremsung

vorgeschriebenen das Fahrzeug noch vor deiriVHältepunkt zum Stillstand kommt oder noch vor Beginn der Langsamfahrstelle die vorgeschriebene reduzierte Geschwindigkeit erreicht.

Dazu muß neben dem durch die Anfangsgeschwindigkeit und die Zwangsbremsverzögerung gegebenen Bremsweg ein zusätzlicher Bremsweg berücksichtigt werden, der durch die sogenannte Bremsentwicklungszeit bedingt ist. Diese Bremsentwicklungszeit ist die Zeit, die eine beispielsweise druckluftbetätigte Bremse braucht, um vom nicht betätigten in den voll wirksamen Zustand zu gelangen. Nach Richtwerten eines Normenausschusses kann diese Zeit bei Güterzügen bis zu 8_s5s betragen. Es ist üblich, die Bremsentwicklungszeit_}während der sieh die Bremswirkung langsam aufbaut, in Form einer Totzeit Te zu berücksichtigen und man nimmt in einfacher Näherung an, daß während dieser Totzeit keine Bremsung erfolgt und nach Ablauf der Totzeit die volle Bremswirkung schlagartig einsetzt.

Betrachtet man die Häufigkeit von tatsächlich ausgelösten Zwangsbremsungen, so stellt man fest₃ daß sie sehr selten sind. Von den tatsächlich erfolgten

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Zwangsbremsungen sind wiederum nur ein kleiner Teil echte Notbremsungen, die vom unbetätigten Zustand des Bremssystems aus stattfinden. Der weitaus größte Teil aller Zwangsbremsungen findet im Anschluß an eine Betriebsbremsung statt und das Bremsensystem befindet sich bei Einsatz der Zwangsbremse bereits im betätigten Zustand.

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

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

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Die Bremssteuereinrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Fahrzeug eine Steuerschaltung befindet, die eine Steigerung einer durch ein Fahrzeugbremssystem bewirkten Bremsverzögerung, z.B. bei einer Zwangsbremsung, in Abhängigkeit der bereits wirksamen Bremsverzögerung dieses Fahrzeugbremssystems auslöst. Dadurch wird jede Zwangsbremseinsatzkurve nach Einsatz der Betriebsbremsung in Fahrtrichtung verschoben und damit die Zahl der ungewollten Zwangsbremsungen erheblich reduziert. Andererseits ist die Möglichkeit gegeben, ohne mehr ungewollte Zwangsbremsungen auszulösen, auch die Betriebsbremskurve in Fahrtrichtung zu verschieben. Dies bedeutet schnelleres Heranfahren an einen Halt oder eine Langsamfahrstelle ohne Sicherheitsverlust und damit Fahrzeitersparnis und geringere minimale Zugfolgezeiten.

Eine Weiterbildung der Bremssteuereinrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Steuerschaltung ein zur Berechnung von Zwangsbremseinsatzkurven notwendiges Potential liefert, welches

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dem Ausdruck Te (l-5=rrr) proportional ist, wobei Te

oma χ

eine der maximalen Bremsentwicklungszeit entsprechende Totzeit, B die augenblicklich wirksame Bremsverzögerung und B max die maximal mögliche Bremsverzögerung ist. Damit wird die komplizierte Abhängigkeit des durch die Bremsentwicklungszeit bedingten zusätzlichen Bremsweges von der unmittelbar vor dem Zwangsbremseinsatz wirksamen Bremsverzögerung durch eine der Geraden NG in Fig. 2 entsprechende Näherung ersetzt und so ihre

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schaltungstechnische Berücksichtigung wesentlich vereinfacht .

Eine Ausgestaltung der vorstehenden Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der o.g. Schaltungsteil im wesentlichen aus einem Verstärker und einer nachgeschalteten Subtrahierschaltung besteht und daß der Verstärker einen dem Meßwert der augenblicklich wirksamen Bremsverzögerung proportionalen Potentialwert mit einem fahrzeugspezifischen Faktor f multipliziert und die Subttahierschaltung den aus der Multiplikation gewonnenen Potentialwert von einem der Totzeit Te proportionalen Potentialwert subtrahiert. Diese einfache Schaltung ist wenig störanfällig und läßt sich kostengünstig realisieren.

Die Einrichtung nach der Erfindung soll nun anhand dreier Figuren näher beschrieben werden.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 Bremseinsatz- und Bremsablaufkurven im Weg-Geschwindigkeits-Diagramm;

Fig. 2 Abhängigkeit des durch die Bremsentwicklungszeit bedingten zusätzlichen Bremsweges von der bereits wirksamen Bremsbeschleunigung;

Fig. 3 Ausführungsbeispiel des Schaltungsteils nach Anspruch 3·

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In Fig. 1 sind im Weg-Geschwindigkeits-Diagramm Br-emseinsatz- und Bremsablaufkurven nach dem Stand der Technik dargestellt. Eine Betriebsbremskurve BE₃ "welche als Parabel im Haltepunkt Pl auf die Wegachse trifft, wird durch eine Zwangsbremseinsatzkurve ZE abgesichert die auf dem Fahrzeug aus der augenblicklichen Geschwindigkeit, der maximal möglichen Bremsverzögerung und der Totzeit Te nach Vorgabe der Koordinaten des Zielpunktes P2 errechnet wird.Nach Erreichen der Zwangsbremseinsatzkurve durch das Fahrzeug folgt dieses, wenn vorher noch keine Betriebsbremsung erfolgt ist, ^ei~ ner seiner Geschwindigkeit entsprechenden Kurve aus der Schar der Zwangsbremsablaufkurven ZA₃ deren Einhüllende EH im Zielpunkt die Wegachse erreicht.

Die Zwangsbremsablaufkurven verlaufen anfangs nahezu horizontal, da die Bremsentwicklungszeit eine sofortige stärkere Bremsung nicht zuläßt.

Ist vor Einsatz der Zwangsbremsung schon eine BetriebEbremsung im Gange,so entfällt, je nach der im Einsatzpunkt der Zwangsbremsung bereits durch die Betriebsbremsung wirksamen Verzögerung ein Teil des flach verlaufenden Anfangsteils der Zwangsbremsablaufkurve und das Fahrzeug folgt einer steileren Bremsablaufkurve ZB und kommt schon vor dem Zielpunkt P2 im Punkt P3 zum Stillstand. Dieses vorzeitige Anhalten bei einer Zwangsbremsung ist unnötig und es kann in diesem Falle ohne

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Sicherheitsrisiko die Zwangsbremselnsatzkurve so weit versteuert, d.h, im Bereich höherer Geschwindigkeiten in Fahrtrichtung verschoben werden, bis der Punkt P3 in den Zielpunkt P2 fällt- Diese Maßnähme verringert die Zahl der ungewollten Zwangsbremsungen erheblich. Wird auf eine solche Verringerung kein großer Wert gelegt ₃ so kann die Betrlebsbremskurve in Fahrtrichtung verschoben werden, eis der alte Abstand zur Zwangsbreinselnsatzkurve wieder hergestellt ist. Dies ermöglicht dann ein schnelleres Heranfahren an den Zielpunkt P2und bringt damit Zeitersparnis.

Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit des durch die Bremsentwicklungszelt bedingten zusätzlichen Bremsweges BZ von der im Einsatzpunkt der Zwangsbremsung bereits wirksamen Betriebsbremsverzögerung. Die Gerade NG stellt eine einfache Mähsrung an die recht komplizierte Funktion F dar. Die Näherung erfolgt auf der sicheren Seite und ermöglicht die schaltungstechnische Berücksichtigung der durch die Funktion F gegebenen Abhängigkeit durch eine einfache Schaltung.

Ein Ausführungsbeispiel dieser Schaltung zeigt Fig. 3:

Einem Verstärker V wird ein durch Messung gewonnenes der augenblicklich wirksamen Brerasverzögerung proportionales Potential ÜB zugeführt- Dieses wird mit einem durch das Widerstandsverhältnis Rl zu R2 gegebenen fahr-zeugspezlflschen Faktor multipliziert und dann in einer Subtrahiersehaltung S von einem

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der Totzeit Te entsprechenden und ebenfalls fahrzeugspezifischen Potential UT subtrahiert.

Das Ausgangspotential UA wird anstelle des beim Stand der Technik verwendeten der Totzeit Te entsprechenden Potentials UT weiterverarbeitet.

3 Ansprüche

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Bezugszeichenliste

s Weg

ν Geschwindigkeit

BE Betriebsbremskurve

ZE Zwangsbremseinsatzkurve

ZA Zwangsbremsablaufkurven

EH Einhüllende der Zwangsbremsablaufkurven

ZB Zwangsbremsablaufkurve nach vorheriger Betriebsbremsung

pt* ' Haltepunkte

BZ Zusätzlicher Bremsweg

B Betriebsbremsverzögerung

NG Näherungsgerade

F Funktion BZ=F(B)

V Verstärker

UA,ÜB r, , . . , _UT ^J Potentiale S Subtrahierschaltung Te Totzeit Rl ... R7 Widerstände

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Leerseite

Claims

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Ansprüche

1. Einrichtung zur Bremssteuerung bei einem spurgebundenen, insbesondere automatisch gesteuerten Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Fahrzeug eine Steuerschaltung befindet, die eine Steigerung einer durch ein Fahrzeugbremssystem bewirkten Bremsverzögerung, z.B. bei einer Zwangsbremsung, in Abhängigkeitfder bereits wirksamen Bremsverzögerung dieses Fahrzeugbremssystems auslöst.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet₅ daß ein Teil (ST) der Steuerschaltung ein zur Berechnung von Zwangsbremseinsatzkurven notwendiges Potential liefert, welches dem Ausdruck Te (1~ ) proportional ist, wobei Te eine der maximalen Bremsentwicklungszeit entsprechende Totzeit, B die augenblicklich wirksame Bremsverzögerung und Bmax die maximal mögliche Bremsverzögerung ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der o.g. Schaltungsteil (ST) im wesentlichen aus einem Verstärker (V) und einer nachgeschalteten Subtrahierschaltung (S) besteht und daß der Verstärker einen dem Meßwert der augenblicklich wirksamen Bremsverzögerung proportionalen Potentialwert (UB) mit einem fahrzeugspezifischen Faktor f multipliziert und die Subtrahierschaltung den aus der Multiplikation gewonnenen Potentialwert von einem der Totzeit Te proportionalen Potentialwert (UT) subtrahiert.

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