AT525681B1 - Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechanischen Reibungsbremse zu einer elektrodynamischen Bremse - Google Patents

Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechanischen Reibungsbremse zu einer elektrodynamischen Bremse Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechanischen Reibungsbremse (BRn) zu einer elektrodynamischen Bremse (EDBn) in einem Fahrzeug (1), umfassend, während einer ersten Phase (6), gleichzeitiges Vollbremsen aller elektrodynamischer 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 elektrodynamischer Bremsen (EDB); während einer zweiten Phase (7), aufeinanderfolgendes einzelnes Betätigen jeder elektrodynamischen Bremse (EDBn) mit dem jeweiligen Bremsstrom (Fbn), dabei Messen der jeweiligen Verzögerung (a) des Fahrzeugs (1) und Ermitteln der Bremskraft (Fn) jeder elektrodynamischen Bremse (EDBn); und für jede elektrodynamische Bremse (EDBn), deren Bremskraft (Fn) kleiner als ein N-tel der Gesamtbremskraft (Fg) ist, Zuschalten der Reibungsbremse (BRn).

Description

Beschreibung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechanischen Reibungsbremse zu einer elektrodynamischen Bremse in einem Fahrzeug, insbesondere einem elektrisch betriebenen Fahrzeug.
[0002] In vielen elektrisch betriebenen Fahrzeugen wie elektrisch betriebenen PKWs, LKWs oder Schienenfahrzeugen, z.B. Straßenbahnen, werden die elektrischen Antriebsmotoren der Räder durch Versetzen in einen Generatorbetrieb als elektrodynamische Bremsen verwendet. Wenn die Bremskraft der elektrodynamischen Bremsen nicht ausreicht, werden häufig mechanische Reibungsbremsen als Zusatzbremsen verwendet. Aus der WO 2009/077835 A1 ist es bekannt, die Bremskraft einer solchen Reibungsbremse in Abhängigkeit von der verfügbaren Bremskraft der elektrodynamischen Bremse zu steuern, wobei letztere aus dem Bremsstrom der elektrodynamischen Bremse ermittelt wird. Diese Lösung ist jedoch nicht in der Lage fehlerhafte elektrodynamische Bremsen zu erkennen, bei denen der Bremsstrom nicht korrekt mit der erzeugten Bremskraft zusammenhängt. Auch benötigen die bekannten Lösungen häufig eine vorhergehende Kalibrierfahrt und können nicht im laufenden Betrieb eingesetzt werden.
[0003] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem eine fehlerhafte elektrodynamische Bremse im laufenden Betrieb erkannt und ihr Bremsausfall bzw. ihre Bremsschwäche durch selektives Zuschalten einer Reibungsbremse kompensiert werden kann.
[0004] Dieses Ziel wird mit einem Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechanischen Reibungsbremse zu einer elektrodynamischen Bremse in einem Fahrzeug erreicht, das eine Anzahl N > 1 von elektrodynamischen Bremsen hat, umfassend
in einer ersten Phase, während das Fahrzeug fährt: gleichzeitiges 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: aufeinanderfolgendes 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 Bremskraft, gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Toleranz, kleiner als ein N-tel der Gesamtbremskraft ist: Zuschalten der Reibungsbremse zu dieser elektrodynamischen Bremse für die aktuelle oder eine nächste Bremsbetätigung dieser elektrodynamischen Bremse.
[0005] Das Verfahren der Erfindung erlaubt es, im laufenden Betrieb des Fahrzeugs eine fehlerhafte elektrodynamische Bremse zu erkennen und selektiv für diese eine mechanische Reibungsbremse als Zusatzbremse zuzuschalten, um beispielsweise bei einer 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 vorhanden 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 Zuverlässigkeit und Qualität realisiert als dies bei heute verfügbaren Lösungen der Fall ist. Das Verfahren der Erfindung beruht nicht alleine auf einer Messung der Bremsströme im Betrieb, sondern umgekehrt auf einem Beaufschlagen der elektrodynamischen Bremsen mit zuvor in einer ersten Phase bei einer Vollbremsung gemessenen Bremsströmen. Dadurch können auch Fehler, die in einer unzureichenden
Umsetzung des Bremsstromes in die Bremskraft einer elektrodynamischen Bremse vorliegen, erkannt und kompensiert werden.
[0006] Das Verfahren der Erfindung ist grundsätzlich auch anwendbar, wenn einem Rad eines Fahrzeugs mehrere elektrodynamische Bremsen zugeordnet sind. Bevorzugt ist jedoch das Fahrzeug ein mehrrädriges Fahrzeug und jedem Rad sind jeweils eine elektrodynamische Bremse und eine Reibungsbremse zugeordnet, sodass die Bremskräfte im Betrieb gleichmäßig auf die Räder aufgeteilt sind.
[0007] Das genannte Vollbremsen zur Ermittlung der Gesamtbremskraft aller elektrodynamischer Bremsen besteht bevorzugt darin, dass jede elektrodynamische Bremse so betätigt wird, dass sie ihre größtmögliche Bremskraft ausübt, bei der gerade noch kein Blockieren des ihr zugeordneten Rades auftritt.
[0008] Die Verzögerung des Fahrzeugs sowohl in der ersten als auch zweiten Phase des Verfahrens kann auf jede in der Technik bekannte Weise gemessen werden, beispielsweise durch Auswerten des Geschwindigkeitsverlaufs des Fahrzeugs. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Verzögerung des Fahrzeugs mittels einer am Fahrzeug montierten Trägheitsmesseinrichtung gemessen wird.
[0009] Das Verfahren der Erfindung eignet sich für jede Art von elektrodynamischen Bremsen, beispielsweise Wirbelstrombremsen, die unabhängig vom Antrieb der Räder an diesen angebracht sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist jede elektrodynamische Bremse durch einen als Generator betriebenen Antriebsmotor des zugeordneten Rades gebildet.
[0010] Die jeweils zur Berechnung der Gesamtbremskraft in der ersten Phase und der einzelnen Bremskräfte der elektrodynamischen Bremsen in der zweiten Phase verwendete Masse des Fahrzeug 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 Masse wird jeweils gemessen, z.B. durch Achslastsensoren oder Gewichtssensoren an den Rädern bzw. Fahrwerken des Fahrzeugs, durch elektronische Fahrgastzähler usw.
[0011] Besonders günstig ist es, wenn die aktuelle Masse des Fahrzeugs aus der Antriebskraft aller Antriebsmotoren bei einem Beschleunigen des Fahrzeugs und einer dabei gemessenen Beschleunigung des Fahrzeugs ermittelt wird. Dafür ist nur eine Messung der Beschleunigung des Fahrzeugs notwendig, beispielsweise mithilfe der genannten Trägheitsmesseinrichtung. Bevorzugt wird dabei die genannte Antriebskraft aus den beim genannten Beschleunigen gemessenen Antriebsströmen aller Antriebsmotoren ermittelt.
[0012] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
[0013] Fig. 1 ein Schaltbild eines elektrischen Schienenfahrzeugs, bei dem das Verfahren der Erfindung zur Anwendung kommt;
[0014] Fig. 2 das Verfahren der Erfindung in einem Flussdiagramm; und [0015] Fig. 3 den optionalen Schritt des Messens der Fahrzeugmasse in einem Flussdiagramm.
[0016] Fig. 1 zeigt schematisch in Form eines Blockschaltbilds ein Fahrzeug 1 mit mehreren elektrodynamischen Bremsen EDB-:, EDB;, ..., allgemein EDB; (n = 1... N), die jeweils einem Rad (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 1 zugeordnet sind. Eine elektrodynamische Bremse EDB. könnte auch einer Radachse mit mehreren Rädern zugeordnet sein, oder einem Rad könnten auch mehr als eine elektrodynamische Bremse EDB; zugeordnet sein.
[0017] 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, sind vom Antrieb gesonderte Wirbelstrombremsen. In der Regel ist das Fahrzeug 1 ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere
ein Schienenfahrzeug, z.B. ein Zug oder eine Straßenbahn, und die elektrodynamischen Bremsen EDB; werden jeweils von einem - zum Bremsen in den Generatorbetrieb versetzten - elektrischen Antriebsmotor M4, M>, ..., allgemein M., des Fahrzeugs 1 gebildet.
[0018] Der jeweilige Antriebs- und Bremsbetrieb der Antriebsmotoren My bzw. elektrodynamischen Bremsen EDB. wird von einem regelbaren Stromrichter 2 gesteuert, der ihnen im Motorbetrieb jeweils einen Antriebsstrom lan zuführt und im Generator- bzw. Bremsbetrieb einen Bremsstrom Ib, entzieht. Die Bremsströme Ib, können entweder in das Antriebsnetz P rekuperiert oder in Lastwiderständen Rı, z.B. am Dach des Fahrzeugs 1, in Abwärme umgewandelt werden.
[0019] Jeder elektrodynamischen Bremse EDB, ist eine ihr zuschaltbare mechanische Reibungsbremse BR} zugeordnet. Beim Zuschalten einer Reibungsbremse BR} zu der ihr zugeordneten elektrodynamischen Bremse EDB, addieren sich die von der elektrodynamischen Bremse EDB» auf das Fahrzeug 1 ausgeübte Bremskraft F, und die von der Reibungsbremse BR; auf das Fahrzeug 1 ausgeübte Bremskraft.
[0020] Der (An-)Fahr- und Bremsbetrieb des Fahrzeugs 1 wird von einer elektronischen Steuerung 3 gesteuert, welcher ein entsprechendes Fahr- bzw. Bremssteuersignal C von einem Fahrbetriebsregler 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 Fahrzeugs 1 sein.
[0021] 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 lan der Antriebsmotoren M. im Motorbetrieb sowie der Bremsströme Ib. der elektrodynamischen Bremsen EDB. (hier: der dazu in den Generatorbetrieb versetzten Antriebsmotoren M.). Die Steuerung 3 berechnet entsprechend der Stellung des Fahrbetriebsreglers 4 auf Basis des Steuersignals C entsprechende Steuersignale C, für die einzelnen Antriebsmotoren M\ bzw. elektrodynamischen Bremsen EDB,, um jeweils die entsprechend gewählte Beschleunigung bzw. Verzögerung a des Fahrzeugs 1 entsprechend der Stellung des Fahrbetriebsreglers 4 zu erreichen.
[0022] Im Falle einer Minderleistung oder eines Versagens einer (oder mehrerer) der elektrodynamischen Bremsen EDB-; veranlasst die Steuerung 3 die Zuschaltung der jeweilig zugeordneten Reibungsbremse BR. über ein Steuersignal S.. Um eine fehlerhafte, d.h. minderleistende oder ausfallende, elektrodynamische Bremse EDB; zu erkennen und die entsprechende Zuschaltung der Reibungsbremse BR, zu veranlassen, führt die Steuerung 3 das nun anhand von Fig. 2 beschriebene Verfahren durch.
[0023] Gemäß Fig. 2 werden zunächst in einer ersten Phase 6, während 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 EDB; zu detektieren und die zugeordnete mechanische Reibungsbremse BR} zuzuschalten.
[0024] Vor oder während der ersten Phase 6 wird in einem (optionalen) Schritt 8 die aktuelle Masse m des Fahrzeugs 1 gemessen. Wenn die aktuelle Masse m des Fahrzeugs 1 vor bzw. in der ersten Phase 6 bekannt ist, beispielsweise wenn keine Fahrgäste in der Straßenbahn sind und das Gewicht des Fahrers vernachlässigbar 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, beispielsweise durch Abzählen oder Wiegen der Fahrgäste, z.B. mit einem elektronischen Fahrgastzähler, oder der beförderten Last und Addieren zur Eigenmasse des Fahrzeugs, mittels Gewichtssensoren an den Rädern oder Fahrwerken des Fahrzeugs 1 oder mittels der Trägheitsmesseinrichtung 5, wie später anhand von Fig. 3 noch im Detail erläutert wird.
[0025] Im Schritt 9 der ersten Phase 6 wird nun eine Vollbremsung des Fahrzeugs 1 durchgeführt. Dazu werden alle N elektrodynamischen Bremsen EDB-; gleichzeitig voll gebremst, beispielsweise durch Versetzen des Fahrbetriebsreglers 4 in eine besondere Notbremsstellung,
Auslösen eines an der Steuerung 3 angeschlossenen Notbremsknopfes od.dgl. Unter „Vollbremsen“ einer elektrodynamischen Bremse EDB. wird ihre Betätigung zum Erwirken ihrer größtmöglichen (individuellen) Bremskraft F, verstanden, bei der gerade noch kein Blockieren des ihr zugeordneten Rades auftritt, d.h. ähnlich einer Vollbremsung mit einem Antiblockiersystem (ABS). Alternativ kann das Vollbremsen aller elektrodynamischer Bremsen EDB} auch darin bestehen, dass eine von der Steuerung 3 über die Steuersignale C„ aufgetragene maximale Betätigung jeder elektrodynamischen Bremse EDB, ausgelöst wird, unabhängig davon, ob das jeweilige zugeordnete Rad blockiert oder nicht.
[0026] Während des Vollbrems-Schrittes 9 werden nun einerseits die jeweiligen Bremsströme Ib, der elektrodynamischen EDB, gemessen (Schritt 10), beispielsweise durch Messen der in den Lastwiderständen Rı jeweils fließenden Ströme, und anderseits wird die Verzögerung a des Fahrzeugs 1 gemessen (Schritt 11), z.B. mithilfe der Trägheitsmesseinrichtung 5.
[0027] Es versteht sich, dass der Vollbrems-Schritt 9 nicht notwendigerweise bis zum vollständigen Stillstand des Fahrzeugs 1 (Geschwindigkeit v = 0) durchgeführt werden muss, es ist vielmehr sogar wünschenswert, das Vollbremsen im Schritt 9 nur so lange durchzuführen, dass ausreichend Zeit ist, um die Bremsströme Ib, 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%, bevorzugt nicht unter 50%, besonders bevorzugt nicht unter 75% der Ausgangsgeschwindigkeit v fällt, denn die gemessenen Bremsströme Ib, nehmen in der Regel mit abnehmender Geschwindigkeit ab, was das Messergebnis verzerrt. Im günstigsten Fall wird die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 im Vollbrems-Schritt 9 nur geringstmöglich reduziert.
[0028] Anschließend wird in einem Schritt 12 die Gesamtbremskraft F, als Produkt von gemessener Verzögerung a und aktueller Masse m des Fahrzeugs 1 ermittelt zu Fy = m - a. Da die aktuelle Masse m des Fahrzeugs 1 erst in diesem Schritt 12 benötigt wird, versteht es sich, dass der (optionale) Schritt 8 auch an anderer Stelle vor dem Schritt 12 durchgeführt werden kann.
[0029] 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.
[0030] 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 werden kann/können.
[0031] Die zweite Phase 7 kann unmittelbar im Anschluss an die erste Phase 6 erfolgen, beispielsweise während ein und derselben 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 wiederholt, 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.
[0032] In der zweiten Phase 7 wird zunächst wieder in einem (optionalen) Schritt 13 die aktuelle Masse m wie im Schritt 8 gemessen, soweit nicht vorbekannt, aus der ersten Phase 6 unverändert übernehmbar oder auf andere Art berechenbar. Auch Schritt 13 kann wie später anhand von Fig. 3 im Detail beschrieben durchgeführt werden.
[0033] Nun werden in der Phase 7 in einer Schleife 14, die über alle N elektrodynamische Bremsen EDB. läuft, für jede elektrodynamische Bremse EDB. jeweils die Schritte 15 bis 19 durchgeführt, und zwar wie folgt.
[0034] Im Schritt 15 wird die jeweilige elektrodynamische Bremse EDB, betätigt, und zwar mit jenem Bremsstrom Ib, der zuvor bei der ersten Phase 6 in Schritt 10 gemessen worden war. Während des Betätigens dieser einzelnen elektrodynamischen Bremse EDB; wird die jeweils dadurch verursachte Verzögerung an des Fahrzeugs 1 gemessen (Schritt 16).
[0035] Anschließend wird die individuelle Bremskraft F, der jeweiligen im Schleifendurchlauf betrachteten elektrodynamischen Bremse EDB, als Produkt von gemessener individueller Verzögerung an und aktueller Masse m des Fahrzeugs 1 ermittelt zu F, = m - an (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.
[0036] Danach wird im Schritt 18 überprüft, ob die individuelle Bremskraft F} der betrachteten elektrodynamischen Bremse EDB-; kleiner als ein N-tel der zuvor im Schritt 12 der ersten Phase 6 ermittelten Gesamtbremskraft F, aller elektrodynamischen Bremsen EDB, ist. Der Vergleich in Schritt 18 kann gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer entsprechenden Toleranz, beispielsweise +5% oder +10%, durchgeführt werden. Beispielsweise ist der „kleiner“-Fall des Vergleichsschrittes 18 dann gegeben, wenn die individuelle Bremskraft F, kleiner als das 0,95-Fache (Toleranz: -5%) oder 0,90-Fache (Toleranz: -10%) von F,/N ist.
[0037] Wenn der Vergleichsschritt 18 nicht erfüllt ist (Zweig “n“), d.h. die individuelle Bremskraft Feiner elektrodynamischen Bremse EDB, gleich oder annähernd gleich (z.B. mindestens 0,95oder 0,90-Fache) des N-ten Teils der Gesamtbremskraft F, aller elektrodynamischen Bremsen EDB. ist, dann ist die betrachtete elektrodynamische Bremse EDB,; offensichtlich in Ordnung und die Schleife 14 wird fortgesetzt, sofern noch nicht beendet. Wenn der Vergleichsschritt 18 hingegen ergibt, dass die individuelle Bremskraft F,- gegebenenfalls innerhalb der genannten Toleranz - kleiner als F,/N ist (Zweig “y“), dann wird der elektrodynamischen Bremse EDB, die zugeordnete mechanische Reibungsbremse BR, mittels des Steuersignals F, zugeschaltet (Schritt 19).
[0038] 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 erforderlich und im Schritt 19 zugeschalteten - Reibungsbremse BR... Die Bremsbetätigung 20 kann - hinsichtlich einer betrachteten elektrodynamischen Bremse EDB - auch eine Fortsetzung der aktuellen Bremsbetätigung des Schrittes 15 sein, oder eine spätere gesonderte Bremsbetätigung.
[0039] 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 Phase 6, 7 in einem Schritt 21 das Fahrzeug 1 zunächst beschleunigt (a > 0) werden, und zwar indem die Antriebsmotoren M. bzw. die elektrodynamischen Bremsen EDB; elektromotorisch betrieben werden. Gleichzeitig werden während der Beschleunigung sowohl die individuellen Antriebsströme lan gemessen (Schritt 22) als auch die Beschleunigung a des Fahrzeugs 1 (Schritt 23).
[0040] Anschließend wird im Schritt 24 für jeden Antriebsmotor M„ aus dem ihm zugeführten Antriebsstrom lan - beispielsweise anhand von gespeicherten Tabellen oder einer Funktion f() die jeweilige Antriebskraft Fan ermittelt, z.B. zu Fan = f(lan), und die Summe aller Antriebskräfte Fan als Antriebskraft Fag aller Antriebsmotoren M} berechnet. Aus der gesamten Antriebskraft Fag kann nun im Schritt 25 durch Division durch die gemessene Beschleunigung a die aktuelle Masse m des Fahrzeugs 1 ermittelt werden.
[0041] Die Übertragung aller in dem beschriebenen Verfahren zwischen den Komponenten des Fahrzeugs 1 ausgetauschten Signale C, C,, a, lan, Ibn, Sn kann entsprechend den gewünschten Sicherheitsanforderungen abgesichert sein, insbesondere nach einem standardisierten Sicherheits-Integritätsniveau („safety integrity level“, SIL), z.B. SIL 4 nach der Norm IEC 61508 oder davon abgeleiteter Normen wie 1SO26262 ASIL-D für den Fahrzeugbereich, EN50126 bzw. EN50129 (kurz EN5012x) für den Bahnbereich oder allgemeiner Cybersecurity- und Privacy-Normen wie 1SO21434, UNECE 0od.dgl. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten, Modifikationen und deren Kombinationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Claims (7)

Patentansprüche
1. Verfahren zum selektiven Zuschalten einer mechanischen Reibungsbremse (BR) zu einer elektrodynamischen Bremse (EDB,) in einem Fahrzeug (1), das eine Anzahl N > 1 von elektrodynamischen Bremsen hat, umfassend in einer ersten Phase (6), während das Fahrzeug (1) fährt: gleichzeitiges Vollbremsen aller elektrodynamischen Bremsen (EDB}) und dabei Messen des jeweiligen Bremsstromes (Ib) jeder elektrodynamischen Bremse (EDB„), Messen der Verzögerung (a) des Fahrzeugs (1) und Ermitteln der Gesamtbremskraft (F,) aller elektrodynamischen Bremsen (EDB;) 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 elektrodynamischen Bremse (EDB„) mit dem jeweiligen zuvor gemessenen Bremsstrom (Fb), dabei Messen der jeweiligen Verzögerung (an) des Fahrzeugs (1) und Ermitteln der Bremskraft (F.) jeder elektrodynamischen Bremse (EDB,) als Produkt von jeweiliger Verzögerung (an) und aktueller Masse (m) des Fahrzeugs (1); für jede elektrodynamische Bremse (EDB.), deren ermittelte Bremskraft (F.), gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Toleranz, kleiner als ein N-tel der Gesamtbremskraft (Fg) ist: Zuschalten der Reibungsbremse (BR) zu dieser elektrodynamischen Bremse (EDB.) für die aktuelle oder eine nächste Bremsbetätigung dieser elektrodynamischen Bremse (EDBx»).
2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ein mehrrädriges Fahrzeug ist und jedem Rad jeweils eine elektrodynamische Bremse (EDB») und eine Reibungsbremse (BR}) zugeordnet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vollbremsen einer elektrodynamischen Bremse (EDBx) ihre Betätigung zum Erwirken ihrer größtmöglichen Bremskraft, bei der gerade noch kein Blockieren des ihr zugeordneten Rades auftritt, 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 Trägheitsmesseinrichtung (5) gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede elektrodynamische Bremse (EDBx) durch einen als Generator betriebenen Antriebsmotor (M.) des zugeordneten Rades gebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Masse (m) des Fahrzeugs (1) aus der Antriebskraft (Fag) aller Antriebsmotoren (M.) 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 (lar) aller Antriebsmotoren (M}) ermittelt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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