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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR OPTIMISING WEAR IN RAIL VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/041570
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for optimising wear in rail vehicles (10) is described, in which states of wear (16) of at least one component of a rail vehicle (10) are determined, and an optimum driving style (22) for the rail vehicle (10) is determined taking into account the wear (16), punctuality and energy consumption, and the speed, accelerations and decelerations of the rail vehicle (10) are controlled in such a way that the optimum driving style (22) is achieved in a driving mode of the rail vehicle (10). In addition, a device for optimising wear in rail vehicles (10) and a driver assistance system (18) for a rail vehicle (10) are described.

Inventors:
NOCK, Marco (Beethovenstr. 19, Feldkirchen, 85622, DE)
Application Number:
EP2017/070216
Publication Date:
March 08, 2018
Filing Date:
August 09, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KNORR-BREMSE SYSTEME FÜR SCHIENENFAHRZEUGE GMBH (Moosacher Str. 80, München, 80809, DE)
International Classes:
B61L3/00; B61L15/00
Domestic Patent References:
WO2014037549A22014-03-13
WO2013034734A22013-03-14
WO2015113787A12015-08-06
Foreign References:
DE102009023704A12010-10-28
EP2998183A12016-03-23
DE102007006131A12008-08-07
EP0755840A11997-01-29
Other References:
None
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Verfahren zur Verschleißoptimierung von Schienenfahrzeugen (10),

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Ermitteln (S10) wenigstens eines Verschleißzustands (16) wenigstens einer Komponente (12) eines Schienenfahrzeugs (10),

Ermitteln (S12) einer optimalen Fahrweise (22) für das Schienenfahrzeug (10) unter Berücksichtigung des wenigstens einen ermittelten Verschleißzustands (16), unter Berücksichtigung von Fahrplänen des Schienenfahrzeugs und unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs im Fahrbetrieb,

Steuern (S12) von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des

Schienenfahrzeugs (10) derart, dass in einem Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs (10) die optimale Fahrweise (22) erzielt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

wobei der Verschleißzustand (16) wenigstens einer Komponente (12) des

Antriebstrangs des Schienenfahrzeugs (10) ermittelt wird und als optimale Fahrweise (22) eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter

Höchstgeschwindigkeit ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,

wobei der Energieverbrauch von Komponenten des Schienenfahrzeugs (10) bei Beschleunigungsvorgängen des Schienenfahrzeugs (10) reduziert wird. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei der Verschleißzustand (16) wenigstens eines Rads des Schienenfahrzeugs (10) ermittelt wird und als optimale Fahrweise (22) eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter Verzögerung und/oder reduzierter

Höchstgeschwindigkeit ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

wobei der Verschleißzustand (16) des wenigstens einen Rads unter

Berücksichtigung der in das Rad eingebrachten Beschleunigungs- und Bremsenergien und der Beschleunigungs- und Bremstemperaturen ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei der Verschleißzustand (16) wenigstens eines Drehgestells des

Schienenfahrzeugs (10) ermittelt wird und als optimale Fahrweise (22) eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter Verzögerung und/oder reduzierter Höchstgeschwindigkeit ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei der Verschleißzustand (16) wenigstens einer Bremse des Schienenfahrzeugs (10) ermittelt wird und als optimale Fahrweise (22) eine Fahrweise mit reduzierter Verzögerung und/oder reduzierter Höchstgeschwindigkeit ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei der Verschleißzustand (16) wenigstens einer Bremse des Schienenfahrzeugs ermittelt wird und beim Verzögern die Anteile der durch die einzelnen Bremssysteme des Schienenfahrzeugs aufgebrachten Bremskräfte an einer Gesamtbremskraft in Abhängigkeit vom Verschleißzustand (16) vorgegeben werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei der Verschleißzustand (16) wenigstens einer Bremse des Schienenfahrzeugs ermittelt wird und beim Verzögern die Verteilung der Bremskräfte über die Länge eines aus mehreren Schienenfahrzeugen (10) bestehenden Zugverbands in Abhängigkeit vom Verschleißzustand (16) vorgegeben wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei ermittelt wird, ob das Schienenfahrzeug (10) bei der ermittelten Fahrweise (22) unter Einhaltung von Fahrplänen des Schienenfahrzeugs (10) am Ziel ankommt und für den Fall, dass das Schienenfahrzeug (10) mit der ermittelten Fahrweise (22) nicht unter Einhaltung von Fahrplänen des Schienenfahrzeugs (10) am Ziel ankommt, ein Triebfahrzeugführer und/oder ein Fahrdienstleiter aufgefordert werden, eine

Entscheidung über die Fahrweise zu treffen.

1 1 . Vorrichtung zur Verschleißoptinnierung von Schienenfahrzeugen (10), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine Einrichtung (14) zum Ermitteln wenigstens eines Verschleißzustands (16) wenigstens einer Komponente (12) eines Schienenfahrzeugs (10),

eine Einrichtung zum Ermitteln einer optimalen Fahrweise (22) für das

Schienenfahrzeug (10) unter Berücksichtigung des wenigstens einen ermittelten Verschleißzustands (16), unter Berücksichtigung von Fahrplänen des

Schienenfahrzeugs und unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs im Fahrbetrieb, und

eine Einrichtung zum Vorgeben von Geschwindigkeit, Beschleunigung und

Verzögerung des Schienenfahrzeugs (10) derart, dass in einem Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs (10) die optimale Fahrweise (22) erzielt wird.

12. Fahrerassistenzsystem (18) für ein Schienenfahrzeug (10),

wobei das Fahrerassistenzsystem (18) so gestaltet ist, dass es eine optimale Fahrweise (22) für ein Schienenfahrzeug (10) unter Berücksichtigung von Verschleiß (16), Berücksichtigung von Fahrplänen des Schienenfahrzeugs und Energieverbrauch ermitteln kann,

und wobei das Fahrerassistenzsystem (18) so gestaltet ist, dass es

Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Verzögerungen des Schienenfahrzeugs (10) derart vorgeben kann, dass in einem Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs (10) die optimale Fahrweise (22) erzielt wird.

13. Fahrerassistenzsystem (18) nach Anspruch 12,

wobei das Fahrerassistenzsystem (18) derart gestaltet ist, dass es eine optimale Fahrweise (22) des Schienenfahrzeugs (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ermitteln kann.

Description:
BESCHREIBUNG

Verfahren und Vorrichtung zur Verschleißoptimierung von

Schienenfahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verschleißoptimierung von Schienenfahrzeugen. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrerassistenzsystem für ein Schienenfahrzeug. Schienenfahrzeuge weisen häufig Fahrerassistenzsysteme auf, um den

Triebfahrzeugführer zu unterstützen. Heutige Fahrerassistenzsysteme für

Schienenfahrzeuge optimieren dabei Fahrten im Hinblick auf Energieeffizienz und/oder Pünktlichkeit, d.h. der Berücksichtigung bzw. Einhaltung von Fahrplänen des

Schienenfahrzeugs. Der Verschleißzustand der Fahrzeuge bzw. ihrer Komponenten wird dabei nicht berücksichtigt. Ein umfassend optimierendes Fahrerassistenzsystem sollte deshalb neben Pünktlichkeit und Energieeffizienz auch den Verschleiß des Fahrzeugs bzw. seiner Komponenten berücksichtigen. Der beim Fahren von

Schienenfahrzeugen auftretende Verschleiß ist zu optimieren. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes

Fahrerassistenzsystem für Schienenfahrzeuge bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verschleißoptimierung von

Schienenfahrzeugen mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 , eine Vorrichtung zur Verschleißoptimierung von Schienenfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 sowie ein Fahrerassistenzsystem für ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verschleißoptimierung von

Schienenfahrzeugen wird zunächst wenigstens ein Verschleißzustand wenigstens einer Komponente eines Schienenfahrzeugs ermittelt. Es können jedoch auch

Verschleißzustände mehrerer Komponenten gleichzeitig ermittelt werden. Im nächsten Schritt wird dann eine optimale Fahrweise für das Schienenfahrzeug unter Berücksichtigung des wenigstens einen ermittelten Verschleißzustands wenigstens einer Komponente, unter Berücksichtigung von vorgegebenen Fahrplänen sowie unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs im Fahrbetrieb ermittelt. Die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Verzögerung des Schienenfahrzeuges werden derart gesteuert, dass in einem Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs die optimale Fahrweise erzielt wird.

Aufbauend auf dem ermittelten Verschleißzustand einer oder mehrerer Komponenten eines Schienenfahrzeugs wird damit, neben der Berücksichtigung von Pünktlichkeit und Energieverbrauch, eine optimale Fahrweise für das Schienenfahrzeug auch unter Berücksichtigung des ermittelten Verschleißes ermittelt. Dadurch kann im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren nicht nur Pünktlichkeit und Energieverbrauch, sondern auch der Zustand der einzelnen Komponenten berücksichtigt werden. Durch die damit empfohlene Fahrweise kann die Lebensdauer von Komponenten erhöht werden, und es können verschleißbedingte Ausfälle im laufenden Betrieb verhindert bzw. reduziert werden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird somit abhängig vom Betriebskonzept eine optimale Fahrt im Optimierungsraum Verschleiß, Pünktlichkeit und Energieverbrauch ermittelt. Die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des

Schienenfahrzeugs werden derart gesteuert, dass im Fahrbetrieb die ermittelte optimale Fahrweise erzielt wird. Die Höhe von Beschleunigungen und Verzögerungen sowie von Geschwindigkeiten sowie der zeitliche Verlauf dieser Größen kann damit auch unter Berücksichtigung von Verschleißaspekten beeinflusst werden. Dabei kann eine direkte Steuerung beispielsweise von Antrieb und Bremsen aufgrund des ermittelten optimalen Fahrprofils durchgeführt werden, oder es können über ein Fahrerassistenzsystem Empfehlungen an einen Triebfahrzeugführer ausgegeben werden, so dass dieser ein Fahrprofil fährt, das auch unter Verschleißaspekten vorteilhaft ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verschleißzustand wenigstens einer Komponente des Antriebsstrangs eines Schienenfahrzeugs ermittelt und als optimale Fahrweise wird eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter Höchstgeschwindigkeit ermittelt. Liegt Verschleiß bei einer Komponente des Antriebsstrangs vor, beispielsweise bei

Elektromotoren, Verbrennungsmotoren oder Getrieben, so ist es vorteilhaft, die

Antriebsleistung zu reduzieren, um die Komponente zu schonen und ihre Lebensdauer zu verlängern bzw. um Ausfälle zu verhindern. Dafür ist es vorteilhaft, als optimale Fahrweise eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter

Höchstgeschwindigkeit vorzugeben, um die Antriebsleistung reduzieren zu können. Durch Vorgabe einer reduzierten Beschleunigungskurve als Fahrempfehlung kann die Antriebsspitzenleistung gesenkt werden. Durch Reduktion der Maximalgeschwindigkeit kann die Antriebsdauerleistung gesenkt werden. Eine Reduktion der maximalen

Beschleunigung oder der maximalen Geschwindigkeit kann zu einem Vermeiden des Ausfalls eines Motors oder Getriebes im Betrieb oder zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Komponente führen. Sollte der Zug über mehrere Motoren verfügen und der Verschleiß nur an einzelnen

Motoren vorliegen, kann beim Ermitteln einer optimalen Fahrweise vorgegeben werden, die Beschleunigung bzw. das Halten der Geschwindigkeit nur mit dem nicht

verschlissenen Antrieb zu realisieren. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Energieverbrauch von Komponenten des Schienenfahrzeugs bei

Beschleunigungsvorgängen des Schienenfahrzeugs reduziert. Beispielsweise können Nebenaggregate wie Klimaanlage und Kompressoren der Bremse gedrosselt werden, um zusätzlichen Energiebedarf zu reduzieren. Diese Energie steht dann für die

Beschleunigung des Schienenfahrzeugs zur Verfügung, oder es kann die Belastung von Komponenten des Antriebsstrangs verringert werden. Bei Bergabfahrten kann dann beispielsweise die Energieaufnahme der Nebenaggregate wieder erhöht werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verschleißzustand wenigstens eines Rads des Schienenfahrzeugs ermittelt und als optimale Fahrweise wird eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter Verzögerung und/oder reduzierter Höchstgeschwindigkeit ermittelt. Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens werden somit die Räder überwacht, und es wird der momentane Verschleißzustand eines Rads ermittelt. Dieser Verschleißzustand wird bei der Ermittlung einer optimalen Fahrweise berücksichtigt. Weist ein Rad Verschleiß auf, dann ist es vorteilhaft, die Beschleunigung und/oder die Verzögerung zu reduzieren oder die Höchstgeschwindigkeit herabzusetzen, um Ausfälle des Rads zu verhindern oder die Lebensdauer des Rads zu erhöhen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Verschleißzustand eines Rads unter Berücksichtigung der in das Rad eingebrachten Beschleunigungs- und Bremsenergien und der Beschleunigungs- und

Bremstemperaturen ermittelt werden. Der Verschleiß eines Rads hängt insbesondere von den beim Beschleunigen und beim Bremsen in das Rad eingebrachten Energien ab. Durch die Beschleunigungs- und Bremsenergien entsteht ein Verschleiß des Rads einerseits durch Abrieb und andererseits durch die beim Beschleunigungs- und beim Bremsvorgang entstehenden Temperaturen aufgrund der in das Rad eingebrachten Wärmeenergie. Aus einem Verschleißmodell der Räder kann somit auf der Basis der eingebrachten Beschleunigungs- und Bremsenergien sowie der Temperaturen auf den Verschleiß der Räder geschlossen werden. Wird Verschleiß festgestellt, können

Traktions- und Bremskurven reduziert werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verschleißzustand wenigstens eines Drehgestells des Schienenfahrzeugs ermittelt und als optimale Fahrweise wird eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter Verzögerung und/oder reduzierter Höchstgeschwindigkeit ermittelt. Dabei wird der Verschleißzustand eines Drehgestells überwacht. Dies kann durch am Drehgestell befestigte angeordnete Sensoren, beispielsweise durch

Beschleunigungssensoren, geschehen. Über die Drehgestelldiagnose können

Verschleißzustände am Drehgestell erkannt werden, beispielsweise Schlingern bei einem defekten Schlingerdämpfer, Flachstellen oder Lagerschäden. Wird Verschleiß eines Drehgestells festgestellt, so kann, um das Drehgestell zu schonen, eine

Fahrweise vorgegeben werden, bei der eine Beschleunigung und/oder eine

Verzögerung reduziert werden. Auch die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges kann herabgesetzt werden, um Ausfälle des Drehgestells im laufenden Betrieb zu verhindern und/oder die Lebensdauer des Drehgestells zu erhöhen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verschleißzustand wenigstens einer Bremse des Schienenfahrzeugs ermittelt und als optimale Fahrweise wird eine Fahrweise mit reduzierter Verzögerung und/oder reduzierter Höchstgeschwindigkeit ermittelt. Der Verschleißzustand einer Bremse wird durch die Sensorik des Bremssystems festgestellt. So können beispielsweise Dicken von Bremsscheiben oder Bremsbelägen ermittelt werden. Es können auch erhöhte Temperaturen der Bremse, fehlerhafte Bremsdrücke, etc. festgestellt werden. Abhängig vom Verschleißzustand kann die Fahrweise dann so angepasst werden, dass die Verzögerung des Schienenfahrzeugs reduziert wird, um die Bremsen zu schonen, oder auch die Höchstgeschwindigkeit reduziert wird, um einen vorgegebenen Bremsweg einhalten zu können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verschleißzustand wenigstens einer Bremse des Schienenfahrzeugs ermittelt und beim Verzögern werden die Anteile der durch die einzelnen Bremssysteme des

Schienenfahrzeugs aufgebrachten Bremskräfte an der insgesamt beim Bremsen aufgebrachten Bremskraft in Abhängigkeit vom Verschleißzustand vorgegeben. Weist ein Schienenfahrzeug mehrere Bremssysteme auf, beispielsweise eine

Reibungsbremse, eine Schienenbremse und/oder eine elektrodynamische Bremse, so werden die Bremskräfte durch die einzelnen Bremssysteme oder einen Teil dieser Bremssysteme beim Bremsvorgang gemeinsam aufgebracht, wenn alle oder ein Teil der genannten Bremssysteme beim Bremsvorgang aktiv sind. Weist eines oder mehrere dieser Bremssysteme Verschleiß auf, so ist es möglich, die Bremskräfte verstärkt durch die anderen Bremssysteme aufzubringen. Dadurch kann das

verschlissene Bremssystem geschont bzw. ein Ausfall verhindert werden, und es ist möglich, die erforderliche Bremsleistung aufrecht zu erhalten, indem die anderen Bremssysteme einen höheren Anteil an der Bremsleistung tragen. Dadurch wird somit das Blending, d.h. die Zusammensetzung der einzelnen Bremsarten beispielsweise aus Reibungsbremse, Schienenbremse und elektrodynamischer Bremse beeinflusst.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verschleißzustand wenigstens einer Bremse des Schienenfahrzeugs ermittelt und beim Verzögern wird die Verteilung der Bremskräfte über die Länge eines aus mehreren Schienenfahrzeugen bestehenden Zugverbands in Abhängigkeit vom

Verschleißzustand vorgegeben. Weist ein Zug mehrere Schienenfahrzeuge auf und wird an einer oder mehreren Bremsen Verschleiß festgestellt, so kann die

Bremsleistung der verschlissenen Bremssysteme reduziert werden, und die reduzierte Bremsleistung der verschlissenen Bremssysteme durch eine erhöhte Bremsleistung der intakten Bremssysteme des Zugverbandes kompensiert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ermittelt, ob das Schienenfahrzeug bei der durch Optimierung unter Berücksichtigung der Kriterien Verschleiß, Pünktlichkeit und Energieverbrauch ermittelten Fahrweise pünktlich am Ziel ankommt. Für den Fall, dass das Schienenfahrzeug mit der ermittelten Fahrweise nicht pünktlich am Ziel ankommen sollte, werden ein Triebfahrzeugführer und/oder ein Fahrdienstleiter aufgefordert, eine Entscheidung über die Fahrweise zu treffen. Dadurch ist es für einen Fahrdienstleiter oder einen Triebfahrzeugführer möglich, eine Entscheidung darüber zu treffen, ob verschleißoptimal gefahren werden soll, oder ob, unter Inkaufnahme eines erhöhten Verschleißes von Komponenten, vorrangig Pünktlichkeit des Schienenfahrzeugs erzielt werden soll. Dadurch ist es für einen Triebfahrzeugführer oder einen Fahrdienstleiter möglich, im Schienenfahrzeug eine von der ermittelten optimalen Fahrweise unabhängige Vorgabe für den Fahrbetrieb zu machen, um weitere Randbedingungen des Fahrbetriebs, beispielsweise eine festgelegte Ankunftszeit, um Anschlüsse erreichen zu können, berücksichtigen zu können.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verschleißoptimierung von

Schienenfahrzeugen ist so gestaltet, dass sie ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten durchführen kann. Die Vorrichtung weist dementsprechend eine Einrichtung zum Ermitteln wenigstens eines

Verschleißzustands wenigstens einer Komponente eines Schienenfahrzeugs, eine Einrichtung zum Ermitteln einer optimalen Fahrweise für das Schienenfahrzeug unter Berücksichtigung des wenigstens einen ermittelten Verschleißzustands, unter

Berücksichtigung von Fahrplänen des Schienenfahrzeugs und unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs im Fahrbetrieb, und eine Einrichtung zum Vorgeben von

Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des Schienenfahrzeugs derart, dass in einem Fährbetrieb des Schienenfahrzeugs die optimale Fahrweise erzielt wird, auf.

Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Schienenfahrzeug ist so gestaltet, dass es eine optimale Fahrweise für ein Schienenfahrzeug unter

Berücksichtigung von Verschleiß, Pünktlichkeit als Einhaltung bzw. Berücksichtigung von Fahrplänen, und Energieverbrauch ermitteln kann. Das Fahrerassistenzsystem ist ferner so gestaltet, dass es Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Verzögerungen des Schienenfahrzeugs derart vorgeben kann, dass in einem Fahrbetrieb des

Schienenfahrzeugs die optimale Fahrweise erzielt wird. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem erhält somit beispielsweise aus Diagnosesystemen

Informationen über den Verschleiß einzelner Komponenten. Beispielsweise aus Fahrplänen erhält es Informationen über die geforderte Ankunftszeit. Unter

Berücksichtigung von Verschleiß, Einhaltung von Fahrplänen sowie auch des

Energieverbrauchs beim Fahrbetrieb ermittelt das Fahrerassistenzsystem somit eine optimale Fahrweise für ein Schienenfahrzeug. Die ermittelte optimale Fahrweise ist dann im Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs umzusetzen. Dies kann einerseits durch Vorgaben an einen Triebfahrzeugführer geschehen, der die Vorgaben des

Fahrerassistenzsystems befolgt, um die optimale Fahrweise zu erzielen, oder aber durch direkte Steuerung beispielsweise des Antriebs und der Bremsen des

Schienenfahrzeugs, wodurch das Fahrerassistenzsystem das Fahrzeug so steuert, dass die optimale Fahrweise erzielt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Fahrerassistenzsystem so gestaltet, dass es eine optimale Fahrweise des Schienenfahrzeugs, wie sie mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren erzielt wird, ermitteln kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 : den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verschleißoptimierung von Schienenfahrzeugen, Fig. 2: ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem.

Fig. 1 zeigt den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verschleißoptimierung von Schienenfahrzeugen. Im ersten Schritt S10 wird der Verschleiß einer oder mehrerer Komponenten des Schienenfahrzeugs ermittelt. Dies kann durch Diagnosesysteme bzw. CBM-Systeme (Condition Based Monitoring) geschehen. Bei der

Verschleißermittlung kann beispielsweise der Verschleiß von Komponenten des

Antriebsstrangs, von Rädern, Bremsen, Drehgestellen, Türen, etc. ermittelt werden. Dabei können beispielsweise Komponenten durch Sensoren überwacht werden, um beispielsweise die Dicke von Bremsbelägen oder Bremsscheiben zu erfassen,

Beschleunigungen zu messen, die auf Schäden an Räder oder an Drehgestellen hindeuten, oder um beispielsweise Türen auf Verschleiß und Defekte zu überwachen. Die Überwachung kann auch indirekt erfolgen. Beispielsweise kann der

Verschleißzustand eines Rads auch durch ein Verschleißmodell unter Berücksichtigung von in das Rad eingebrachten Beschleunigungs- und Bremsenergien und der dadurch entstehenden Beschleunigungs- und Bremstemperaturen ermittelt werden.

Unter Berücksichtigung des im Schritt S10 ermittelten Verschleißes wird im Schritt S12 eine optimale Fahrweise ermittelt. Dabei erfolgt eine Optimierung der Fahrweise neben der Berücksichtigung des Verschleißes von Komponenten des Weiteren unter

Berücksichtigung von Pünktlichkeit als Einhaltung bzw. Berücksichtigung von

Fahrplänen und unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs im Fahrbetrieb. Bei der Optimierung kann eine Gewichtung der genannten Einflussfaktoren vorgenommen werden. Ist beispielsweise eine pünktliche Ankunft zwingend erforderlich, kann die Pünktlichkeit höher gewichtet werden, so dass die empfohlene Fahrweise unter

Inkaufnahme eines höheren Verschleißes und höheren Energieverbrauchs ermittelt wird. Soll hingegen verschleißschonend gefahren werden, um die Lebensdauer von Komponenten zu erhöhen oder Ausfälle zu verhindern, so kann der zu

berücksichtigende Verschleiß höher gewichtet werden, so dass beispielsweise eine verschlechterte Pünktlichkeit in Kauf genommen wird. Die Ermittlung der optimalen Fahrweise unter Berücksichtigung der drei genannten Kriterien kann durch bekannte Optimierungsverfahren, beispielsweise durch die

Verwendung künstlicher neuronaler Netze, durchgeführt werden. Als Ergebnis der Ermittlung der optimalen Fahrweise im Schritt S12 wird ein Fahrprofil mit vorgegebenen Geschwindigkeitsverläufen und entsprechenden Beschleunigungen und Verzögerungen erhalten, das der Steuerung des Schienenfahrzeugs zugrunde zu legen ist, um die geforderte Optimierung von Verschleiß, Pünktlichkeit als Einhaltung bzw. Berücksichtigung von Fahrpläne und Energieverbrauch im Fahrbetrieb erreichen zu können. Im Schritt S14 werden aufgrund der im Schritt S12 ermittelten optimalen Fahrweise die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs durch Eingriffe in Antrieb und Bremse gesteuert, um die ermittelte optimale Fahrweise im Fahrbetrieb umzusetzen. Dies kann einerseits anhand von Vorgaben für einen Triebfahrzeugführer geschehen, indem beispielsweise ein Geschwindigkeitsverlauf vorgegeben wird, den der Triebfahrzeugführer mit dem Fahrregler nachfährt, oder aber es erfolgt eine direkte Beeinflussung der Antriebs- und Bremssysteme des Fahrzeuges, so dass ohne Zwischenschaltung des Triebfahrzeugführers direkt die optimale

Fahrweise im Schienenfahrzeug erzielt wird. Fig. 2 zeigt die Systeme eines Schienenfahrzeugs 10, das ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem 18 aufweist. Das Schienenfahrzeug 10 weist verschiedene Systeme 12 auf, bei denen es sich beispielsweise um Antriebssysteme, Bremssysteme, Türsysteme, etc. handeln kann. Der Verschleiß dieser Systeme 12 des

Schienenfahrzeugs 10 wird ermittelt. Dies kann durch Eigendiagnosen in den einzelnen Systemen, ein Condition Based Monitoring-System 14 oder auch beispielsweise bei den Rädern anhand der Beanspruchungen durch Beschleunigungen und Verzögerungen im Fahrbetrieb und die dadurch entstehenden Temperaturen in den Rädern erfolgen.

Die auf diesem Weg ermittelten Verschleißinformationen 16 werden an das

Fahrerassistenzsystem 18 übertragen. Das Fahrerassistenzsystem 18 ermittelt unter Berücksichtigung von Optimierungskriterien 20 eine optimale Fahrempfehlung 22. Bei der Optimierung werden als Kriterien Pünktlichkeit, Energieverbrauch und die

Verschleißinformationen 16 berücksichtigt. Diese Kriterien können bedarfsweise gewichtet werden, so dass mit der ausgegebenen Fahrempfehlung 22 entweder vorrangig Pünktlichkeit, Energieverbrauch oder Verschleißoptimierung erzielt werden können. Bei der Verschleißermittlung 14 kann beispielsweise der Verschleiß von Komponenten des Antriebsstrangs, von Rädern, von Drehgestellen, von Bremsen oder auch von Türen ermittelt werden. Diese Verschleißzustände 16 können im

Fahrerassistenzsystem 18 bei der Ermittlung der optimalen Fahrempfehlung 22 berücksichtigt werden.

Bei erkanntem Verschleiß von Komponenten des Antriebsstrangs kann beispielsweise als optimale Fahrweise eine Fahrweise mit reduzierter Beschleunigung und/oder reduzierter Höchstgeschwindigkeit empfohlen werden, um die verschlissenen

Komponenten zu schonen.

Ebenso kann bei erkanntem Verschleiß von Rädern des Schienenfahrzeugs eine Fahrweise empfohlen werden, bei der Beschleunigungen, Verzögerungen und/oder Höchstgeschwindigkeiten reduziert werden. Eine derartige Fahrweise kann auch empfohlen werden, wenn Verschleiß an Drehgestellen festgestellt wird.

Wird Verschleiß an Bremsen festgestellt, so kann durch die optimale Fahrempfehlung 22 eine Fahrweise empfohlen werden, bei der die Verzögerung reduziert wird, so dass die aufzubringenden Bremskräfte reduziert werden, und bei der auch die

Höchstgeschwindigkeit reduziert wird, so dass stets innerhalb der vorgegebenen Bremswege trotz des Verschleißes einzelner Bremskomponenten angehalten werden kann.

Auch bei festgestelltem Verschleiß von Türen kann es erforderlich werden, vom

Normalverhalten abweichende Fahrempfehlungen 22 auszugeben. Im

Begegnungsverkehr von Hochgeschwindigkeitszügen entsteht ein hoher Druck auf die Fahrzeugtüren. Ist an einer Tür bereits ein höherer Verschleiß aufgetreten, so ist es aus Gründen der Verschleißoptimierung sinnvoll, durch das Fahrerassistenzsystem eine Zugbegegnung mit reduzierter Geschwindigkeit zu empfehlen, um einen Ausfall der Tür hinauszuzögern bzw. zu verhindern.

Neben den vorstehend genannten Komponenten kann auch der Verschleiß beliebiger anderer Komponenten, die das Fahrverhalten des Schienenfahrzeugs 10 beeinflussen bzw. deren Verschleiß durch das Fahrprofil des Schienenfahrzeugs 10 beeinflusst wird, überwacht werden, und aufgrund des festgestellten Verschleißes eine optimale

Fahrempfehlung 22 vorgegeben werden. Die optimale Fahrempfehlung 22 kann einerseits direkt an die Antriebs- und

Bremssteuersysteme des Fahrzeugs 10 übergeben werden, oder es können

beispielsweise durch Visualisierung Empfehlungen für den Triebfahrzeugführer ausgegeben werden, die dieser beim Fahren des Schienenfahrzeugs 10 befolgen kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

S10 Verschleißermittlung

S12 Ermittlung der optimalen Fahrweise

S14 Steuern von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des

Fahrzeugs

10 Schienenfahrzeug

12 Systeme des Schienenfahrzeugs

14 Verschleißermittlung

16 Verschleißinformationen

18 Fahrerassistenzsystem

20 Optimierungskriterien

22 optimale Fahrempfehlung