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Title:
METHOD FOR SELECTIVELY ACTIVATING A MECHANICAL FRICTION BRAKE IN ADDITION TO AN ELECTRODYNAMIC BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/087040
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for selectively activating a mechanical friction brake (BRn) in addition to an electrodynamic brake (EDBn) in a vehicle (1), comprising: during a first phase (6), simultaneously fully applying all electrodynamic brakes (EDBn) and, at the same time, measuring the braking current (Ibn) of each electrodynamic brake (EDBn), measuring the deceleration (a) of the vehicle (1) and determining the total braking force (Fg) of all the electrodynamic brakes (EDB); during a second phase (7), successively individually actuating each electrodynamic brake (EDBn) with the associated braking current (Fbn), and, at the same time, measuring the associated deceleration of the vehicle (1) and determining the braking force (Fn) of each electrodynamic brake (EDBn); and, for each electrodynamic brake (EDBn) of which the braking force (Fn) is less than an Nth of the total braking force (Fg), activating the friction brake (BRn) in addition.

Inventors:
MAHORKA DIETHARD (AT)
HOFFMANN RAINER (AT)
Application Number:
PCT/AT2022/060365
Publication Date:
May 25, 2023
Filing Date:
October 24, 2022
Export Citation:
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Assignee:
DATASOFT EMBEDDED GMBH (AT)
International Classes:
B60T1/10; B60L7/10; B60T8/88
Domestic Patent References:
WO2013045584A12013-04-04
WO2009077835A12009-06-25
Foreign References:
DE102006024239A12007-11-29
DE102015110053A12016-12-29
DE102014119329A12015-11-12
Attorney, Agent or Firm:
WEISER & VOITH PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT (AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechani- schen Reibungsbremse (BRn) zu einer elektrodynamischen Bremse (EDBn) in einem Fahrzeug (1) , das eine Anzahl N > 1 von elekt- rodynamischen Bremsen hat, umfassend in einer ersten Phase (6) , während das Fahrzeug (1) fährt: gleichzeitiges Vollbremsen aller elektrodynamischen Bremsen (EDBn) und dabei Messen des jeweiligen Bremsstromes (Ibn) jeder elektrodynamischen Bremse (EDBn) , Messen der Verzögerung (a) des Fahrzeugs (1) und Ermitteln der Gesamtbremskraft (Fg) aller elektrodynamischen Bremsen (EDBn) als Produkt von Verzögerung (a) und aktueller Masse (m) des Fahrzeugs (1) ; in einer zweiten Phase (7) , während das Fahrzeug (1) fährt: aufeinanderfolgendes einzelnes Betätigen jeder elektro- dynamischen Bremse (EDBn) mit dem jeweiligen zuvor gemessenen Bremsstrom (Fbn) , dabei Messen der jeweiligen Verzögerung (an) des Fahrzeugs (1) und Ermitteln der Bremskraft (Fn) jeder elektrodynamischen Bremse (EDBn) als Produkt von jeweiliger Verzögerung (an) und aktueller Masse (m) des Fahrzeugs (1) ; für jede elektrodynamische Bremse (EDBn) , deren ermittelte Bremskraft (Fn) , gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Toleranz, kleiner als ein N-tel der Gesamtbremskraft (Fg) ist: Zuschalten der Reibungsbremse (BRn) zu dieser elektrodynami- schen Bremse (EDBn) für die aktuelle oder eine nächste Bremsbe- tätigung dieser elektrodynamischen Bremse (EDBn) .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ein mehrrädriges Fahrzeug ist und jedem Rad jeweils eine elektrodynamische Bremse (EDBn) und eine Rei- bungsbremse (BRn) zugeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vollbremsen einer elektrodynamischen Bremse (EDBn) ih- re Betätigung zum Erwirken ihrer größtmöglichen Bremskraft, bei der gerade noch kein Blockieren des ihr zugeordneten Rades auf- tritt, ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung (a, an) des Fahrzeugs (1) mittels einer am Fahrzeug (1) montierten Trägheitsmesseinrich- tung (5) gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede elektrodynamische Bremse (EDBn) durch einen als Generator betriebenen Antriebsmotor (Mn) des zugeord- neten Rades gebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Masse (m) des Fahrzeugs (1) aus der Antriebs- kraft (Fag) aller Antriebsmotoren (Mn) bei einem Beschleunigen des Fahrzeugs (1) und einer dabei gemessenen Beschleunigung (a) des Fahrzeugs (1) ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Antriebskraft (Fag) aus den beim genannten Beschleunigen gemessenen Antriebsströmen (Ian) aller An- triebsmotoren (Mn) ermittelt wird.

Description:
Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechanischen Rei- bungsbremse zu einer elektrodynamischen Bremse

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum se- lektiven Zuschalten einer mechanischen Reibungsbremse zu einer elektrodynamischen Bremse in einem Fahrzeug, insbesondere einem elektrisch betriebenen Fahrzeug .

In vielen elektrisch betriebenen Fahrzeugen wie elektrisch betriebenen PKWs , LKWs oder Schienenfahrzeugen, z . B . Straßen- bahnen, werden die elektrischen Antriebsmotoren der Räder durch Versetzen in einen Generatorbetrieb als elektrodynamische Brem- sen verwendet . Wenn die Bremskraft der elektrodynamischen Brem- sen nicht ausreicht , werden häufig mechanische Reibungsbremsen als Zusatzbremsen verwendet . Aus der WO 2009/ 077835 Al ist es bekannt , die Bremskraft einer solchen Reibungsbremse in Abhän- gigkeit von der verfügbaren Bremskraft der elektrodynamischen Bremse zu steuern, wobei letztere aus dem Bremsstrom der elekt- rodynamischen Bremse ermittelt wird . Diese Lösung ist jedoch nicht in der Lage fehlerhafte elektrodynamische Bremsen zu er- kennen, bei denen der Bremsstrom nicht korrekt mit der erzeug- ten Bremskraft zusammenhängt . Auch benötigen die bekannten Lö- sungen häufig eine vorhergehende Kalibrierfahrt und können nicht im laufenden Betrieb eingesetzt werden .

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Verfahren der ein- gangs genannten Art zu schaffen, mit welchem eine fehlerhafte elektrodynamische Bremse im laufenden Betrieb erkannt und ihr Bremsausfall bzw . ihre Bremsschwäche durch selektives Zuschal- ten einer Reibungsbremse kompensiert werden kann .

Dieses Ziel wird mit einem Verfahren zum selektiven Zu- schalten einer mechanischen Reibungsbremse zu einer elektrody- namischen Bremse in einem Fahrzeug erreicht , das eine Anzahl N > 1 von elektrodynamischen Bremsen hat , umfassend in einer ersten Phase, während das Fahrzeug fährt : gleich- zeitiges Vollbremsen aller elektrodynamischen Bremsen und dabei Messen des jeweiligen Bremsstromes jeder elektrodynamischen Bremse, Messen der Verzögerung des Fahrzeugs und Ermitteln der Gesamtbremskraft aller elektrodynamischen Bremsen als Produkt von Verzögerung und aktueller Masse des Fahrzeugs ; in einer zweiten Phase, während das Fahrzeug fährt : aufei- nanderfolgendes einzelnes Betätigen jeder elektrodynamischen Bremse mit dem jeweiligen zuvor gemessenen Bremsstrom, dabei Messen der jeweiligen Verzögerung des Fahrzeugs und Ermitteln der Bremskraft jeder elektrodynamischen Bremse als Produkt von jeweiliger Verzögerung und aktueller Masse des Fahrzeugs ; für jede elektrodynamische Bremse, deren ermittelte Brems- kraft , gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Toleranz , kleiner als ein N-tel der Gesamtbremskraft ist : Zuschalten der Reibungsbremse zu dieser elektrodynamischen Bremse für die ak- tuelle oder eine nächste Bremsbetätigung dieser elektrodynami- schen Bremse .

Das Verfahren der Erfindung erlaubt es , im laufenden Be- trieb des Fahrzeugs eine fehlerhafte elektrodynamische Bremse zu erkennen und selektiv für diese eine mechanische Reibungs- bremse als Zusatzbremse zuzuschalten, um beispielsweise bei ei- ner Notbremsung die maximal mögliche Bremskraft zur Verfügung zu haben . Risiken und erforderliche Korrekturmaßnahmen, die sich aus einer fehlerhaften elektrodynamischen Bremse ergeben, können so jederzeit zur Laufzeit ermittelt und damit wesentlich früher erkannt werden . Restrisiken ( „residual risks" ) , wie sie z . B . in der Norm ISO 61508 für die Industrie, ISO 26262 für den Automobilbereich oder EN 50126 für den Bahnbereich und anderen Normen definiert sind, die in heutigen Implementierungen vor- handen sind, können mit dem Verfahren der Erfindung maßgeblich reduziert und die Qualität der Realisierung optimiert werden . Die Anforderungen an die funktionale Sicherheit des Fahrzeugs werden sohin mit einem wesentlich höheren Grad an Zuverlässig- keit und Qualität realisiert als dies bei heute verfügbaren Lö- sungen der Fall ist . Das Verfahren der Erfindung beruht nicht alleine auf einer Messung der Bremsströme im Betrieb, sondern umgekehrt auf einem Beaufschlagen der elektrodynamischen Brem- sen mit zuvor in einer ersten Phase bei einer Vollbremsung ge- messenen Bremsströmen . Dadurch können auch Fehler, die in einer unzureichenden Umsetzung des Bremsstromes in die Bremskraft ei- ner elektrodynamischen Bremse vorliegen, erkannt und kompen- siert werden .

Das Verfahren der Erfindung ist grundsätzlich auch anwend- bar, wenn einem Rad eines Fahrzeugs mehrere elektrodynamische Bremsen zugeordnet sind . Bevorzugt ist jedoch das Fahrzeug ein mehrrädriges Fahrzeug und jedem Rad sind jeweils eine elektro- dynamische Bremse und eine Reibungsbremse zugeordnet , sodass die Bremskräfte im Betrieb gleichmäßig auf die Räder aufgeteilt sind .

Das genannte Vollbremsen zur Ermittlung der Gesamtbrems- kraft aller elektrodynamischer Bremsen besteht bevorzugt darin, das s j ede elektrodynamische Bremse so betätigt wird, das s sie ihre größtmögliche Bremskraft ausübt , bei der gerade noch kein Blockieren des ihr zugeordneten Rades auftritt .

Die Verzögerung des Fahrzeugs sowohl in der ersten als auch zweiten Phase des Verfahrens kann auf j ede in der Technik bekannte Weise gemes sen werden, beispielsweise durch Auswerten des Geschwindigkeit sverlauf s des Fahrzeugs . Besonders günstig ist es j edoch, wenn die Verzögerung des Fahrzeugs mittels einer am Fahrzeug montierten Trägheit smes seinrichtung gemes sen wird .

Das Verfahren der Erfindung eignet sich für j ede Art von elektrodynamischen Bremsen, beispielsweise Wirbelstrombremsen, die unabhängig vom Antrieb der Räder an diesen angebracht sind . In einer besonders vorteilhaften Aus führungs form des Verfahrens ist j ede elektrodynamische Bremse durch einen als Generator be- triebenen Antriebsmotor des zugeordneten Rades gebildet .

Die j eweils zur Berechnung der Gesamtbremskraft in der ersten Phase und der einzelnen Bremskräfte der elektrodynami- schen Bremsen in der zweiten Phase verwendete Mas se des Fahr- zeug kann auf verschiedene Arten ermittelt werden . Entweder ist sie überhaupt vorbekannt oder sie kann beispielsweise aus dem Eigengewicht und der Zuladung oder der Anzahl von Fahrgästen des Fahrzeugs berechnet werden . Oder die Mas se wird j eweils ge- mes sen z . B . durch Achslast sensoren oder Gewicht s sensoren an den Rädern bzw. Fahrwerken des Fahrzeugs , durch elektronische Fahrgast zähler usw .

Besonders günstig ist es , wenn die aktuelle Masse des Fahrzeugs aus der Antriebskraft aller Antriebsmotoren bei einem Beschleunigen des Fahrzeugs und einer dabei gemessenen Be- schleunigung des Fahrzeugs ermittelt wird . Dafür ist nur eine Messung der Beschleunigung des Fahrzeugs notwendig, beispiels- weise mithilfe der genannten Trägheitsmesseinrichtung . Bevor- zugt wird dabei die genannte Antriebskraft aus den beim genann- ten Beschleunigen gemessenen Antriebsströmen aller Antriebsmo- toren ermittelt .

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beige- schlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nä- her erläutert . In den Zeichnungen zeigt :

Fig . 1 ein Schaltbild eines elektrischen Schienenfahr- zeugs , bei dem das Verfahren der Erfindung zur Anwendung kommt ;

Fig . 2 das Verfahren der Erfindung in einem Flussdiagramm; und

Fig . 3 den optionalen Schritt des Messens der Fahrzeugmas- se in einem Flussdiagramm .

Fig . 1 zeigt schematisch in Form eines Blockschaltbilds ein Fahrzeug 1 mit mehreren elektrodynamischen Bremsen EDBi, EDB2, ..., allgemein EDB n (n = 1 ... N) , die jeweils einem Rad (nicht dargestellt ) des Fahrzeugs 1 zugeordnet sind . Eine elektrodynamische Bremse EDB n könnte auch einer Radachse mit mehreren Rädern zugeordnet sein, oder einem Rad könnten auch mehr als eine elektrodynamische Bremse EDB n zugeordnet sein . Bei dem Fahrzeug 1 kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug handeln, auch um ein autonom fahrendes Fahrzeug, beispielsweise einen PKW oder LKW mit Verbrennungsmotor als Antrieb, und die elektrodynamischen Bremsen EDB n sind vom Antrieb gesonderte Wirbelstrombremsen . In der Regel ist das Fahrzeug 1 ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere ein Schienen- fahrzeug, z . B . ein Zug oder eine Straßenbahn, und die elektro- dynamischen Bremsen EDB n werden j eweils von einem - zum Bremsen in den Generatorbetrieb verset zten - elektrischen Antriebsmotor Mi, M2, ..., allgemein M n , des Fahrzeugs 1 gebildet .

Der j eweilige Antriebs- und Bremsbetrieb der Antriebsmoto- ren M n bzw . elektrodynamischen Bremsen EDB n wird von einem re- gelbaren Stromrichter 2 gesteuert , der ihnen im Motorbetrieb j eweils einen Antriebs strom Ia n zuführt und im Generator- bzw . Bremsbetrieb einen Brems strom Ib n ent zieht . Die Brems ströme Ib n können entweder in das Antriebsnet z P rekuperiert oder in Last- widerständen R n , z . B . am Dach des Fahrzeugs 1 , in Abwärme umge- wandelt werden .

Jeder elektrodynamischen Bremse EDB n ist eine ihr zu- schaltbare mechanische Reibungsbremse BR n zugeordnet . Beim Zu- schalten einer Reibungsbremse BR n zu der ihr zugeordneten elektrodynamischen Bremse EDB n addieren sich die von der elekt- rodynamischen Bremse EDB n auf das Fahrzeug 1 ausgeübte Brems- kraft F n und die von der Reibungsbremse BR n auf das Fahrzeug 1 ausgeübte Bremskraft .

Der (An- ) Fahr- und Bremsbetrieb des Fahrzeugs 1 wird von einer elektronischen Steuerung 3 gesteuert , welcher ein ent- sprechendes Fahr- bzw . Bremssteuersignal C von einem Fahrbe- triebsregler 4 zugeführt wird . Der Fahrbetriebsregler 4 kann beispielsweise ein Handhebel und/oder Pedal zur Regelung der Beschleunigung a (a > 0 ) oder Verzögerung a (a < 0 ) des Fahr- zeugs 1 sein .

Die aktuelle Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 1 wird von einer Trägheitsmesseinrichtung ( inertial measurement unit , IMU) 5 gemessen, die am Fahrzeug 1 montiert ist , und der Steuerung 3 als Messwert zugeführt . Die Steuerung 3 erhält auf weiteren Eingängen Messwerte der Antriebsströme Ia n der An- triebsmotoren M n im Motorbetrieb sowie der Bremsströme Ib n der elektrodynamischen Bremsen EDB n (hier : der dazu in den Genera- torbetrieb versetzten Antriebsmotoren M n ) . Die Steuerung 3 be- rechnet entsprechend der Stellung des Fahrbetriebsreglers 4 auf Basis des Steuersignals C entsprechende Steuersignale C n für die einzelnen Antriebsmotoren M n bzw . elektrodynamischen Brem- sen EDBn, um jeweils die entsprechend gewählte Beschleunigung bzw . Verzögerung a des Fahrzeugs 1 entsprechend der Stellung des Fahrbetriebsreglers 4 zu erreichen .

Im Falle einer Minderleistung oder eines Versagens einer (oder mehrerer) der elektrodynamischen Bremsen EDB n veranlasst die Steuerung 3 die Zuschaltung der jeweilig zugeordneten Rei- bungsbremse BR n über ein Steuersignal S n . Um eine fehlerhafte, d . h . minderleistende oder ausfallende, elektrodynamische Bremse EDBn zu erkennen und die entsprechende Zuschaltung der Rei- bungsbremse BR n zu veranlassen, führt die Steuerung 3 das nun anhand von Fig . 2 beschriebene Verfahren durch . Gemäß Fig . 2 werden zunächst in einer ersten Phase 6, wäh- rend der das Fahrzeug 1 fährt , einige vorbereitende Schritte durchgeführt , um dann in einer zweiten Phase 7 , während der das Fahrzeug 1 fährt, eine fehlerhafte elektrodynamische Bremse EDBn zu detektieren und die zugeordnete mechanische Reibungs- bremse BR n zuzuschalten .

Vor oder während der ersten Phase 6 wird in einem (optio- nalen) Schritt 8 die aktuelle Masse m des Fahrzeugs 1 gemessen . Wenn die aktuelle Masse m des Fahrzeugs 1 vor bzw . in der ers- ten Phase 6 bekannt ist , beispielsweise wenn keine Fahrgäste in der Straßenbahn sind und das Gewicht des Fahrers vernachlässig- bar ist , sodass die Eigenmasse des Fahrzeugs 1 als aktuelle Masse m verwendet werden kann, kann der Schritt 8 entfallen, die Masse m ist dann vorbekannt . Das Messen der aktuellen Masse m im Schritt 8 kann auf verschiedenste Arten erfolgen, bei- spielsweise durch Abzählen oder Wiegen der Fahrgäste, z . B . mit einem elektronischen Fahrgast zähler, oder der beförderten Last und Addieren zur Eigenmasse des Fahrzeugs , mittels Gewichts- sensoren an den Rädern oder Fahrwerken des Fahrzeugs 1 oder mittels der Trägheitsmesseinrichtung 5 , wie später anhand von Fig . 3 noch im Detail erläutert wird .

Im Schritt 9 der ersten Phase 6 wird nun eine Vollbremsung des Fahrzeugs 1 durchgeführt . Dazu werden alle N elektrodynami- schen Bremsen EDB n gleichzeitig voll gebremst, beispielsweise durch Versetzen des Fahrbetriebsreglers 4 in eine besondere Notbremsstellung, Auslösen eines an der Steuerung 3 angeschlos- senen Notbremsknopfes od . dgl . Unter „Vollbremsen" einer elekt- rodynamischen Bremse EDB n wird ihre Betätigung zum Erwirken ih- rer größtmöglichen ( individuellen) Bremskraft F n verstanden, bei der gerade noch kein Blockieren des ihr zugeordneten Rades auftritt , d . h . ähnlich einer Vollbremsung mit einem Antiblo- ckiersystem (ABS ) . Alternativ kann das Vollbremsen aller elekt- rodynamischer Bremsen EDB n auch darin bestehen, dass eine von der Steuerung 3 über die Steuersignale C n aufgetragene maximale Betätigung jeder elektrodynamischen Bremse EDB n ausgelöst wird, unabhängig davon, ob das jeweilige zugeordnete Rad blockiert oder nicht .

Während des Vollbrems-Schrittes 9 werden nun einerseits die jeweiligen Bremsströme Ib n der elektrodynamischen EDB n ge- messen ( Schritt 10 ) , beispielsweise durch Messen der in den Lastwiderständen R n jeweils fließenden Ströme, und anderseits wird die Verzögerung a des Fahrzeugs 1 gemessen ( Schritt 11 ) , z . B . mithilfe der Trägheitsmesseinrichtung 5 .

Es versteht sich, dass der Vollbrems-Schritt 9 nicht not- wendigerweise bis zum vollständigen Stillstand des Fahrzeugs 1 (Geschwindigkeit v = 0 ) durchgeführt werden muss , es ist viel- mehr sogar wünschenswert , das Vollbremsen im Schritt 9 nur so lange durchzuführen, dass ausreichend Zeit ist , um die Brems- ströme Ib n im Schritt 10 und die Verzögerung a im Schritt 11 messen zu können . Der Vollbrems-Schritt 9 kann daher auch ganz kurz ausfallen und die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 nur geringfügig reduzieren, beispielsweise auf nur 90% oder 80% der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 vor dem Vollbrems-Schritt 9 . Optional wird im Vollbrems-Schritt 9 dafür Sorge getragen, dass die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 nicht unter 30% , bevor- zugt nicht unter 50% , besonders bevorzugt nicht unter 75% der Ausgangsgeschwindigkeit v fällt , denn die gemessenen Bremsströ- me Ib n nehmen in der Regel mit abnehmender Geschwindigkeit ab, was das Messergebnis verzerrt . Im günstigsten Fall wird die Ge- schwindigkeit v des Fahrzeugs 1 im Vollbrems-Schritt 9 nur ge- ringstmöglich reduziert .

Anschließend wird in einem Schritt 12 die Gesamtbremskraft F g als Produkt von gemessener Verzögerung a und aktueller Masse m des Fahrzeugs 1 ermittelt zu F g = m · a . Da die aktuelle Mas- se m des Fahrzeugs 1 erst in diesem Schritt 12 benötigt wird, versteht es sich, dass der (optionale ) Schritt 8 auch an ande- rer Stelle vor dem Schritt 12 durchgeführt werden kann .

Der Vollbrems-Schritt 9 - und insbesondere die gesamte erste Phase 6 - können optional jederzeit im laufenden Betrieb des Fahrzeugs 1 durchgeführt werden, bei einem Schienenfahrzeug beispielsweise kurz vor dem Einfahren in eine Station .

Nach der ersten Phase 6 ist das Fahrzeug 1 nun für eine (oder mehrere ) beliebige zweite Phase/n 7 bereit , die zu einem oder mehreren beliebigen späteren Zeitpunkten durchgeführt wer- den kann/können .

Die zweite Phase 7 kann unmittelbar im Anschluss an die erste Phase 6 erfolgen, beispielsweise während ein und dersel- ben Fahrt des Fahrzeugs 1 zwischen zwei Stationen, oder auch in einem geraumen zeitlichen Abstand . So kann die erste Phase 6 beispielsweise einmal pro Woche oder einmal am Tag, z . B . am Morgen, durchgeführt werden, und die zweite Phase 7 oftmals während eines Tages . Oder die Phasen 6 und 7 werden abwechselnd oder in einem regelmäßigen Muster aufeinanderfolgend wieder- holt , z . B . die zweite Phase 7 in regelmäßigen Zeitabständen und die erste Phase 6 nach jeder zweiten, dritten, vierten usw . Phase 7 oder zu Beginn oder am Ende jeder ersten, zweiten, dritten usw . aufeinanderfolgenden Fahrt des Fahrzeugs 1 .

In der zweiten Phase 7 wird zunächst wieder in einem (op- tionalen) Schritt 13 die aktuelle Masse m wie im Schritt 8 ge- messen, soweit nicht vorbekannt , aus der ersten Phase 6 unver- ändert übernehmbar oder auf andere Art berechenbar . Auch Schritt 13 kann wie später anhand von Fig . 3 im Detail be- schrieben durchgeführt werden .

Nun werden in der Phase 7 in einer Schleife 14 , die über alle N elektrodynamische Bremsen EDB n läuft , für jede elektro- dynamische Bremse EDB n jeweils die Schritte 15 bis 19 durchge- führt , und zwar wie folgt .

Im Schritt 15 wird die jeweilige elektrodynamische Bremse EDBn betätigt , und zwar mit jenem Bremsstrom Ib n , der zuvor bei der ersten Phase 6 in Schritt 10 gemessen worden war . Während des Betätigens dieser einzelnen elektrodynamischen Bremse EDB n wird die jeweils dadurch verursachte Verzögerung a n des Fahr- zeugs 1 gemessen ( Schritt 16 ) .

Anschließend wird die individuelle Bremskraft F n der je- weiligen im Schleifendurchlauf betrachteten elektrodynamischen Bremse EDB n als Produkt von gemessener individueller Verzöge- rung a n und aktueller Masse m des Fahrzeugs 1 ermittelt zu F n = m · a n ( Schritt 17 ) . Da die Masse m erst hier benötigt wird, kann der Schritt 13 in der Phase 7 an beliebiger Stelle vor dem jeweiligen Berechnungsschritt 17 der Schleife 14 durchgeführt werden, beispielsweise auch unmittelbar davor.

Danach wird im Schritt 18 überprüft, ob die individuelle Bremskraft F n der betrachteten elektrodynamischen Bremse EDB n kleiner als ein N-tel der zuvor im Schritt 12 der ersten Phase 6 ermittelten Gesamtbremskraft F g aller elektrodynamischen Bremsen EDB n ist. Der Vergleich in Schritt 18 kann gegebenen- falls unter Berücksichtigung einer entsprechenden Toleranz, beispielsweise ±5% oder ±10%, durchgeführt werden. Beispiels- weise ist der ,,kleiner"-Fall des Vergleichsschrittes 18 dann gegeben, wenn die individuelle Bremskraft F n kleiner als das 0, 95-Fache (Toleranz: -5%) oder 0, 90-Fache (Toleranz: -10%) von F g /N ist.

Wenn der Vergleichsschritt 18 nicht erfüllt ist (Zweig "n") , d.h. die individuelle Bremskraft F n einer elektrodynami- schen Bremse EDB n gleich oder annähernd gleich (z.B. mindestens 0, 95- oder 0, 90-Fache) des N-ten Teils der Gesamtbremskraft F g aller elektrodynamischen Bremsen EDB n ist, dann ist die be- trachtete elektrodynamische Bremse EDB n offensichtlich in Ord- nung und die Schleife 14 wird fortgesetzt, sofern noch nicht beendet. Wenn der Vergleichsschritt 18 hingegen ergibt, dass die individuelle Bremskraft F n - gegebenenfalls innerhalb der genannten Toleranz - kleiner als F g /N ist (Zweig "y") , dann wird der elektrodynamischen Bremse EDB n die zugeordnete mecha- nische Reibungsbremse BR n mittels des Steuersignals F n zuge- schaltet (Schritt 19) . Wird nun in dieser (oder einer späteren) Phase 7 eine Bremsbetätigung ( Schritt 20 ) erforderlich, dann erfolgt diese unter Verwendung der jeweils - d . h . soweit nach Schritt 18 er- forderlich und im Schritt 19 zugeschalteten - Reibungsbremse BR n . Die Bremsbetätigung 20 kann - hinsichtlich einer betrach- teten elektrodynamischen Bremse EDB n - auch eine Fortsetzung der aktuellen Bremsbetätigung des Schrittes 15 sein, oder eine spätere gesonderte Bremsbetätigung .

Fig . 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der optionalen Messschritte 8 und 13 zum Messen der jeweils aktuellen Masse m des Fahrzeugs 1 . Dazu kann während der ersten bzw . zweiten Pha- se 6, 7 in einem Schritt 21 das Fahrzeug 1 zunächst beschleu- nigt (a > 0 ) werden, und zwar indem die Antriebsmotoren M n bzw . die elektrodynamischen Bremsen EDB n elektromotorisch betrieben werden . Gleichzeitig werden während der Beschleunigung sowohl die individuellen Antriebsströme Ia n gemessen ( Schritt 22 ) als auch die Beschleunigung a des Fahrzeugs 1 ( Schritt 23 ) .

Anschließend wird im Schritt 24 für jeden Antriebsmotor M n aus dem ihm zugeführten Antriebsstrom Ia n - beispielsweise an- hand von gespeicherten Tabellen oder einer Funktion f ( ) - die jeweilige Antriebskraft Fa n ermittelt , z . B . zu Fa n = f ( Ia n ) , und die Summe aller Antriebskräfte Fa n als Antriebskraft Fa g aller Antriebsmotoren M n berechnet . Aus der gesamten Antriebskraft Fa g kann nun im Schritt 25 durch Division durch die gemessene Beschleunigung a die aktuelle Masse m des Fahrzeugs 1 ermittelt werden . Die Übertragung aller in dem beschriebenen Verfahren zwi- schen den Komponenten des Fahrzeugs 1 ausgetauschten Signale C, Cn, a, Ian, Ib n , Sn kann entsprechend den gewünschten Sicher- heit Sanforderungen abgesichert sein, insbesondere nach einem standardisierten Sicherheits-Integritätsniveau („safety integ- rity level", SIL) , z.B. SIL 4 nach der Norm IEC 61508 oder da- von abgeleiteter Normen wie ISO26262 ASIL-D für den Fahrzeugbe- reich, EN50126 bzw. EN50129 (kurz EN5012x) für den Bahnbereich oder allgemeiner Cybersecurity- und Privacy-Normen wie ISO21434, UNECE od.dgl.Die Erfindung ist nicht auf die darge- stellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Va- rianten, Modifikationen und deren Kombinationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.




 
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