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EP4107045B1 - Diagnostic apparatus for a sand metering device for a sanding system for a rail vehicle, and method for carrying out a diagnosis for a sand metering device for a sanding system for a rail vehicle - Google Patents

Diagnostic apparatus for a sand metering device for a sanding system for a rail vehicle, and method for carrying out a diagnosis for a sand metering device for a sanding system for a rail vehicle Download PDF

Info

Publication number
EP4107045B1
EP4107045B1 EP21706233.0A EP21706233A EP4107045B1 EP 4107045 B1 EP4107045 B1 EP 4107045B1 EP 21706233 A EP21706233 A EP 21706233A EP 4107045 B1 EP4107045 B1 EP 4107045B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
sand
parameter
metering
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21706233.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP4107045A1 (en
Inventor
Georg KRISMANIC
Albert Missliwetz
Gerhardus De Vries
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse GmbH filed Critical Knorr Bremse GmbH
Publication of EP4107045A1 publication Critical patent/EP4107045A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP4107045B1 publication Critical patent/EP4107045B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • B61C15/10—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
    • B61C15/107—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials with electrically or electromagnetically controlled sanding equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • B61C15/10—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
    • B61C15/102—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials with sanding equipment of mechanical or fluid type, e.g. by means of steam
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data

Definitions

  • the present approach relates to a diagnostic device for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle and a method for performing a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle.
  • Sanding systems are used in rail vehicles to put sand or other bulk material on the rail in front of the wheel rolling over the sand or directly into the wheel rail gap in order to increase the coefficient of friction between the wheel and the rail or to bring it to an originally higher value. This measure can improve the traction and braking of a rail vehicle. Sanding systems are often considered to be systems that make a significant contribution to reducing the risk of accidents involving significant property damage, personal injury or death, as the braking distance can be shortened when braking with activated sand application.
  • the sand dispenser which has a sand dosing device and a sand conveying device, is an essential component of the sanding system.
  • the document DE 10 2011 113 085 A1 shows a particle scattering system for a rail vehicle.
  • the document DE 10 2013 016 881 A1 shows a device for applying friction modifiers to a rail vehicle.
  • the document DE 102011112969 A1 shows a particle scattering system for a rail vehicle.
  • the document DE 20 2014104156 U1 shows a device for monitoring the flow of liquid or solid media transported by means of compressed air, in particular sand, a sand spreading device for vehicles and a vehicle with such a sand spreading device.
  • the object of the present approach is to provide an improved diagnostic device for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle and an improved method for performing a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle.
  • a diagnostic device is created that quickly and easily detects a malfunction of a sand dispenser in a sanding system.
  • a sanding process of a rail vehicle can thus be monitored and a defect corrected if necessary. This creates the possibility of significantly increasing safety during a braking process of the rail vehicle.
  • a diagnostic device for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle has a detection device and an evaluation device.
  • the detection device is designed to detect at least one parameter of the sand dispenser of the sanding system and to provide a detection signal representing the parameter.
  • the evaluation device is designed to use the detection signal to output a dispenser error signal which indicates a malfunction of the sand dispenser if the parameter deviates from a target parameter.
  • the sand dispenser is to be understood as a unit comprising at least one sand dispenser and additionally or alternatively a sand conveyor.
  • the sand dispenser is designed to dose a quantity of sand or any other bulk material to be applied during sanding.
  • the sand conveyor is designed to convey the sand or bulk material onto the rail or into the wheel rail gap, for example using compressed air.
  • the parameter can be any operating parameter during operation of the sand dispenser, for example a sensor value of the sand dispenser sensed during operation of the sand dispenser or a sensor value of the sand conveyor sensed during operation of the sand conveyor.
  • the target parameter can be a comparison value stored or read in by the diagnostic device, which can be compared with the parameter in the evaluation device.
  • the detection device can have at least one sensor for sensing the parameter and additionally or alternatively a provision device for providing the detection signal.
  • the detection device can be arranged, for example, in or on the sand dispenser and the evaluation device in a Sanding control of the sand dispenser can be arranged or implemented.
  • Such a diagnostic device advantageously makes it possible to monitor the operation of the sand dispenser and to make a malfunction recognizable.
  • the detection device is designed to detect a position of a reciprocating piston of the sand dosing device of the sanding system as the parameter and to provide a position signal representing the position as the detection signal, wherein the evaluation device is designed to use the position signal as the dosing device error signal to output a sand dosing error signal that indicates a malfunction of the sand dosing device if the position deviates from a target position.
  • the target position can represent a target position of the reciprocating piston required depending on a requested sanding process. In this way, it can be detected from the actual position of the reciprocating piston whether the sanding process is being carried out correctly.
  • the diagnostic device has an activation device that is designed to output an activation signal that is designed to cause a piston movement of the reciprocating piston to the target position. In this way, a check of a correct sanding process can be actively effected.
  • the activation device can, for example, be designed to output the activation signal, which is designed to cause the piston movement of the reciprocating piston to the target position, which represents an open position of the reciprocating piston.
  • the open position is to be understood as an open state of the reciprocating piston in which sand can be dispensed. In this way, it can be checked whether a requested dispensing of sand can actually take place.
  • the activation device can be designed to automatically output the activation signal in response to a manually-induced, read-in actuation and additionally or alternatively at a defined time interval, in particular at a pulse width modulation interval.
  • a driver of the rail vehicle can, at any time, For example, by pressing a corresponding button, it can be checked whether the piston can be moved properly into the open position.
  • An automatic check at a defined time interval enables a regular and therefore particularly safe checking method.
  • the detection device can, for example, be designed to detect an open position of the reciprocating piston as the position and to provide an open signal representing the open position and, additionally or alternatively, to detect a closed position of the reciprocating piston and to provide a closed signal representing the closed position and, additionally or alternatively, to detect at least one middle position of the reciprocating piston between the open position and the closed position and to provide a middle signal representing the middle position.
  • the dosing device error signal can be output if, in response to the activation signal being output, the closed signal and, additionally or alternatively, the middle signal are read in within a defined period of time and, additionally or alternatively, no open signal is read in. If, on the other hand, the open signal is read in response to the activation signal, no dosing device error signal can be output because, in such a case, the reciprocating piston executes the correct requested movement.
  • the detection device is designed to detect a delivery pressure of a sand delivery device of the sanding system as the parameter and to provide a delivery pressure signal representing the delivery pressure as the detection signal, wherein the evaluation device is designed to use the delivery pressure signal as the dosing device error signal to output a pressure error signal that indicates a malfunction of the sand delivery device if the delivery pressure deviates from a target delivery pressure.
  • a correct delivery pressure is also essential for carrying out a sanding process.
  • a current delivery pressure can be used to check the sand delivery device.
  • the target delivery pressure can be a stored value.
  • the detection device can comprise at least one reed sensor, proximity sensor, microswitch, triangulation rangefinder, permanent magnet and additionally or alternatively at least one delivery pressure sensor.
  • sensors are suitable for detecting one of the parameters described above, for example for detecting the position of the reciprocating piston and additionally or alternatively for detecting the delivery pressure of the sand conveying device.
  • the evaluation device can also be designed to use the detection signal to output a dosing function signal that indicates correct function of the sand dosing device when the parameter matches the target parameter.
  • the evaluation device can thus be designed to use the position signal to output a sand dosing function signal that indicates correct function of the sand dosing device when the position matches the target position and additionally or alternatively to use the delivery pressure signal to output a pressure function signal that indicates correct function of the sand delivery device when the delivery pressure matches the stored target delivery pressure. This creates an opportunity to also make a positive test result recognizable.
  • the evaluation device can be designed to output the dosing device error signal, which is designed to indicate the malfunction of the sand dosing device to a driver of the rail vehicle visually, haptically and additionally or alternatively acoustically.
  • the malfunction can be indicated to the driver visually, haptically and additionally or alternatively acoustically, for example.
  • the driver can thus recognize the malfunction and arrange for the relevant device to be repaired as quickly as possible.
  • a method for carrying out a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle comprises a step of detecting and a step of outputting.
  • a parameter of the sand dispenser is detected and a detection signal representing the parameter is provided.
  • a Doser error signal is issued when the parameter deviates from a target parameter, whereby the doser error signal indicates a malfunction of the sand doser.
  • This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixture of software and hardware, for example in a control unit.
  • a computer program product or computer program with program code that can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out, implement and/or control the steps of the method according to one of the embodiments described above, in particular when the program product or program is executed on a computer or device.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a rail vehicle 100 with a sanding system 105 with a sand dispenser SD and a diagnostic device 110 according to an embodiment.
  • the sanding system 105 is designed to carry out a sanding process of the rail vehicle 100.
  • sand or another bulk material is brought onto a rail 120 in front of the wheel RD rolling over the sand or directly into a wheel rail gap 130 in order to increase a coefficient of friction between the wheel RD and the rail 120 or to bring it to an originally higher value, whereby the rail vehicle 100 is braked.
  • the wheel RD is one of four wheels RD which are connected to the vehicle 100 by means of a bogie DG.
  • An arrow shows a direction of travel 135 of the rail vehicle 100.
  • the sanding system 105 has a sandbox SK for storing sand, the sand dispenser SD and/or a sand pipe SR for directing the sand in front of the wheel RD or into the wheel rail gap 130.
  • the sand dispenser SD is arranged between the sandbox SK and the sand pipe SR and has at least one sand dosing device and/or a sand conveying device.
  • the sand dosing device is designed to dose an amount of sand or any other bulk material to be applied during the sanding process.
  • the sand conveying device is designed to convey the sand or the bulk material onto the rail 120 or into the wheel rail gap 130.
  • the diagnostic device 110 has a detection device 140 and an evaluation device 145.
  • the detection device 140 is designed to detect at least one parameter of the sand dispenser SD of the sanding system 105 and to provide a detection signal 150 representing the parameter.
  • the evaluation device 145 is designed to use the detection signal 150 to output a dosing error signal 155 which indicates a malfunction of the sand dosing device SD if the parameter deviates from a target parameter.
  • the detection device 140 is implemented on or in the sand dispenser SD and/or the evaluation device 145 in a sanding control 160 of the sanding system 105.
  • the sanding control 160 is connected in terms of signals to a vehicle control 165 of the rail vehicle 100.
  • the vehicle control 165 in turn has a communication interface to a vehicle driver 170 of the rail vehicle 100.
  • the parameter of the sand dosing device SD is any operating parameter during operation of the sand dosing device SD, for example a sensor value of the sand dosing device sensed during operation of the sand dosing device and/or a sensor value of the sand conveying device sensed during operation of the sand conveying device.
  • the target parameter is a comparison value stored internally in the sanding control 160 and readable in the form of a target parameter signal 175 or a comparison value readable by the diagnostic device 110 in the form of the target parameter signal 175 from outside the sanding control 160.
  • the evaluation device 145 is designed to compare the parameter with the target parameter.
  • the detection device 140 has at least one sensor for detecting the parameter.
  • the evaluation device 145 is further designed according to this embodiment to output an activation signal 180 in order to cause a function of the sand dispenser SD in order to obtain the parameter.
  • the diagnostic device 110 presented here it is possible to detect a failure of the sand dosing device and/or sand conveying device during ongoing driving operation and/or to check the function of the sand dosing and sand conveying device at regular intervals without interrupting the paint operation.
  • the approach presented here relates to a diagnostic device 110 for a mechanical sand dosing device and a pneumatic sand conveying device of the sanding system 105 of the rail vehicle 100, wherein the sand dosing device according to one embodiment is realized by at least one electrically or pneumatically operated dosing piston, which is opened and closed in periodic patterns during dosing.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a diagnostic device 110 according to an embodiment. This can be an embodiment of the Fig. 1 described diagnostic device 110.
  • the detection device 145 is designed to detect a position of the metering piston, also referred to below as "piston" HK, of the sand metering device SDE of the sanding system 105 as the parameter and to provide a position signal 200 representing the position as the detection signal, wherein the evaluation device 145 is designed to output a sand metering error signal using the position signal 200 as the metering device error signal 155, which indicates a malfunction of the sand metering device SDE if the position deviates from a target position.
  • the target position represents a target position of the piston HK required depending on a requested sanding process.
  • the diagnostic device 110 has an activation device 205 which is designed to output the activation signal 180 which is designed to cause a piston movement of the reciprocating piston HK to the target position.
  • the activation device 205 is designed according to this embodiment to output the activation signal 180 which is designed to cause the piston movement of the reciprocating piston HK to to bring about the target position, which represents an open position of the lifting piston HK.
  • the open position is to be understood as an open state of the lifting piston HK in which sand can only be dispensed.
  • the activation signal 180 activates a lifting magnet HM of the sand dosing device SDE in such a way that the lifting piston HK is opened and closed in periodic patterns.
  • the activation device 205 is designed to automatically output the activation signal 180 in response to a manually induced, read-in actuation and/or in a defined time interval, in particular in a pulse width modulation interval.
  • the activation signal 180 is output during a sanding process as a pulse width modulation signal, or "PWM signal" for short, with a frequency of 3.3 Hz and/or a duty cycle of between 30 percent and 60 percent.
  • the detection device 140 is designed to detect the open position of the reciprocating piston HK as the position and to provide an open signal 230 representing the open position and/or to detect a closed position of the reciprocating piston HK and to provide a closed signal 215 representing the closed position and/or to detect at least one middle position of the reciprocating piston HK between the open position and the closed position and to provide a middle signal representing the middle position.
  • the evaluation device 145 is designed to output the dosing device error signal if, in response to an output of the activation signal 180 within a defined period of time, the closed signal and/or the middle signal are read in and/or no open signal 230 is read in.
  • the detection device 140 has at least one reed sensor 220, proximity sensor, microswitch, triangulation rangefinder and/or permanent magnet.
  • the reed sensor 220 according to this embodiment has a reed contact pair, which according to this embodiment is arranged in the closed position of the reciprocating piston HK in a closed position RS-G, in which the reed sensor 220 according to this embodiment, provides the closed signal 215.
  • the reed contact pair is arranged in a closed position in the closed position of the reciprocating piston HK, in which the reed sensor 220 provides the closed signal and/or in the middle position of the reciprocating piston HK in the open position, in which the reed sensor 220 also provides the open signal.
  • the detection device 140 has at least one further reed sensor 225, which has a further reed contact pair, which according to this embodiment is arranged in an open position RS-O in the open position of the reciprocating piston.
  • the further reed sensor 225 is designed to provide a first feedback signal 230 to the evaluation device 145 as a further position signal 200, representing an open position RS-O of the further reed contact pair, and/or to provide a second feedback signal to the evaluation device 145, representing a closed position of the further reed contact pair.
  • the detection device 140 is designed to detect a delivery pressure of the sand conveyor SFE of a sand conveyor SF of the sand doser SD of the sanding system as the parameter and to provide a delivery pressure signal 233 representing the delivery pressure as the detection signal, wherein the evaluation device 145 is designed to use the delivery pressure signal 233 as the doser error signal 155 to output a pressure error signal that indicates a malfunction of the sand conveyor SFE if the delivery pressure deviates from a target delivery pressure.
  • the target delivery pressure is a stored value.
  • the detection device 140 has at least one delivery pressure sensor FDS.
  • a solenoid valve MV is opened according to this embodiment, which is connected via a shut-off valve AH to a compressed air tank of a main air tank line HBL of the rail vehicle.
  • the Conveying pressure sensor FDS is arranged and designed to sense the conveying pressure of a conveying air 240 which is fed into the sand conveyor SF during the sanding process in order to cause a sand flow 245 of the metered sand through the sand pipe SR.
  • the evaluation device 145 is further designed to use the detection signal to output a dosing function signal 250 that indicates correct function of the sand dosing device SD when the parameter matches the target parameter.
  • the evaluation device 145 is designed to use the position signal 200 to output a sand dosing function signal that indicates correct function of the sand dosing device SDE when the position matches the target position and/or to use the delivery pressure signal 233 to output a pressure function signal that indicates correct function of the sand delivery device SFE when the delivery pressure matches the stored target delivery pressure.
  • the evaluation device 145 is designed to output the dosing device error signal 155, which is designed to indicate the malfunction of the sand dosing device SD to the driver of the rail vehicle in an optical, haptic and/or acoustically perceptible manner and/or to indicate the dosing device function signal 250 to the driver in an optical, haptic and/or acoustically perceptible manner.
  • a basic inventive idea is to detect the position of the reciprocating piston HK using sensors 220, 225.
  • the position of the reciprocating piston HK to be detected is at least the open position.
  • other advantageous positions to be detected are in the order of the closed position, the middle position and/or a continuously detected position of the reciprocating piston HK.
  • Suitable sensors 220, 225 for position detection are, among others, according to one embodiment, reed contacts, inductive proximity sensors, microswitches, triangulation distance meters.
  • the evaluation device 145 can respond to a function or a Failure of the lifting piston HK.
  • the evaluation device 145 can determine the amount of sand applied.
  • the evaluation device 145 is designed to detect a faulty activation of the sanding process if it is recognized that the lifting piston HK is moving despite the lack of an activation signal 180.
  • a regular check of the function of the dosing device SDE is carried out by very briefly activating the lifting piston HK and thus without or without significant sand escaping and the corresponding check of the lifting piston movement by the activation signal 180.
  • a regular check of the function of the sand conveying device SFE is additionally or alternatively carried out according to one embodiment by briefly activating the delivery pressure by the further activation signal 235 and thus without or without significant air loss and the corresponding check of the delivery pressure built up.
  • a delivery pressure that is too high indicates a blockage in the system and a delivery pressure that is too low indicates a leak in the system.
  • the following is a description of two application examples of the diagnostic device 110 presented here in connection with an electric reciprocating piston HK with at least two reed contacts as position sensors of the reciprocating piston HK.
  • a sanding request with diagnosis is described using the diagnostic device 110 presented here:
  • the vehicle driver or, for example, the anti-skid device requests sanding from the sanding control 160 via the vehicle control system while driving.
  • the sanding control 160 activates the sand dosing device SDE and the sand conveying device SFE of the sand doser SD.
  • the lifting magnet HM of the sand dosing device SDE is periodically activated via a PWM signal and the lifting piston HK moves accordingly.
  • a permanent magnet is mounted on the lifting piston HK.
  • the reed contacts 220, 225 which are mounted in a suitable position near the permanent magnet of the lifting piston HK, detect these periodic position changes of the lifting piston HK.
  • These position signals 200 are received and evaluated by the sanding control 160, here the evaluation device 145.
  • the activation signals 180 are compared with the position signals 200. A corresponding deviation of the signals from one another is recognized as an error.
  • the correct or incorrect execution of the sanding request is reported to the vehicle control, which then reports this to the vehicle driver.
  • the sand conveyor SF is supplied with conveying air 240, which is activated by the solenoid valve MV controlled by the sanding control 160.
  • the delivery pressure sensor FDS reports the applied pressure and thus the correct or incorrect function back to the sanding control 160, here the evaluation device 145.
  • the applied delivery pressure (feedback signal) is compared with the stored target pressure. A deviation between the signals is recognized as an error.
  • the correct or incorrect execution of the sanding request is also reported here to the vehicle control, which then reports this to the vehicle driver.
  • an automatic diagnostic request is described using the diagnostic device 110 presented here:
  • the diagnostic request is automatically triggered at regular intervals by the sanding control 160, here the evaluation device 145.
  • the process corresponds to that of the sanding request, except that the request caused by the activation signal 180 is selected to be so short that the lifting piston HK can only complete one complete stroke from the closed position to the open position and back and the delivery pressure caused by the further activation signal 235 has the opportunity to build up to the target pressure, assuming correct function.
  • the correct or incorrect execution of the diagnostic request is reported to the vehicle control, which reports this to the driver in the event of a negative result, i.e. failure of the sand dosing device SDE.
  • Fig. 3 shows a flow chart of a method 300 for carrying out a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle according to an embodiment. This method 300 is different from the method in Fig. 1 or 2 described diagnostic device can be controlled and/or carried out.
  • the method 300 comprises a detection step 305 and an output step 310.
  • a detection step 305 a parameter of the sand dispenser is detected and a detection signal representing the parameter is provided.
  • the output step 310 a dispenser error signal is output using the detection signal if the parameter deviates from a target parameter, the dispenser error signal indicating a malfunction of the sand dispenser.
  • an embodiment includes an "and/or" connection between a first feature and a second feature, this is to be read as meaning that the embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and according to another embodiment has either only the first feature or only the second feature.

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Description

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Diagnosevorrichtung für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug und ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug.The present approach relates to a diagnostic device for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle and a method for performing a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle.

Sandungssysteme dienen bei Schienenfahrzeugen dazu, Sand oder ein anderes Schüttgut auf die Schiene vor das den Sand überrollende Rad oder direkt in den Radschienenspalt zu bringen, um einen Reibwert zwischen Rad und Schiene zu erhöhen oder auf einen ursprünglich höheren Wert zu bringen. Durch diese Maßnahme können eine Traktion und eine Bremsung eines Schienenfahrzeuges verbessert werden. Sandungssysteme werden oft als Systeme betrachtet, welche einen erheblichen Faktor zur Risikominderung betreffend Unfälle mit erheblichen Sachschäden, Personenschäden oder Toten beitragen, da bei einer Bremsung mit aktivierter Sandausbringung der Bremsweg verkürzt werden kann. Der Sanddosierer, welcher eine Sanddosiereinrichtung und eine Sandfördereinrichtung aufweist, ist ein wesentlicher Bestandteil des Sandungssystems.Sanding systems are used in rail vehicles to put sand or other bulk material on the rail in front of the wheel rolling over the sand or directly into the wheel rail gap in order to increase the coefficient of friction between the wheel and the rail or to bring it to an originally higher value. This measure can improve the traction and braking of a rail vehicle. Sanding systems are often considered to be systems that make a significant contribution to reducing the risk of accidents involving significant property damage, personal injury or death, as the braking distance can be shortened when braking with activated sand application. The sand dispenser, which has a sand dosing device and a sand conveying device, is an essential component of the sanding system.

Das Dokument DE 10 2011 113 085 A1 zeigt eine Partikelstreuanlage für ein Schienenfahrzeug.The document DE 10 2011 113 085 A1 shows a particle scattering system for a rail vehicle.

Das Dokument DE 10 2013 016 881 A1 zeigt eine Ausbringeinrichtung für Reibwertmodifikatoren für ein Schienenfahrzeug.The document DE 10 2013 016 881 A1 shows a device for applying friction modifiers to a rail vehicle.

Das Dokument DE 102011112969 A1 zeigt eine Partikelstreuanlage für ein Schienenfahrzeug.The document DE 102011112969 A1 shows a particle scattering system for a rail vehicle.

Das Dokument DE 20 2014104156 U1 zeigt eine Vorrichtung zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft beforderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere Sand, Sandstreuvorrichtung für Fahrzeuge sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Sandstreuvorrichtung.The document DE 20 2014104156 U1 shows a device for monitoring the flow of liquid or solid media transported by means of compressed air, in particular sand, a sand spreading device for vehicles and a vehicle with such a sand spreading device.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes eine verbesserte Diagnosevorrichtung für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug zu schaffen.Against this background, the object of the present approach is to provide an improved diagnostic device for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle and an improved method for performing a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle.

Diese Aufgabe wird durch eine Diagnosevorrichtung mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruchs 1, durch ein Verfahren nach Anspruch 10 und durch ein Computerprogramm nach Anspruch 11 gelöst.This object is achieved by a diagnostic device having the features of device claim 1, by a method according to claim 10 and by a computer program according to claim 11.

Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine Diagnosevorrichtung geschaffen wird, die eine Fehlfunktion eines Sanddosierers eines Sandungssystems schnell und einfach erkennt. Ein Sandungsvorgang eines Schienenfahrzeugs kann somit überwacht und ein Defekt gegebenenfalls korrigiert werden. Dies schafft die Möglichkeit, eine Sicherheit bei einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs erheblich zu erhöhen.The advantages that can be achieved with the approach presented are that a diagnostic device is created that quickly and easily detects a malfunction of a sand dispenser in a sanding system. A sanding process of a rail vehicle can thus be monitored and a defect corrected if necessary. This creates the possibility of significantly increasing safety during a braking process of the rail vehicle.

Eine Diagnosevorrichtung für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug weist eine Erkennungseinrichtung und eine Auswerteeinrichtung auf. Die Erkennungseinrichtung ist dazu ausgebildet, um zumindest einen Parameter des Sanddosierers des Sandungssystems zu erkennen und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal bereitzustellen. Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion des Sanddosierers anzeigt, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht.A diagnostic device for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle has a detection device and an evaluation device. The detection device is designed to detect at least one parameter of the sand dispenser of the sanding system and to provide a detection signal representing the parameter. The evaluation device is designed to use the detection signal to output a dispenser error signal which indicates a malfunction of the sand dispenser if the parameter deviates from a target parameter.

Der Sanddosierer ist als eine Einheit aus zumindest einer Sanddosiereinrichtung und zusätzlich oder alternativ einer Sandfördereinrichtung zu verstehen. Die Sanddosiereinrichtung ist dazu ausgebildet, um eine bei der Sandung auszubringende Menge an Sand oder eines beliebigen anderen Schüttguts zu dosieren. Die Sandfördereinrichtung ist dazu ausgebildet, um den Sand oder das Schüttgut auf die Schiene oder in den Radschienenspalt zu befördern, beispielsweise unter Verwendung von Druckluft. Bei dem Parameter kann es sich um einen beliebigen Betriebsparameter während eines Betriebs des Sanddosierers handeln, beispielsweise um einen während des Betriebs der Sanddosiereinrichtung sensierten Sensorwert der Sanddosiereinrichtung oder einen während des Betriebs der Sandfördereinrichtung sensierten Sensorwert der Sandfördereinrichtung. Der Sollparameter kann ein gespeicherter oder von der Diagnosevorrichtung eingelesener Vergleichswert sein, welcher in der Auswerteeinrichtung mit dem Parameter verglichen werden kann. Die Erkennungseinrichtung kann zumindest einen Sensor zum Sensieren des Parameters aufweisen und zusätzlich oder alternativ eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des Erkennsignals. Die Erkennungseinrichtung kann beispielsweise in oder an dem Sanddosierer angeordnet und die Auswerteeinrichtung in einer Sandungssteuerung des Sanddosierers angeordnet oder implementiert sein. Eine solche Diagnosevorrichtung ermöglicht es vorteilhafterweise, einen Betrieb des Sanddosierers zu überwachen und eine Fehlfunktion erkennbar zu machen.The sand dispenser is to be understood as a unit comprising at least one sand dispenser and additionally or alternatively a sand conveyor. The sand dispenser is designed to dose a quantity of sand or any other bulk material to be applied during sanding. The sand conveyor is designed to convey the sand or bulk material onto the rail or into the wheel rail gap, for example using compressed air. The parameter can be any operating parameter during operation of the sand dispenser, for example a sensor value of the sand dispenser sensed during operation of the sand dispenser or a sensor value of the sand conveyor sensed during operation of the sand conveyor. The target parameter can be a comparison value stored or read in by the diagnostic device, which can be compared with the parameter in the evaluation device. The detection device can have at least one sensor for sensing the parameter and additionally or alternatively a provision device for providing the detection signal. The detection device can be arranged, for example, in or on the sand dispenser and the evaluation device in a Sanding control of the sand dispenser can be arranged or implemented. Such a diagnostic device advantageously makes it possible to monitor the operation of the sand dispenser and to make a malfunction recognizable.

Die Erkennungseinrichtung ist dazu ausgebildet, um als den Parameter eine Position eines Hubkolbens der Sanddosiereinrichtung des Sandungssystems zu erkennen und als das Erkennsignal ein die Position repräsentierendes Positionssignal bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Positionssignals als das Dosiererfehlersignal ein Sanddosierfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sanddosiereinrichtung anzeigt, wenn die Position von einer Sollposition abweicht. Die Sollposition kann eine abhängig von einem angeforderten Sandungsvorgang geforderte Sollposition des Hubkolbens repräsentieren. So kann anhand der tatsächlichen Position des Hubkolbens erkannt werden, ob der Sandungsvorgang korrekt ausgeführt wird.The detection device is designed to detect a position of a reciprocating piston of the sand dosing device of the sanding system as the parameter and to provide a position signal representing the position as the detection signal, wherein the evaluation device is designed to use the position signal as the dosing device error signal to output a sand dosing error signal that indicates a malfunction of the sand dosing device if the position deviates from a target position. The target position can represent a target position of the reciprocating piston required depending on a requested sanding process. In this way, it can be detected from the actual position of the reciprocating piston whether the sanding process is being carried out correctly.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Diagnosevorrichtung eine Aktivierungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, um ein Aktivierungssignal auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um eine Kolbenbewegung des Hubkolbens an die Sollposition zu bewirken. So kann eine Überprüfung eines korrekten Sandungsvorgangs aktiv bewirkt werden.It is also advantageous if the diagnostic device has an activation device that is designed to output an activation signal that is designed to cause a piston movement of the reciprocating piston to the target position. In this way, a check of a correct sanding process can be actively effected.

Die Aktivierungseinrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, um das Aktivierungssignal auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Kolbenbewegung des Hubkolbens an die Sollposition zu bewirken, die eine geöffnete Offenposition des Hubkolbens repräsentiert. Als die Offenposition ist ein geöffneter Zustand des Hubkolbens zu verstehen, in der eine Ausgabe von Sand möglich ist. So ist überprüfbar, ob eine angeforderte Ausgabe von Sand tatsächlich stattfinden kann.The activation device can, for example, be designed to output the activation signal, which is designed to cause the piston movement of the reciprocating piston to the target position, which represents an open position of the reciprocating piston. The open position is to be understood as an open state of the reciprocating piston in which sand can be dispensed. In this way, it can be checked whether a requested dispensing of sand can actually take place.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Aktivierungseinrichtung dazu ausgebildet sein, um das Aktivierungssignal ansprechend auf eine manuell bewirkte eingelesene Betätigung und zusätzlich oder alternativ in einem definierten zeitlichen Intervall, insbesondere in einem Pulsweitenmodulations-Intervall, automatisch auszugeben. So kann beispielsweise jederzeit von einem Fahrzeugführer des Schienenfahrzeug, beispielsweise durch Betätigung einer entsprechenden Taste, überprüft werden, ob sich der Hubkolben ordnungsgemäß in die Offenposition bewegen lässt. Eine automatische Überprüfung in einem definierten zeitlichen Intervall ermöglicht eine regelmäßige und somit besonders sichere Überprüfungsmethode.According to one embodiment, the activation device can be designed to automatically output the activation signal in response to a manually-induced, read-in actuation and additionally or alternatively at a defined time interval, in particular at a pulse width modulation interval. For example, a driver of the rail vehicle can, at any time, For example, by pressing a corresponding button, it can be checked whether the piston can be moved properly into the open position. An automatic check at a defined time interval enables a regular and therefore particularly safe checking method.

Die Erkennungseinrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, um als die Position eine Offenposition des Hubkolbens zu erkennen und ein die Offenposition repräsentierendes Offensignal bereitzustellen und zusätzlich oder alternativ eine Geschlossenposition des Hubkolbens zu erkennen und ein die Geschlossenposition repräsentierendes Geschlossensignal bereitzustellen und zusätzlich oder alternativ zumindest eine Mittelposition des Hubkolbens zwischen der Offenposition und der Geschlossenposition zu erkennen und ein die Mittelposition repräsentierendes Mittelsignal bereitzustellen. So kann das Dosiererfehlersignal beispielsweise ausgegeben werden, wenn ansprechend auf ein Ausgeben des Aktivierungssignals innerhalb eines definierten Zeitraums das Geschlossensignal und zusätzlich oder alternativ das Mittelsignal eingelesen werden und zusätzlich oder alternativ kein Offensignal eingelesen wird. Wenn hingegen ansprechend auf das Aktivierungssignal das Offensignal eingelesen wird, kann kein Dosiererfehlersignal ausgegeben werden, da der Hubkolben in einem solchen Fall die korrekte angeforderte Bewegung ausführt.The detection device can, for example, be designed to detect an open position of the reciprocating piston as the position and to provide an open signal representing the open position and, additionally or alternatively, to detect a closed position of the reciprocating piston and to provide a closed signal representing the closed position and, additionally or alternatively, to detect at least one middle position of the reciprocating piston between the open position and the closed position and to provide a middle signal representing the middle position. For example, the dosing device error signal can be output if, in response to the activation signal being output, the closed signal and, additionally or alternatively, the middle signal are read in within a defined period of time and, additionally or alternatively, no open signal is read in. If, on the other hand, the open signal is read in response to the activation signal, no dosing device error signal can be output because, in such a case, the reciprocating piston executes the correct requested movement.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Erkennungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform dazu ausgebildet ist, um als den Parameter einen Förderdruck einer Sandfördereinrichtung des Sandungssystems zu erkennen und als das Erkennsignal ein den Förderdruck repräsentierendes Förderdrucksignal bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Förderdrucksignals als das Dosiererfehlersignal ein Druckfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sandfördereinrichtung anzeigt, wenn der Förderdruck von einem Sollförderdruck abweicht. Auch ein korrekter Förderdruck ist zur Durchführung eines Sandungsvorgangs essentiell. In einer solchen Ausführungsform kann ein aktueller Förderdruck einer Überprüfung der Sandfördereinrichtung dienen. Der Sollförderdruck kann ein gespeicherter Wert sein.It is also advantageous if the detection device according to one embodiment is designed to detect a delivery pressure of a sand delivery device of the sanding system as the parameter and to provide a delivery pressure signal representing the delivery pressure as the detection signal, wherein the evaluation device is designed to use the delivery pressure signal as the dosing device error signal to output a pressure error signal that indicates a malfunction of the sand delivery device if the delivery pressure deviates from a target delivery pressure. A correct delivery pressure is also essential for carrying out a sanding process. In such an embodiment, a current delivery pressure can be used to check the sand delivery device. The target delivery pressure can be a stored value.

Die Erkennungseinrichtung kann zumindest einen Reedsensor, Annäherungssensor, Mikroschalter, Triangulationsentfernungsmesser, Dauermagneten und zusätzlich oder alternativ zumindest einen Förderdrucksensor umfassen. Derartige Sensoren eignen sich zur Erfassung eines der oben beschriebenen Parameter, beispielsweise zur Positionserkennung des Hubkolbens und zusätzlich oder alternativ zur Förderdruckerkennung der Sandfördereinrichtung.The detection device can comprise at least one reed sensor, proximity sensor, microswitch, triangulation rangefinder, permanent magnet and additionally or alternatively at least one delivery pressure sensor. Such sensors are suitable for detecting one of the parameters described above, for example for detecting the position of the reciprocating piston and additionally or alternatively for detecting the delivery pressure of the sand conveying device.

Die Auswerteeinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, um unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion des Sanddosierers anzeigt, wenn der Parameter mit dem Sollparameter übereinstimmt. So kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, um unter Verwendung des Positionssignalsignals ein Sanddosierfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sanddosiereinrichtung anzeigt, wenn die Position mit der Sollposition übereinstimmt und zusätzlich oder alternativ, um unter Verwendung des Förderdrucksignals ein Druckfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sandfördereinrichtung anzeigt, wenn der Förderdruck mit dem gespeicherten Sollförderdruck übereinstimmt. Dies schafft eine Möglichkeit, auch ein positives Prüfergebnis erkennbar zu machen.The evaluation device can also be designed to use the detection signal to output a dosing function signal that indicates correct function of the sand dosing device when the parameter matches the target parameter. The evaluation device can thus be designed to use the position signal to output a sand dosing function signal that indicates correct function of the sand dosing device when the position matches the target position and additionally or alternatively to use the delivery pressure signal to output a pressure function signal that indicates correct function of the sand delivery device when the delivery pressure matches the stored target delivery pressure. This creates an opportunity to also make a positive test result recognizable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, um das Dosiererfehlersignal auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Fehlfunktion des Sanddosierers für einen Fahrzeugführer des Schienenfahrzeugs optisch, haptisch und zusätzlich oder alternativ akustisch wahrnehmbar anzuzeigen. Hierbei kann die Fehlfunktion beispielsweise optisch, haptisch und zusätzlich oder alternativ akustisch wahrnehmbar für den Fahrzeugführer angezeigt werden. So kann die Fehlfunktion von dem Fahrzeugführer erkannt und schnellstmöglich eine Reparatur der betreffenden Einrichtung veranlasst werden.According to an advantageous embodiment, the evaluation device can be designed to output the dosing device error signal, which is designed to indicate the malfunction of the sand dosing device to a driver of the rail vehicle visually, haptically and additionally or alternatively acoustically. The malfunction can be indicated to the driver visually, haptically and additionally or alternatively acoustically, for example. The driver can thus recognize the malfunction and arrange for the relevant device to be repaired as quickly as possible.

Ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug, umfasst einen Schritt des Erkennens und einen Schritt des Ausgebens. Im Schritt des Erkennens wird ein Parameter des Sanddosierers erkannt und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal bereitgestellt. Im Schritt des Ausgebens wird unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfehlersignal ausgegeben, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht, wobei das Dosiererfehlersignal eine Fehlfunktion des Sanddosierers anzeigt.A method for carrying out a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle comprises a step of detecting and a step of outputting. In the step of detecting, a parameter of the sand dispenser is detected and a detection signal representing the parameter is provided. In the step of outputting, a Doser error signal is issued when the parameter deviates from a target parameter, whereby the doser error signal indicates a malfunction of the sand doser.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixture of software and hardware, for example in a control unit.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also advantageous is a computer program product or computer program with program code that can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out, implement and/or control the steps of the method according to one of the embodiments described above, in particular when the program product or program is executed on a computer or device.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einem Sandungssystem mit einem Sanddosierer und einer Diagnosevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Diagnosevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Examples of the approach presented here are explained in more detail in the following description with reference to the figures. They show:
  • Fig. 1 a schematic representation of a rail vehicle with a sanding system with a sand dispenser and a diagnostic device according to an embodiment;
  • Fig. 2 a schematic representation of a diagnostic device according to an embodiment; and
  • Fig. 3 a flow chart of a method for performing a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present approach, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, whereby a repeated description of these elements is omitted.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs 100 mit einem Sandungssystem 105 mit einem Sanddosierer SD und einer Diagnosevorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 1 shows a schematic representation of a rail vehicle 100 with a sanding system 105 with a sand dispenser SD and a diagnostic device 110 according to an embodiment.

Das Sandungssystem 105 ist dazu ausgebildet, um einen Sandungsvorgang des Schienenfahrzeugs 100 durchzuführen. Bei dem Sandungsvorgang wird Sand oder ein anderes Schüttgut auf eine Schiene 120 vor das den Sand überrollende Rad RD oder direkt in einen Radschienenspalt 130 gebracht, um einen Reibwert zwischen dem Rad RD und der Schiene 120 zu erhöhen oder auf einen ursprünglich höheren Wert zu bringen, wodurch das Schienenfahrzeug 100 gebremst wird. Das Rad RD ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eines von vier Rädern RD, welche mittels eines Drehgestells DG mit dem Fahrzeug 100 verbunden sind. Ein Pfeil zeigt eine Fahrtrichtung 135 des Schienenfahrzeugs 100.The sanding system 105 is designed to carry out a sanding process of the rail vehicle 100. During the sanding process, sand or another bulk material is brought onto a rail 120 in front of the wheel RD rolling over the sand or directly into a wheel rail gap 130 in order to increase a coefficient of friction between the wheel RD and the rail 120 or to bring it to an originally higher value, whereby the rail vehicle 100 is braked. According to this embodiment, the wheel RD is one of four wheels RD which are connected to the vehicle 100 by means of a bogie DG. An arrow shows a direction of travel 135 of the rail vehicle 100.

Das Sandungssystem 105 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Sandkasten SK zum Bevorraten von Sand, den Sanddosierer SD und/oder ein Sandrohr SR zum Leiten des Sands vor das Rad RD oder in den Radschienenspalt 130. Der Sanddosierer SD ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Sandkasten SK und dem Sandrohr SR angeordnet und weist zumindest eine Sanddosiereinrichtung und/oder eine Sandfördereinrichtung auf. Die Sanddosiereinrichtung ist dazu ausgebildet, um eine bei dem Sandungsvorgang auszubringende Menge an Sand oder eines beliebigen anderen Schüttguts zu dosieren. Die Sandfördereinrichtung ist dazu ausgebildet, um den Sand oder das Schüttgut auf die Schiene 120 oder in den Radschienenspalt 130 zu befördern.According to this embodiment, the sanding system 105 has a sandbox SK for storing sand, the sand dispenser SD and/or a sand pipe SR for directing the sand in front of the wheel RD or into the wheel rail gap 130. According to this embodiment, the sand dispenser SD is arranged between the sandbox SK and the sand pipe SR and has at least one sand dosing device and/or a sand conveying device. The sand dosing device is designed to dose an amount of sand or any other bulk material to be applied during the sanding process. The sand conveying device is designed to convey the sand or the bulk material onto the rail 120 or into the wheel rail gap 130.

Die Diagnosevorrichtung 110 weist eine Erkennungseinrichtung 140 und eine Auswerteeinrichtung 145 auf. Die Erkennungseinrichtung 140 ist dazu ausgebildet, um zumindest einen Parameter des Sanddosierers SD des Sandungssystems 105 zu erkennen und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal 150 bereitzustellen. Die Auswerteeinrichtung 145 ist dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Erkennsignals 150 ein Dosiererfehlersignal 155 auszugeben, das eine Fehlfunktion des Sanddosierers SD anzeigt, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht.The diagnostic device 110 has a detection device 140 and an evaluation device 145. The detection device 140 is designed to detect at least one parameter of the sand dispenser SD of the sanding system 105 and to provide a detection signal 150 representing the parameter. The evaluation device 145 is designed to use the detection signal 150 to output a dosing error signal 155 which indicates a malfunction of the sand dosing device SD if the parameter deviates from a target parameter.

Lediglich beispielhaft ist die Erkennungseinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an oder in dem Sanddosierer SD und/oder die Auswerteeinrichtung 145 in eine Sandungssteuerung 160 des Sandungssystems 105 implementiert. Die Sandungssteuerung 160 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einer Fahrzeugsteuerung 165 des Schienenfahrzeugs 100 signaltechnisch verbunden. Die Fahrzeugsteuerung 165 wiederum weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Kommunikationsschnittstelle zu einem Fahrzeugführer 170 des Schienenfahrzeugs 100 auf.For example only, the detection device 140 according to this embodiment is implemented on or in the sand dispenser SD and/or the evaluation device 145 in a sanding control 160 of the sanding system 105. According to this embodiment, the sanding control 160 is connected in terms of signals to a vehicle control 165 of the rail vehicle 100. According to this embodiment, the vehicle control 165 in turn has a communication interface to a vehicle driver 170 of the rail vehicle 100.

Bei dem Parameter des Sanddosierers SD handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um einen beliebigen Betriebsparameter während eines Betriebs des Sanddosierers SD, beispielsweise um einen während des Betriebs der Sanddosiereinrichtung sensierten Sensorwert der Sanddosiereinrichtung und/oder einen während des Betriebs der Sandfördereinrichtung sensierten Sensorwert der Sandfördereinrichtung. Der Sollparameter ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ein intern in der Sandungssteuerung 160 gespeicherter, in Form eines Sollparametersignals 175 einlesbarer Vergleichswert oder ein von der Diagnosevorrichtung 110 in Form des Sollparametersignals 175 von extern von der Sandungssteuerung 160 einlesbarer Vergleichswert. Die Auswerteeinrichtung 145 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um den Parameter mit dem Sollparameter zu vergleichen. Die Erkennungseinrichtung 140 weist zum Erkennen des Parameters gemäß einem Ausführungsbeispiel zumindest einen Sensor auf. Die Auswerteeinrichtung 145 ist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um ein Aktivierungssignal 180 auszugeben, um eine Funktion des Sanddosierers SD zu bewirken, um den Parameter zu erhalten.According to this exemplary embodiment, the parameter of the sand dosing device SD is any operating parameter during operation of the sand dosing device SD, for example a sensor value of the sand dosing device sensed during operation of the sand dosing device and/or a sensor value of the sand conveying device sensed during operation of the sand conveying device. According to one exemplary embodiment, the target parameter is a comparison value stored internally in the sanding control 160 and readable in the form of a target parameter signal 175 or a comparison value readable by the diagnostic device 110 in the form of the target parameter signal 175 from outside the sanding control 160. According to one exemplary embodiment, the evaluation device 145 is designed to compare the parameter with the target parameter. According to one exemplary embodiment, the detection device 140 has at least one sensor for detecting the parameter. The evaluation device 145 is further designed according to this embodiment to output an activation signal 180 in order to cause a function of the sand dispenser SD in order to obtain the parameter.

Dank der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 ist es möglich, im laufenden Fahrbetrieb einen Ausfall der Sanddosiereinrichtung und/oder Sandfördereinrichtung aufzudecken und/oder in regelmäßigen Abständen ohne Unterbrechung des Farbetriebs die Funktion der Sanddosier- und Sandfördereinrichtung zu überprüfen.Thanks to the diagnostic device 110 presented here, it is possible to detect a failure of the sand dosing device and/or sand conveying device during ongoing driving operation and/or to check the function of the sand dosing and sand conveying device at regular intervals without interrupting the paint operation.

Somit ist vorteilhafterweise eine Anrechnung des Sandungssystems 105 zu risikomindernden Maßnahmen - im Konkreten zu Bremsweg-reduzierenden Maßnahmen - möglich.It is therefore advantageously possible to include the sanding system 105 in risk-reducing measures - specifically, in braking distance-reducing measures.

Der hier vorgestellte Ansatz betrifft eine Diagnosevorrichtung 110 für eine mechanische Sanddosiereinrichtung und eine pneumatische Sandfördereinrichtung des Sandungssystems 105 des Schienenfahrzeugs 100, wobei die Sanddosiereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel durch zumindest einen elektrisch oder pneumatisch betriebenen Dosierhubkolben realisiert ist, welcher während des Dosierens in periodischen Mustern geöffnet und geschlossen wird.The approach presented here relates to a diagnostic device 110 for a mechanical sand dosing device and a pneumatic sand conveying device of the sanding system 105 of the rail vehicle 100, wherein the sand dosing device according to one embodiment is realized by at least one electrically or pneumatically operated dosing piston, which is opened and closed in periodic patterns during dosing.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Diagnosevorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von Fig. 1 beschriebenen Diagnosevorrichtung 110 handeln. Fig. 2 shows a schematic representation of a diagnostic device 110 according to an embodiment. This can be an embodiment of the Fig. 1 described diagnostic device 110.

Die Erkennungseinrichtung 145 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um als den Parameter eine Position des Dosierhubkolbens, im Folgenden auch "Hubkolben" HK genannt, der Sanddosiereinrichtung SDE des Sandungssystems 105 zu erkennen und als das Erkennsignal ein die Position repräsentierendes Positionssignal 200 bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Positionssignals 200 als das Dosiererfehlersignal 155 ein Sanddosierfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sanddosiereinrichtung SDE anzeigt, wenn die Position von einer Sollposition abweicht. Die Sollposition repräsentiert gemäß einem Ausführungsbeispiel eine abhängig von einem angeforderten Sandungsvorgang geforderte Sollposition des Hubkolbens HK.According to this exemplary embodiment, the detection device 145 is designed to detect a position of the metering piston, also referred to below as "piston" HK, of the sand metering device SDE of the sanding system 105 as the parameter and to provide a position signal 200 representing the position as the detection signal, wherein the evaluation device 145 is designed to output a sand metering error signal using the position signal 200 as the metering device error signal 155, which indicates a malfunction of the sand metering device SDE if the position deviates from a target position. According to one exemplary embodiment, the target position represents a target position of the piston HK required depending on a requested sanding process.

Die Diagnosevorrichtung 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Aktivierungseinrichtung 205 auf, die dazu ausgebildet ist, um das Aktivierungssignal 180 auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um eine Kolbenbewegung des Hubkolbens HK an die Sollposition zu bewirken. Die Aktivierungseinrichtung 205 ist hierbei gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um das Aktivierungssignal 180 auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Kolbenbewegung des Hubkolbens HK an die Sollposition zu bewirken, die eine geöffnete Offenposition des Hubkolbens HK repräsentiert. Als die Offenposition ist ein geöffneter Zustand des Hubkolbens HK zu verstehen, in der eine Ausgabe von Sand erst möglich sein. Das Aktivierungssignal 180 bewirkt gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Aktivieren eines Hubmagneten HM der Sanddosiereinrichtung SDE derart, dass der Hubkolben HK in periodischen Mustern geöffnet und geschlossen wird. Die Aktivierungseinrichtung 205 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um das Aktivierungssignal 180 ansprechend auf eine manuell bewirkte eingelesene Betätigung und/oder in einem definierten zeitlichen Intervall, insbesondere in einem Pulsweitenmodulationsintervall, automatisch auszugeben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Aktivierungssignal 180 bei einem Sandungsvorgang als ein Pulsweitenmodulationssignal, kurz "PWM-Signal", mit einer Frequenz von 3,3 Hz und/oder einem Tastgrad zwischen 30 Prozent und 60 Prozent ausgegeben.According to this embodiment, the diagnostic device 110 has an activation device 205 which is designed to output the activation signal 180 which is designed to cause a piston movement of the reciprocating piston HK to the target position. The activation device 205 is designed according to this embodiment to output the activation signal 180 which is designed to cause the piston movement of the reciprocating piston HK to to bring about the target position, which represents an open position of the lifting piston HK. The open position is to be understood as an open state of the lifting piston HK in which sand can only be dispensed. According to one embodiment, the activation signal 180 activates a lifting magnet HM of the sand dosing device SDE in such a way that the lifting piston HK is opened and closed in periodic patterns. According to this embodiment, the activation device 205 is designed to automatically output the activation signal 180 in response to a manually induced, read-in actuation and/or in a defined time interval, in particular in a pulse width modulation interval. According to one embodiment, the activation signal 180 is output during a sanding process as a pulse width modulation signal, or "PWM signal" for short, with a frequency of 3.3 Hz and/or a duty cycle of between 30 percent and 60 percent.

Die Erkennungseinrichtung 140 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um als die Position die Offenposition des Hubkolbens HK zu erkennen und ein die Offenposition repräsentierendes Offensignal 230 bereitzustellen und/oder eine Geschlossenposition des Hubkolbens HK zu erkennen und ein die Geschlossenposition repräsentierendes Geschlossensignal 215 bereitzustellen und/oder zumindest eine Mittelposition des Hubkolbens HK zwischen der Offenposition und der Geschlossenposition zu erkennen und ein die Mittelposition repräsentierendes Mittelsignal bereitzustellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet, um das Dosiererfehlersignal auszugeben, wenn ansprechend auf eine Ausgabe des Aktivierungssignals 180 innerhalb eines definierten Zeitraums das Geschlossensignal und/oder das Mittelsignal eingelesen werden und/oder kein Offensignal 230 eingelesen wird.According to this exemplary embodiment, the detection device 140 is designed to detect the open position of the reciprocating piston HK as the position and to provide an open signal 230 representing the open position and/or to detect a closed position of the reciprocating piston HK and to provide a closed signal 215 representing the closed position and/or to detect at least one middle position of the reciprocating piston HK between the open position and the closed position and to provide a middle signal representing the middle position. According to one exemplary embodiment, the evaluation device 145 is designed to output the dosing device error signal if, in response to an output of the activation signal 180 within a defined period of time, the closed signal and/or the middle signal are read in and/or no open signal 230 is read in.

Zum Erkennen der Position weist die Erkennungseinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen Reedsensor 220, Annäherungssensor, Mikroschalter, Triangulationsentfernungsmesser und/oder Dauermagneten auf. Der Reedsensor 220 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Reedkontaktpaar auf, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der Geschlossenposition des Hubkolbens HK in einer geschlossenen Stellung RS-G angeordnet ist, in der der Reedsensor 220 gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Geschlossensignal 215 bereitstellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Reedkontaktpaar in der Geschlossenposition des Hubkolbens HK in einer geschlossenen Stellung angeordnet, in der der Reedsensor 220 das Geschlossensignal bereitstellt und/oder in der Mittelposition des Hubkolbens HK in der geöffneten Stellung angeordnet, in der der Reedsensor 220 ebenfalls das Offensignal bereitstellt.To detect the position, the detection device 140 according to this embodiment has at least one reed sensor 220, proximity sensor, microswitch, triangulation rangefinder and/or permanent magnet. The reed sensor 220 according to this embodiment has a reed contact pair, which according to this embodiment is arranged in the closed position of the reciprocating piston HK in a closed position RS-G, in which the reed sensor 220 according to this embodiment, provides the closed signal 215. According to one embodiment, the reed contact pair is arranged in a closed position in the closed position of the reciprocating piston HK, in which the reed sensor 220 provides the closed signal and/or in the middle position of the reciprocating piston HK in the open position, in which the reed sensor 220 also provides the open signal.

Die Erkennungseinrichtung 140 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen weiteren Reedsensor 225 auf, der ein weiteres Reedkontaktpaar aufweist, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der Offenposition des Hubkolbens in einer geöffneten Stellung RS-O angeordnet ist. Der weitere Reedsensor 225 ist dazu ausgebildet, um als ein weiteres Positionssignal 200 ein eine geöffnete Stellung RS-O des weiteren Reedkontaktpaares repäsentierendes erstes Rückmeldesignal 230 an die Auswerteeinrichtung 145 bereitzustellen und/oder ein eine geschlossene Stellung des weiteren Reedkontaktpaares repäsentierendes zweites Rückmeldesignal an die Auswerteeinrichtung 145 bereitzustellen.According to this embodiment, the detection device 140 has at least one further reed sensor 225, which has a further reed contact pair, which according to this embodiment is arranged in an open position RS-O in the open position of the reciprocating piston. The further reed sensor 225 is designed to provide a first feedback signal 230 to the evaluation device 145 as a further position signal 200, representing an open position RS-O of the further reed contact pair, and/or to provide a second feedback signal to the evaluation device 145, representing a closed position of the further reed contact pair.

Die Erkennungseinrichtung 140 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um als den Parameter einen Förderdruck der Sandfördereinrichtung SFE eines Sandförderers SF des Sanddosierers SD des Sandungssystems zu erkennen und als das Erkennsignal ein den Förderdruck repräsentierendes Förderdrucksignal 233 bereitzustellen, wobei die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Förderdrucksignals 233 als das Dosiererfehlersignal 155 ein Druckfehlersignal auszugeben, das eine Fehlfunktion der Sandfördereinrichtung SFE anzeigt, wenn der Förderdruck von einem Sollförderdruck abweicht. Der Sollförderdruck ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein gespeicherter Wert.According to this embodiment, the detection device 140 is designed to detect a delivery pressure of the sand conveyor SFE of a sand conveyor SF of the sand doser SD of the sanding system as the parameter and to provide a delivery pressure signal 233 representing the delivery pressure as the detection signal, wherein the evaluation device 145 is designed to use the delivery pressure signal 233 as the doser error signal 155 to output a pressure error signal that indicates a malfunction of the sand conveyor SFE if the delivery pressure deviates from a target delivery pressure. According to this embodiment, the target delivery pressure is a stored value.

Zum Erkennen des Förderdrucks weist die Erkennungseinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen Förderdrucksensor FDS auf. Ansprechend auf ein von der Sandungssteuerung 160 oder der Auswerteeinrichtung 145 ausgegebenes weiteres Aktivierungssignal 235 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Magnetventil MV geöffnet, das über einen Absperrhahn AH mit einem Druckluftbehälter einer Hauptluftbehälterleitung HBL des Schienenfahrzeugs verbunden ist. Der Förderdrucksensor FDS ist dazu angeordnet und ausgebildet, um den Förderdruck einer Förderluft 240 zu sensieren, welche bei dem Sandungsvorgang in den Sandförderer SF geleitet wird, um einen Sandfluss 245 des dosierten Sands durch das Sandrohr SR zu bewirken.In order to detect the delivery pressure, the detection device 140 according to this embodiment has at least one delivery pressure sensor FDS. In response to a further activation signal 235 issued by the sanding control 160 or the evaluation device 145, a solenoid valve MV is opened according to this embodiment, which is connected via a shut-off valve AH to a compressed air tank of a main air tank line HBL of the rail vehicle. The Conveying pressure sensor FDS is arranged and designed to sense the conveying pressure of a conveying air 240 which is fed into the sand conveyor SF during the sanding process in order to cause a sand flow 245 of the metered sand through the sand pipe SR.

Die Auswerteeinrichtung 145 ist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfunktionssignal 250 auszugeben, das eine korrekte Funktion des Sanddosierers SD anzeigt, wenn der Parameter mit dem Sollparameter übereinstimmt. So ist die Auswerteeinrichtung 145 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Positionssignals 200 ein Sanddosierfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sanddosiereinrichtung SDE anzeigt, wenn die Position mit der Sollposition übereinstimmt und/oder, um unter Verwendung des Förderdrucksignals 233 ein Druckfunktionssignal auszugeben, das eine korrekte Funktion der Sandfördereinrichtung SFE anzeigt, wenn der Förderdruck mit dem gespeicherten Sollförderdruck übereinstimmt.According to this exemplary embodiment, the evaluation device 145 is further designed to use the detection signal to output a dosing function signal 250 that indicates correct function of the sand dosing device SD when the parameter matches the target parameter. Thus, according to this exemplary embodiment, the evaluation device 145 is designed to use the position signal 200 to output a sand dosing function signal that indicates correct function of the sand dosing device SDE when the position matches the target position and/or to use the delivery pressure signal 233 to output a pressure function signal that indicates correct function of the sand delivery device SFE when the delivery pressure matches the stored target delivery pressure.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet, um das Dosiererfehlersignal 155 auszugeben, das dazu ausgebildet ist, um die Fehlfunktion des Sanddosierers SD für den Fahrzeugführer des Schienenfahrzeugs optisch, haptisch und/oder akustisch wahrnehmbar anzuzeigen und/oder das Dosiererfunktionssignal 250 für den Fahrzeugführer optisch, haptisch und/oder akustisch wahrnehmbar anzuzeigen.According to this embodiment, the evaluation device 145 is designed to output the dosing device error signal 155, which is designed to indicate the malfunction of the sand dosing device SD to the driver of the rail vehicle in an optical, haptic and/or acoustically perceptible manner and/or to indicate the dosing device function signal 250 to the driver in an optical, haptic and/or acoustically perceptible manner.

Ein grundsätzlicher Erfindungsgedanke ist es, die Position des Hubkolbens HK mittels Sensoren 220, 225 zu erfassen. Die zu erfassende Position des Hubkolbens HK ist zumindest die Offenposition. Weitere vorteilhaft zu erfassende Positionen sind gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Reihenfolge die Geschlossenposition, die Mittelposition und/oder eine kontinuierlich erfasste Position des Hubkolbens HK. Geeignete Sensoren 220, 225 zur Positionserfassung sind unter anderem gemäß einem Ausführungsbeispiel Reedkontakte, induktive Annäherungssensoren, Mikroschalter, Triangulationsentfernungsmesser. Aus einer zeitlichen Positionserfassung kann die Auswerteeinrichtung 145 auf eine Funktion oder einen Ausfall des Hubkolbens HK schließen. Weiters kann die Auswerteeinrichtung 145 auf die ausgebrachte Sandmenge schließen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 145 dazu ausgebildet, um eine fehlerhafte Aktivierung des Sandungsvorganges zu detektieren, wenn erkannt wird, dass trotz fehlendem Aktivierungssignal 180 der Hubkolben HK eine Bewegung ausführt.A basic inventive idea is to detect the position of the reciprocating piston HK using sensors 220, 225. The position of the reciprocating piston HK to be detected is at least the open position. According to one embodiment, other advantageous positions to be detected are in the order of the closed position, the middle position and/or a continuously detected position of the reciprocating piston HK. Suitable sensors 220, 225 for position detection are, among others, according to one embodiment, reed contacts, inductive proximity sensors, microswitches, triangulation distance meters. From a temporal position detection, the evaluation device 145 can respond to a function or a Failure of the lifting piston HK. Furthermore, the evaluation device 145 can determine the amount of sand applied. According to one embodiment, the evaluation device 145 is designed to detect a faulty activation of the sanding process if it is recognized that the lifting piston HK is moving despite the lack of an activation signal 180.

Eine regelmäßige Überprüfung der Funktion der Dosiereinrichtung SDE wird gemäß einem Ausführungsbeispiel durch sehr kurzes Aktivieren des Hubkolbens HK und somit ohne oder ohne erheblichen Sandaustritt und der entsprechenden Überprüfung der Hubkolbenbewegung durch das Aktivierungssignal 180 realisiert. Eine regelmäßige Überprüfung der Funktion der Sandfördereinrichtung SFE wird zusätzlich oder alternativ gemäß einem Ausführungsbeispiel durch kurzes Aktivieren des Förderdrucks durch das weitere Aktivierungssignal 235 und somit ohne oder ohne erheblichen Luftverlust und der entsprechenden Überprüfung des aufgebauten Förderdruckes realisiert. Wobei ein zu hoher Förderdruck auf eine Verstopfung des Systems und ein zu niedrig aufgebauter Förderdruck auf eine Undichtheit des Systems hinweist. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die Sanddosiereinrichtung SDE und/oder Sandfördereinrichtung SFE zu beliebigen Zeitpunkten und beliebig oft getestet werden können, ohne, dass eine erhebliche Menge Sand oder Luft austritt und, ohne, dass der Fahrbetrieb eingeschränkt ist.According to one embodiment, a regular check of the function of the dosing device SDE is carried out by very briefly activating the lifting piston HK and thus without or without significant sand escaping and the corresponding check of the lifting piston movement by the activation signal 180. A regular check of the function of the sand conveying device SFE is additionally or alternatively carried out according to one embodiment by briefly activating the delivery pressure by the further activation signal 235 and thus without or without significant air loss and the corresponding check of the delivery pressure built up. A delivery pressure that is too high indicates a blockage in the system and a delivery pressure that is too low indicates a leak in the system. This has the advantage that the sand dosing device SDE and/or sand conveying device SFE can be tested at any time and as often as desired without a significant amount of sand or air escaping and without driving being restricted.

Es folgt die Beschreibung zweier Anwendungsbeispiele der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 im Zusammenhang mit einem elektrischen Hubkolben HK mit zumindest zwei Reedkontakten als Positionssensor des Hubkolbens HK.The following is a description of two application examples of the diagnostic device 110 presented here in connection with an electric reciprocating piston HK with at least two reed contacts as position sensors of the reciprocating piston HK.

Im ersten Anwendungsbeispiel wird eine Sandungsanforderung mit Diagnose unter Verwendung der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 beschrieben:
Der Fahrzeugführer oder auch z. B. der Gleitschutz fordert über die Fahrzeugsteuerung während der Fahrt die Sandung bei der Sandungssteuerung 160 an. Die Sandungssteuerung 160 aktiviert die Sanddosiereinrichtung SDE und die Sandfördereinrichtung SFE des Sanddosierers SD. Der Hubmagnet HM der Sanddosiereinrichtung SDE wird dabei periodisch über ein PWM-Signal aktiviert und der Hubkolben HK entsprechend bewegt. Am Hubkolben HK ist ein Dauermagnet montiert. Die Reedkontakte 220, 225, welche in geeigneter Position nahe des Dauermagneten des Hubkolbens HK montiert sind, detektieren diese periodischen Positionsänderungen des Hubkolbens HK. Diese Positionssignale 200 werden von der Sandungssteuerung 160, hier der Auswerteeinrichtung 145, aufgenommen und ausgewertet. Die Aktivierungssignale 180 werden mit den Positionssignalen 200 verglichen. Eine entsprechende Abweichung der Signale voneinander wird als Fehler erkannt. Die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Sandungsanforderung wird an die Fahrzeugsteuerung gemeldet, welche dies weiter an den Fahrzeugführer meldet. Gleichzeitig wird der Sandförderer SF mit Förderluft 240 versorgt, welche durch das von der Sandungssteuerung 160 angesteuerte Magnetventil MV aktiviert wird. Der Förderdrucksensor FDS meldet den anliegenden Druck und somit die korrekte oder inkorrekte Funktion zurück an die Sandungssteuerung 160, hier die Auswerteeinrichtung 145. Der anliegende Förderdruck (Rückmeldungssignal) wird mit dem abgespeicherten Solldruck verglichen. Eine Abweichung der Signale voneinander wird als Fehler erkannt. Die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Sandungsanforderung wird auch hier an die Fahrzeugsteuerung gemeldet, welche dies weiter an den Fahrzeugführer meldet.In the first application example, a sanding request with diagnosis is described using the diagnostic device 110 presented here:
The vehicle driver or, for example, the anti-skid device requests sanding from the sanding control 160 via the vehicle control system while driving. The sanding control 160 activates the sand dosing device SDE and the sand conveying device SFE of the sand doser SD. The lifting magnet HM of the sand dosing device SDE is periodically activated via a PWM signal and the lifting piston HK moves accordingly. A permanent magnet is mounted on the lifting piston HK. The reed contacts 220, 225, which are mounted in a suitable position near the permanent magnet of the lifting piston HK, detect these periodic position changes of the lifting piston HK. These position signals 200 are received and evaluated by the sanding control 160, here the evaluation device 145. The activation signals 180 are compared with the position signals 200. A corresponding deviation of the signals from one another is recognized as an error. The correct or incorrect execution of the sanding request is reported to the vehicle control, which then reports this to the vehicle driver. At the same time, the sand conveyor SF is supplied with conveying air 240, which is activated by the solenoid valve MV controlled by the sanding control 160. The delivery pressure sensor FDS reports the applied pressure and thus the correct or incorrect function back to the sanding control 160, here the evaluation device 145. The applied delivery pressure (feedback signal) is compared with the stored target pressure. A deviation between the signals is recognized as an error. The correct or incorrect execution of the sanding request is also reported here to the vehicle control, which then reports this to the vehicle driver.

Im zweiten Anwendungsbeispiel wird eine automatische Diagnoseanforderung unter Verwendung der hier vorgestellten Diagnosevorrichtung 110 beschrieben:
Die Diagnoseanforderung wird automatisch in regelmäßigen Abständen von der Sandungssteuerung 160, hier der Auswerteeinrichutng 145, selbstständig ausgelöst. Der Vorgang entspricht dem der Sandungsanforderung, nur dass die durch das Aktivierungssignal 180 bewirkte Anforderung so kurz gewählt ist, dass der Hubkolben HK gerade nur einen vollständigen Hub von der Geschlossenposition zur Offenposition und zurück absolvieren kann und der durch das weitere Aktivierungssignal 235 bewirkte Förderdruck bei vorausgesetzt korrekter Funktion die Möglichkeit hat, sich bis zum Solldruck auszubilden. Auch hier wird die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Diagnoseanforderung an die Fahrzeugsteuerung gemeldet, welche dies bei negativem Ergebnis, d. h. Ausfall der Sanddosiereinrichtung SDE, weiter an den Fahrzeugführer meldet.In the second application example, an automatic diagnostic request is described using the diagnostic device 110 presented here:
The diagnostic request is automatically triggered at regular intervals by the sanding control 160, here the evaluation device 145. The process corresponds to that of the sanding request, except that the request caused by the activation signal 180 is selected to be so short that the lifting piston HK can only complete one complete stroke from the closed position to the open position and back and the delivery pressure caused by the further activation signal 235 has the opportunity to build up to the target pressure, assuming correct function. Here too, the correct or incorrect execution of the diagnostic request is reported to the vehicle control, which reports this to the driver in the event of a negative result, i.e. failure of the sand dosing device SDE.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dieses Verfahren 300 ist von der in Fig. 1 oder 2 beschriebenen Diagnosevorrichtung ansteuerbar und/oder durchführbar. Fig. 3 shows a flow chart of a method 300 for carrying out a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle according to an embodiment. This method 300 is different from the method in Fig. 1 or 2 described diagnostic device can be controlled and/or carried out.

Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 305 des Erkennens und einen Schritt 310 des Ausgebens. Im Schritt 305 des Erkennens wird ein Parameter des Sanddosierers erkannt und ein den Parameter repräsentierendes Erkennsignal bereitgestellt. Im Schritt 310 des Ausgebens wird unter Verwendung des Erkennsignals ein Dosiererfehlersignal ausgegeben, wenn der Parameter von einem Sollparameter abweicht, wobei das Dosiererfehlersignal eine Fehlfunktion des Sanddosierers anzeigt.The method 300 comprises a detection step 305 and an output step 310. In the detection step 305, a parameter of the sand dispenser is detected and a detection signal representing the parameter is provided. In the output step 310, a dispenser error signal is output using the detection signal if the parameter deviates from a target parameter, the dispenser error signal indicating a malfunction of the sand dispenser.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine "und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an embodiment includes an "and/or" connection between a first feature and a second feature, this is to be read as meaning that the embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and according to another embodiment has either only the first feature or only the second feature.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

AHUH
Absperrhahnstopcock
DGDG
Drehgestellbogie
FDSFDS
Förderdrucksensordischarge pressure sensor
HBLHBL
Hauptluftbehälterleitungmain air tank line
HKHK
Hubkolbenpiston
HMHM
Hubmagnetlifting magnet
MVMV
Magnetventilsolenoid valve
RDRD
Radwheel
RS-ORS-O
Sensor geöffnete HK Stellung detektierendSensor detecting open HK position
RS-GRS-G
Sensor geschlossene HK Stellung detektierendSensor detecting closed HK position
SDSD
Sanddosierersand dispenser
SDESDE
Sanddosiereinrichtungsand dosing device
SFSF
Sandförderersand conveyor
SFESFE
Sandfördereinrichtungsand conveyor
SKSK
Sandkastensandbox
SRSR
Sandrohrsand pipe
100100
Schienenfahrzeugrail vehicle
105105
Sandungssystemsanding system
110110
Diagnosevorrichtungdiagnostic device
120120
Schienerail
130130
Radschienenspaltwheel rail gap
135135
Fahrtrichtungdirection of travel
140140
Erkennungseinrichtungdetection device
145145
Auswerteeinrichtungevaluation device
150150
Erkennsignalsdetection signal
155155
Dosiererfehlersignaldosing error signal
160160
Sandungssteuerungsanding control
165165
Fahrzeugsteuerungvehicle control
170170
Fahrzeugführerdriver
175175
Sollparametersignaltarget parameter signal
180180
Aktivierungssignalactivation signal
200200
Positionssignalposition signal
205205
Aktivierungseinrichtungactivation device
215215
Offensignalopen signal
220220
Reedsensorreed sensor
225225
weiterer Reedsensoradditional reed sensor
230230
Geschlossensignalclosed signal
233233
Förderdrucksignaldischarge pressure signal
235235
weiteres Aktivierungssignalfurther activation signal
240240
Förderluftconveying air
245245
SandflussSand River
250250
Dosiererfunktionssignaldosing function signal
300300
Verfahren zum Durchführen einer Diagnose für einen Sanddosierer für ein Sandungssystem für ein SchienenfahrzeugMethod for performing a diagnosis for a sand dispenser for a sanding system for a rail vehicle
305305
Schritt des Erkennensstep of recognition
310310
Schritt des Ausgebensstep of spending

Claims (12)

  1. Diagnostic apparatus (110) for a sand metering device (SD) for a sanding system (105) for a rail vehicle (100), wherein the diagnostic apparatus (110) comprises the following features:
    a detection device (140), which is configured to detect at least one parameter of the sand metering device (SD) of the sanding system (105) and to provide a detection signal (150) representing the parameter, and
    an evaluation device (145), which is configured to output a metering error signal (155) using the detection signal (150), which metering error signal indicates a malfunction of the sand metering device (SD) when the parameter differs from a target parameter,
    characterized in that
    the detection device (140) is configured to identify as the parameter a position of a reciprocating piston (HK) of a sand metering device (SDE) of the sanding system (105) and to provide as the detection signal (150) a position signal (200) representing the position, wherein the evaluation device (145) is configured to output a sand metering error signal using the position signal (200) as the metering error signal (155), which sand metering error signal indicates a malfunction of the sand metering device (SDE) if the position deviates from a target position.
  2. Diagnostic apparatus (110) according to claim 1, comprising an activation device (205), which is configured to output an activation signal (180) which is configured to cause a piston movement of the reciprocating piston (HK) to the target position.
  3. Diagnostic apparatus (110) according to claim 2, wherein the activation device (205) is configured to output the activation signal (180) which is configured to cause the piston movement of the reciprocating piston (HK) to the target position, which target position represents an opened open position of the reciprocating piston (HK).
  4. Diagnostic apparatus (110) according to claim 2 or 3, wherein the activation device (205) is configured to automatically output the activation signal (180) in response to a manually read-in actuation and/or at a defined time interval, in particular at a pulse width modulation interval.
  5. Diagnostic apparatus (110) according to any one of the preceding claims, wherein the detection device (140) is configured to detect an open position of the reciprocating piston (HK) as the position, and to provide an open signal (215) representing the open position, and/or to detect a closed position of the reciprocating piston (HK), and to provide a closed signal representing the closed position, and/or to detect at least one central position of the reciprocating piston (HK) between the open position and the closed position, and to provide a central signal representing the central position.
  6. Diagnostic apparatus (110) according to any one of the preceding claims, wherein the detection device (140) is configured to detect, as the parameter, a conveying pressure of a sand conveying device (SFE) of the sanding system (105), and to provide, as the detection signal (150), a conveying pressure signal (233) representing the conveying pressure, wherein the evaluation device (145) is configured to output a pressure error signal using the conveying pressure signal (233) as the metering error signal (155), which pressure error signal indicates a malfunction of the sand conveying device (SFE) if the conveying pressure deviates from a target conveying pressure.
  7. Diagnostic apparatus (110) according to any one of the preceding claims, wherein the detection device (140) comprises at least one reed sensor (220, 225), proximity sensor, microswitch, triangulation range finder, permanent magnet and/or at least one conveying pressure sensor (FDS).
  8. Diagnostic apparatus (110) according to any one of the preceding claims, wherein the evaluation device (145) is configured to output a metering function signal (250) using the detection signal (150), which metering function signal indicates a correct function of the sand metering device (SD) if the parameter corresponds to the target parameter.
  9. Diagnostic apparatus (110) according to any one of the preceding claims, wherein the evaluation device (145) is configured to output the metering error signal (155) which is configured to indicate perceptibly the malfunction of the sand metering device (SD) to a driver (170) of the rail vehicle (100).
  10. Method (300) for performing a diagnosis for a sand metering device (SD) for a sanding system (105) for a rail vehicle (100), wherein the method (300) comprises the following steps:
    detecting (305) a parameter of the sand metering device (SD) and providing a detection signal (150) representing the parameter, and
    outputting (310) a metering error signal (155) using the detection signal (150), if the parameter deviates from a target parameter, wherein the metering error signal (155) indicates a malfunction of the sand metering device (SD),
    characterized in that
    in the detection step (305), a position of a reciprocating piston (HK) of a sand metering device (SDE) of the sanding system (105) is detected as the parameter, and a position signal (200) representing the position is provided as the detection signal (150), wherein in output step (310), using the position signal (200) as the metering error signal (155), a sand metering error signal is output, which indicates a malfunction of the sand metering device (SDE) if the position differs from a target position.
  11. Computer program which is configured to execute and/or control the method (300) according to claim 10.
  12. Machine-readable storage medium, on which the computer program according to claim 11 is stored.
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