HAAF, Stefan (Am Eichenpfad 36, Gaukönigshofen, 97253, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs, bei dem für einen vorgegebenen Streckenabschnitt wenigstens ein Rollpunkt festgelegt ist, bei dessen Erreichen eine Abschaltung einer Traktion des Schienenfahrzeugs erfolgen und das Schienenfahrzeug über wenigstens einen Teil der Reststrecke zu einem Streckenabschnittsende rollen kann, dadurch gekennzeichnet, dass für den vorgegebenen Streckenabschnitt mehrere Rollpunkte im Voraus hinterlegt werden, denen jeweils eine feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und ein fester Fahrzeitraum bis zum Erreichen des Streckenabschnittsendes zugeordnet sind, und bei Durchfahren des vorgegebenen Streckenabschnitts kontinuierlich überprüft wird, ob für einen der Rollpunkte gemäß einer ersten Bedingung eine aktuell erfasste Entfer- nung bis zum Streckenabschnittsende kleiner als die feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und gemäß einer zweiten Bedingung ein aktueller Fahrzeitraum bis zum Streckenabschnittsende größer oder gleich dem festen Fahrzeitraum bis zum Streckenabschnittsende ist, und bei Erfüllung beider Bedingungen ein mögliches Abschalten der Traktion des Schienenfahrzeugs signalisiert wird, während bei deren Nichterfüllung ein weiterer der hinterlegten Rollpunkte auf die Erfüllung der beiden Bedingungen überprüft wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Rollpunkt zuerst die Erfüllung der ersten Bedingung und dann die Erfüllung der zweiten Bedingung geprüft wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mögliche Abschalten der Traktion des Schienenfahrzeugs einem Schienenfahrzeugführer signalisiert wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung beider Bedingungen für einen Rollpunkt die Traktion des Schienenfahrzeugs automatisch abgeschaltet wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Abschaltung der Traktion einem Schienen- fahrzeugführer signalisiert wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Berechnung der aktuellen Entfernung bis zum Stre- ckenabschnittsende und eines aktuellen Fahrzeitraums bis zum Streckenabschnittsende gemessene Größen eingehen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Informationen zur Position des Streckenabschnittsendes und/oder zur Länge des Streckenabschnitts aus einem hinterlegten Fahrplan, eine Zielzeit zum Erreichen des Streckenabschnittsendes aus einem hinterlegten Fahrplan, eine Erkennung des vorgegebenen Streckenabschnittes, Informationen zur aktuellen Position des Schienenfahrzeugs, eine Wegerfassung einer gefahrenen Strecke und eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollpunkte im Voraus auf einer Basis berechnet werden, in die eine Bremskennlinie des Schienenfahrzeugs eingeht. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bremsen eine Kennlinie für regenerative Bremsung gewählt wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den vorgegebenen Streckenabschnitt mehrere Bremseinsatzpunkte im Voraus hinterlegt werden, denen jeweils eine feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und eine feste Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet sind und bei Durchfahren des vorgegebenen Streckenabschnitts kontinuierlich überprüft wird, ob für einen der Bremseinsatzpunkte gemäß einer dritter Bedingung eine aktuell erfasste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende kleiner als die feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und gemäß einer vierten Bedingung eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich der festen Geschwindigkeit des zugehörigen Bremseinsatzpunktes ist, und bei Erfüllung sowohl der dritten als auch der vierten Bedingung eine Anforderung zum Einleiten eines Bremsvorgangs für das Schienenfahrzeug signalisiert wird. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anforderung zum Einleiten eines Bremsvorgangs einem Schienenfahrzeugführer signalisiert wird. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung sowohl der dritten als auch der vierten Bedingung ein Bremsvorgang für das Schienenfahrzeug automatisch eingeleitet wird. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Einleiten eines Bremsvorgangs einem Schienenfahrzeugführer signalisiert wird. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinsatzpunkte im Voraus auf einer Basis berechnet werden, in die eine Bremskennlinie des Schienenfahrzeugs eingeht, die auch in die Berechnung der Rollpunkte eingeht . 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bremsen eine Kennlinie für rein regenerative Bremsung gewählt wird. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass einem Fahrzeugführer auf einer Anzeigeeinrichtung des Schienenfahrzeugs eine Sollstellung eines Fahrbremshebels zur Durchführung des Bremsvorgangs angezeigt wird. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass während des Bremsvorgangs eine anforderbare Bremskraft automatisch, abhängig von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, so begrenzt wird, dass rein regenerativ gebremst wird. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung nur dann aktiviert wird, wenn der Fahr- bremshebel eine vorbestimmte Mindestauslenkung nicht überschreitet . 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Mindestauslenkung einen Wert von 50% der Gesamtauslenkung des Fahrbremshebels entspricht. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es am Ende des Streckenabschnitts durchgeführt wird. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Rollpunkt zusätzlich die Erfüllung einer Bedingung geprüft wird, gemäß der das Schienenfahrzeug eine Mindestgeschwindigkeit aufweist. |
Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs, bei dem für einen vorgegebenen Streckenabschnitt wenigstens ein Rollpunkt festgelegt ist, bei dessen Erreichen eine Abschaltung einer Traktion des Schie- nenfahrzeugs erfolgen und das Schienenfahrzeug über wenigstens einen Teil der Reststrecke zu einem Streckenabschnittsende rollen kann.
Ziel eines solchen Verfahrens ist es, beim Betrieb des Schie- nenfahrzeugs Energie einzusparen. Zu diesem Zweck sind schon länger sog. "Rollpunkte", auch "Coasting-Punkte" genannt, bekannt. Dies sind Punkte auf einem Streckenabschnitt, bei deren Erreichen ein Schienenfahrzeugführer die Traktion abschalten und in Richtung Streckenabschnittsende rollen ("co- asten") soll. Bisher wurde für einen vorgegebenen Streckenabschnitt ein einzelner Rollpunkt festgelegt, wobei sich dieser an einer festen Zeitreserve für eine Reststrecke bis zum Streckenabschnittsende orientiert. Ein solcher Rollpunkt kann daher nur für eine bestimmte Zeitreserve auf dem Streckenab- schnitt energieoptimal bzw. anwendbar sein. Dies wird als nachteilig empfunden.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs derart weiterzuentwickeln, dass energiesparender gefahren werden kann.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass für den vorgegebenen Streckenabschnitt mehrere Rollpunkte im Voraus hinterlegt werden, denen jeweils eine feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und ein fester Fahrzeitraum bis zum Erreichen des Streckenabschnittsendes zugeordnet sind, und bei Durchfahren des vorgegebenen Streckenabschnitts kontinuierlich überprüft wird, ob für einen der Rollpunkte gemäß einer ersten Bedingung eine aktuell erfasste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende kleiner als die feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und gemäß einer zweiten Bedingung ein aktueller Fahrzeitraum bis zum Streckenabschnittsende größer oder gleich dem festen Fahrzeitraum bis zum Streckenabschnittsende ist, und bei Erfüllung beider Bedingungen ein mögliches Abschalten der Traktion des Schienenfahrzeugs signalisiert wird, während bei de- ren Nichterfüllung ein weiterer der hinterlegten Rollpunkte auf die Erfüllung der beiden Bedingungen überprüft wird.
Damit ist es möglich, abhängig von der aktuellen Position und Zeit, bis zum Ziel adaptiv einen optimalen Rollpunkt zu er- kennen und dies dem Fahrzeugführer mitzuteilen.
Aufgrund der Tatsache, dass für den vorgegebenen Streckenabschnitt, der beispielsweise zwischen zwei Haltestellen eines Schienenfahrzeugs definiert sein kann, mehrere Rollpunkte, beispielsweise zwischen zehn und zwanzig, definiert sind, wird die Wahrscheinlichkeit, dass einer dieser Rollpunkte einsetzbar ist, um Energie zu sparen, gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöht. Denn die Rollpunkte unterscheiden sich in ihren Wertepaaren, die aus der festen Entfernung und dem festen Fahrzeitraum bis zum Erreichen des Streckenabschnittsendes bestehen.
Bevorzugt wird für einen Rollpunkt zunächst die Erfüllung der ersten Bedingung und dann die Erfüllung der zweiten Bedingung geprüft.
Vorteilhafterweise wird das mögliche Abschalten der Traktion des Schienenfahrzeugs dem Schienenfahrzeugführer signalisiert. Dies kann auf akustischem und / oder optischem Wege erfolgen. In diesem Fall reagiert der Schienenfahrzeugführer auf das Signal dadurch, dass er beispielsweise den Fahrhebel des Schienenfahrzeugs in Neutralstellung bringt, so dass die Traktion abgeschaltet ist. Alternativ kann bei Erfüllung der ersten und der zweiten Bedingung für einen Rollpunkt die Traktion des Schienenfahrzeugs auch automatisch abgeschaltet werden. In diesem Fall ist es jedoch sinnvoll, die automatische Abschaltung dem
Schienenfahrzeugführer, der letztlich für die Sicherheit des Schienenfahrzeugs verantwortlich ist, zu signalisieren.
Zur Durchführung des Verfahrens ist es erforderlich, dass ei- ne aktuelle Entfernung und ein aktueller Fahrzeitraum des Schienenfahrzeugs zu einem Streckenabschnittsende bzw. zur nächsten Haltestelle, bestimmt werden. Um diese aktuellen Daten zu gewinnen ist es vorteilhaft, wenn in deren Berechnung gemessene Größen eingehen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Informationen zur Position des Streckenabschnittsendes und/oder zur Länge des Streckenabschnitts aus einem hinterlegten Fahrplan, eine Zielzeit zum Erreichen des Streckenabschnittsendes aus einem hinterlegtem Fahrplan, eine Erkennung des vorgegebenen Streckenabschnitts, Informationen zur aktuellen Position des Schienenfahrzeugs, eine Wegerfassung einer gefahrenen Strecke und eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst. Teilweise können diese Größen redundant sein, wenn beispielsweise die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs sowohl über das globale Positioniersystem (GPS) als auch über die Wegerfassung einer gefahrenen Strecke ermittelt wird. Alternativ kann die Zielzeit zum Erreichen des Streckenabschnittendes und weitere Streckeninformationen auch über Funk von der Leitwarte übertragen werden.
Die Rollpunkte können im Voraus auf einer Basis berechnet werden, in die eine Bremskennlinie des Schienenfahrzeugs eingeht. Dabei kann die Bremskennlinie insbesondere eine solche für regenerative Bremsung sein, was zusätzliches Energiesparpotential in sich trägt.
Für einen vorgegebenen Streckenabschnitt können mehrere Bremseinsatzpunkte im Voraus hinterlegt werden, denen jeweils eine feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und eine feste Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet sind und bei Durchfahren des vorgegebenen Streckenabschnitts kontinuierlich überprüft wird, ob für einen der Bremseinsatzpunkte gemäß einer dritter Bedingung eine aktuell erfasste Entfer- nung bis zum Streckenabschnittsende kleiner als die feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende und gemäß einer vierten Bedingung eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich der festen Geschwindigkeit des zugehörigen Bremseinsatzpunktes ist, und bei Erfüllung sowohl der dritten als auch der vierten Bedingung eine Anforderung zum Einleiten eines Bremsvorgangs für das Schienenfahrzeug signalisiert wird. Optional kann in die Berechnung der Bremseinsatzpunkte auch die erwartete Reaktionszeit des Fahrers eingehen.
Dies gewährleistet, dass sicher erkannt wird, wann eine Bremsung des Schienenfahrzeugs eingeleitet werden muss, um mit einer vorgegebenen Bremskennlinie den Zielbahnhof bzw. das Streckenabschnittsende zu erreichen.
Die Anforderung zum Einleiten eines Bremsvorgangs kann einem Schienenfahrzeugführer signalisiert werden, so dass dieser den Vorgang auslöst. Alternativ ist es auch möglich, dass bei Erfüllung sowohl der dritten als auch der vierten Bedingung ein Bremsvorgang für das Schienenfahrzeug automatisch eingeleitet wird. In einem solchen Fall ist wiederum eine Signalisierung des automatischen Einleitens des Bremsvorgangs an den Schienenfahrzeugführer sinnvoll.
Selbstverständlich geht eine ggf. im Voraus ausgewählte und auch zur Berechnung der Rollpunkte zugrunde gelegte Bremskennlinie des Schienenfahrzeugs in eine Berechnung der Bremseinsatzpunkte ein. Dabei kann insbesondere auch eine Kennlinie für regenerative Bremsung gewählt werden.
Da bei regenerativer Bremsung der Fahrbremshebel zur Durchführung des Bremsvorgangs nachjustiert werden muss, ist es günstig, wenn dem Schienenfahrzeugführer auf einer Anzeige- einrichtung eine Sollstellung des Fahrbremshebels zur Durchführung des Bremsvorgangs angezeigt wird.
Zur weiteren Einsparung von Energie kann es günstig sein, wenn während des Bremsvorgangs eine anforderbare Bremskraft automatisch, abhängig von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, so begrenzt wird, dass überwiegend oder sogar auch rein regenerativ gebremst wird. Dabei kann eine Begrenzung nur dann aktiviert werden, wenn der Fahrbremshebel eine vor- bestimmte Mindestauslenkung nicht überschreitet, die einem Wert von beispielsweise 50% der Gesamtauslenkung des Fahrbremshebels entsprechen kann.
Das Verfahren insgesamt wird bevorzugt gegen Ende der Fahrt, z.B. im letzten Drittel des Streckenabschnitts, zwischen zwei Haltestellen durchgeführt. Dies führt dazu, dass ein Risiko von Verspätungen minimiert wird.
Bevorzugt wird für einen Rollpunkt noch eine zusätzliche Be- dingung geprüft, gemäß der das Schienenfahrzeug eine Mindestgeschwindigkeit aufweist. Diese Mindestgeschwindigkeit muss gewährleisten, dass das Schienenfahrzeug über eine solche Geschwindigkeit verfügt, dass ein als ausreichend erachteter Zeitrückhalt tatsächlich die gewünschte Ausrollbewegung des Schienenfahrzeugs bis zu einem Ende des Streckenabschnitts ermöglicht .
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zei- gen:
Figur 1 ein Übersichts-Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs in energiesparender Weise und
Figur 2 eine grafische Darstellung des Verlaufs einer Fahrgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs als Funktion des Abstands zu einem Streckenabschnittsbeginn. Im oberen Bereich von Figur 1 ist veranschaulicht, in welcher Weise zwei Kerngrößen eines Verfahrens zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs in energiesparender Weise gewonnen werden. Eine erste Kerngröße ist dabei eine aktuelle Entfernung zu einem Streckenabschnittsende f1. Diese Entfernung wird unter Zuhilfenahme mehrerer Eingangsdaten aktuell berechnet. Diese Eingangsdaten stammen von einem Navigationssystem, das eine aktuelle Position des Schienenfahrzeugs wiedergibt, einer Wegerfassung, die eine gefahrene Strecke seit einem letzten Bahnhof bzw. seit Streckenabschnittsbeginn wiedergibt, sowie einen Fahrplan, dem Informationen zur Position des nächsten Bahnhofs bzw. des Streckenabschnittsendes, eine Entfernung zwischen dem vorhergehenden und dem kommenden Bahnhof bzw. eine Länge des Streckenabschnitts und Informationen darüber, welche aktuelle Route vorliegt, entnommen werden können. Aus den Daten, die von dem hinterlegten Fahrplan, dem Navigationssystem und der Wegerfassung kommen, lässt sich eine aktuelle Entfernung des Schienenfahrzeugs bis zu dem nächsten Ziel, nämlich dem Streckenabschnittsende, ohne Weiteres Berechnen .
Allgemein ausgedrückt, errechnet die Funktion fl kontinuierlich aus den oben angegebenen Eingabewerten die aktuelle Ent- fernung des Schienenfahrzeugs bis zum Zielbahnhof bzw. Streckenabschnittsende. Im einfachsten Fall kann dies durch Subtraktion der Ortskoordinaten von Zielbahnhof und der aktuellen Position erfolgen. Alternativ kann auch ein Vergleich der gefahrenen Strecke mit der Streckengesamtlänge herangezogen werden.
Favorisiert wird jedoch eine Vorgehensweise, bei der die verschiedenen Informationen miteinander verglichen und optimiert werden. Dies kann z.B. durch einen Kaiman-Filter realisiert werden. Dies hat den Vorteil, dass die verschiedenen Stärken der unterschiedlichen Informationen ausgenutzt werden können und damit eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Systems erzielt werden kann. Zudem kann damit bei Ausfall ei- nes Systems, beispielsweise Verlust der Positionsinformation bei GPS, das Verfahren weiter ausgeführt werden. Alternativ zu den direkten Daten der Wegerfassung (Standardinformation aus der Fahrzeugsteuerung) kann es vorteilhaft sein, direkt die Rohdaten (Achsdrehzahlen, Radargeschwindigkeit, identifizierte Drehzahlen, ...) in o. a. Optimierer einfliessen zu lassen. Neben den eigentlichen Geschwindigkeitssignalen werden dann noch Gültigkeitsinformationen dieser Signale benötigt, sowie die Information über den Zustand des Fahrzeugs (Beschleunigen, Rollen, Bremsen, aktuelle Zugkraft, aktuelle Bremskraft,...). Anhand dieser Informationen kann der Optimierer dann die jeweils besten Informationen zur Ermittlung der Entfernungsinformation nutzen und die Fehler der einzelnen Geschwindigkeitssignale zustandsabhängig sepa- rat korrigieren.
Zudem kann diese Funktion noch eine Aussage über die Güte der ermittelten Entfernungsinformation liefern. Abhängig von der Güte der ermittelten Entfernungsinformation kann das System dann eine Coastingempfehlung aussprechen oder unterdrücken.
Die zweite Kerngröße für das Verfahren ist der Fahrzeitraum bis zum Streckenabschnittsende f2. Zu dessen Berechnung wieder wiederum auf den Fahrplan zurückgegriffen, dem eine Zielzeit zum Erreichen des nächsten Bahnhofs bzw. des Strecke- nabschnittsendes entnommen werden kann. Optional kann die
Zielzeit zum Erreichen des nächsten Bahnhofs auch über Funk an das System übergeben / aktualisiert werden. Unter Hinzunahme der aktuellen Zeit kann der Fahrzeitraum bis zum Streckenabschnittsende festgestellt werden.
Die beiden Größen zu fl, f2 werden kontinuierlich über die gesamte Fahrt des Schienenfahrzeugs über den Streckenabschnitt aktuell ermittelt.
In das durchzuführende Verfahren gehen Rollpunkte ein, die offline unter Zugrundelegung einer ggf. auswählbaren Bremskennlinie, die rein regenerativ aber auch linear sein kann, eingeht. Für jeden Streckenabschnitt werden Rollpunkte CP 1 in Tabellenform hinterlegt. Dabei ist jedem Rollpunkt CP 1 ein Wertepaar (Δx, Δt) zugeordnet, wobei Δx eine für einen jeweiligen Rollpunkt CP 1 feste Entfernung bis zum Streckenabschnittsende ist, während Δt ein fester Fahrzeitraum eben- falls bis zum Streckenabschnittsende bedeutet. Optional kann, um die Robustheit des Algorithmus zu erhöhen auch eine Mindestgeschwindigkeit zu obigen Rollpunkt CP 1 (Δx, Δt, v min ) hinterlegt werden.
Wenn beispielsweise eine Gesamtstrecke fünf Streckenabschnitte aufweist, können für jeden einzelnen Streckenabschnitt beispielsweise zehn bis zwanzig Rollpunkte berechnet werden. Dabei kann die Folge von Rollpunkten Zeit-rückhalten von beispielsweise 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6% ,8%, 10% entsprechen, wobei jeweils zugehörige feste Entfernungen bis zum Streckenabschnittsende zu berechnen sind, so dass insgesamt das Schienenfahrzeug bis zu diesem Streckenabschnittsende ausschließlich durch Rollen seinen Fahrplan einhalten kann. Dabei ist unter einem Zeitrückhalt ein solcher Zeitraum zu ver- stehen, der sich aus der Differenz zwischen der schnellstmöglichen Zeit um den Streckenabschnitt zu durchfahren und der zur Verfügung stehenden Zeit um den Streckenabschnitt zu durchfahren ergibt.
In die Berechnung der Rollpunkte für einen bestimmten Streckenabschnitt kann eine Vielzahl von Größen eingehen. Neben der für das Schienenfahrzeug gewählten Bremskraftkennlinie werden topografische Größen genutzt, beispielsweise ein Geschwindigkeitsprofil der Strecke, deren Höhenprofil, das Vor- handensein eines Tunnels, ggf. auch auftretende Kurvenradien. Des Weiteren können berücksichtigt werden: Zugkraftkennlinien, Antriebs-/Bremsleistungen (Wirkungsgrad) , Fahrzeugmasse, Fahrwiderstand, Ruckvorgaben, ein zulässiger Nutzstrom, ein zulässiger Rückspeisestrom und anderes mehr.
Beim Durchfahren eines Streckenabschnitts findet eine Rollpunktüberwachung f3 statt. Diese bedeutet eine kontinuierliche Überprüfung für einen aktuellen Streckenabschnitt von: "Entfernung des Streckenabschnittsende" ≤ Δx (CP 1 )
UND
"Fahrzeitraum des Streckenabschnittsende" ≥ Δt (CP 1 ) .
Werden für die Rollpunkte zusätzlich Mindestgeschwindigkeiten hinterlegt, dann wird obige kontinuierliche Überprüfung um folgende UND Bedingung erweitert:
UND
„aktuelle Geschwindigkeit" ≥ v min (CP 1 )
Die Funktion f3 überprüft kontinuierlich für die jeweils aktuelle Route bzw. den aktuellen Streckenabschnitt, ob die beiden o. g. Bedingungen für einen der hinterlegten Rollpunkte erfüllt sind. Sind beide Bedingungen für einen Rollpunkt erfüllt, dann bedeutet dies, dass genügend Zeit vorhanden ist, um die Traktion des Schienenfahrzeugs auszuschalten und das Schienenfahrzeug in Richtung Zielbahnhof bzw. Streckenabschnittsende rollen zu lassen.
Wenn für einen der mehreren Rollpunkte, die im Voraus berechnet worden sind, eine Erfüllung sowohl der ersten als auch der zweiten Bedingung festgestellt wird (und optional der dritten Bedingung Mindestgeschwindigkeit) , erfolgt ein Rollhinweis f4 an einen Schienenfahrzeugführer. Dieser kann dann auf einfache Weise, nämlich durch Stellen des Fahrbremshebels in seine Neutralstellung, die Traktion des Schienenfahrzeugs abschalten. Alternativ ist es auch möglich, dass die Traktion automatisch abgeschaltet wird, wobei dann ein entsprechender akustischer und / oder optischer Hinweis an den Schienenfahr- zeugführer erfolgt. Wenn eine automatische Abschaltung der Traktion gestattet wird, muss diese jedoch gesondert aktivierbar sein, so dass der Schienenfahrzeugführer das automatische Abschalten der Traktion auch unterbinden kann. Zusätzlich ist es möglich, dass das Verfahren einen Speichereintrag vornimmt, wenn der Fahrer den Rollhinweis nicht innerhalb einer spezifizierten Zeit umsetzt.
Es ist möglich, dass im Durchfahren des Streckenabschnitts mehrfach ein Rollhinweis erfolgt. Günstig ist es, wenn die Energieeinsparung durch Rollen des Schienenfahrzeugs eher am Ende eines Streckenabschnitts stattfindet. Sollte die Ener- gieeinsparung eher zu Beginn stattfinden, besteht die Gefahr, dass unvorhergesehene Verzögerungen in einem späteren Teil des Streckenabschnitts eine Nichteinhaltung des Fahrplans nach sich ziehen.
Nachdem das Schienenfahrzeug aufgrund eines Rollhinweises mit abgeschalteter Traktion fährt, dauert dieser Zustand an, bis ein Bremseinsatzpunkt für eine Zielbahnhofsbremsung gekommen ist .
Bei dem Verfahren werden zusätzlich offline-berechnete Bremseinsatzpunkte BP 1 in Tabellenform hinterlegt, und zwar wiederum für jeden Streckenabschnitt, den das Schienenfahrzeug zurücklegt. Diese Bremseinsatzpunkte beruhen auf der Bremskennlinie, mit der die oben abgesprochenen Rollpunkte berech- net wurden. Jedem Bremseinsatzpunkt BP 1 ist ein Wertepaar (Δx bis Streckenabschnittsende, v) zugeordnet, wobei v eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs bedeutet.
Es findet eine Bremseinsatzpunktüberwachung f5 statt, die folgendermaßen abläuft: kontinuierlich erfolgt eine Überprüfung für einen aktuellen Streckenabschnitt von:
"Entfernung bis Streckenabschnittsende" ≤ Δx (BP 1 )
UND
"Geschwindigkeit" > v (BP 1 ) . In dieser Weise sind eine dritte und eine vierte Bedingung definiert, die bei gemeinsamer Erfüllung einen Hinweis f6 nach sich ziehen können, dass nunmehr eine Bremsung des Schienenfahrzeugs zu erfolgen hat. Die Ausgabe dieses Hinwei- ses ist daran geknüpft, dass der Fahrbremshebel sich aktuell nicht in der Stellung "Bremsen" befindet.
Die Hinweisfunktion f6 weist den Schienenfahrzeugführer darauf hin, dass er mit der ausgewählten Bremskennlinie, die auch in die Berechnung der Rollpunkte eingegangen ist, eine Bremsung zum Zielbahnhof bzw. Streckenabschnittsende einleiten soll. Der Hinweis an den Schienenfahrzeugführer erfolgt wiederum visuell und/oder akustisch. Ist eine nicht konstante Bremskennlinie ausgewählt, wie sie beispielsweise bei rein regenerativer elektrischer Bremsung vorliegt, dann kann dem Fahrer auf einer Anzeigevorrichtung die Sollstellung des Fahrbremshebels angezeigt werden. Da eine nicht konstante Bremskennlinie immer ein Nachjustieren des Fahrbremshebels durch den Schienenfahrzeugführer erfordert, wobei das Nach- justieren von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, kann folgendes vorgesehen sein: bei dieser besonders angewählten Energiesparoption mit rein regenerativer Bremsung wird während der Zielbremsung auf den Bahnhof die angeforderte Bremskraft automatisch abhängig von der aktuellen Fahr- zeuggeschwindigkeit derart begrenzt, dass nur rein regenerativ gebremst wird. Dies wird nur dann aktiviert, wenn der Fahrbremshebel eine bestimmt Mindestauslenkung von beispielsweise 50% seiner Gesamtauslenkung nicht überschreitet
Das vorgestellte Verfahren ist dazu geeignet, adaptiv abhängig von einem aktuellen Zeitrückhalt dem Schienenfahrzeugführer Hinweise zum energiesparenden Fahren zu geben. Das Verfahren ist einfach und robust.
Anhand der Figur 2 wird nun ein Vergleich gezogen zwischen verschiedenen Betriebsmodi zum Durchfahren eines vorgegebenen Streckenabschnitts. In Figur 2 links befindet sich der Streckenabschnittsanfang, beispielsweise ein Abfahrtsbahnhof, während auf der rechten Seite in einer Entfernung von ca. 7,4 km vom Startbahnhof der Zielbahnhof und damit das Streckenabschnittsende liegt.
In Figur 2 bezeichnet eine gestrichelte Linie 1 ein Streckengeschwindigkeitsprofil, eine durchgezogene Linie 2 eine Durchfahrt mit verminderter Streckengeschwindigkeit, eine durchgezogene Linie 3 eine Durchfahrt mit Zeitrückhalt und ausschließlich regenerativem Bremsen, eine durchgezogene Linie 4 eine Durchfahrt mit Zeitrückhalt und linearem Bremsen, eine durchgezogene Linie 5 eine schnelle Durchfahrt und lineares Bremsen und eine durchgezogene Linie 6 ein Referenz- Fahrmuster für schnelle Durchfahrt und Vollbremsung.
In nachstehender Tabelle finden sich die Ergebnisse im Hinblick auf energiesparende Effekte:
Die o. a. Einsparungen sind abhängig von vielen Einflussfak- toren (Topologie, Fahrplan, Rückspeisefähigkeit Netz, ...) und zeigen exemplarisch mögliche Energieeinsparungen auf.
Next Patent: APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A SOLID STATE DISK ( SSD ) DEVICE