用于軌道車輛的動力制動器的制動力檢測的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于軌道車輛（10）的控制裝置（28），所述軌道車輛（10）包括帶有至少一個動態(tài)制動裝置（17）和至少一個其他的制動裝置（23，24，26）的制動設(shè)備?？刂蒲b置（28）設(shè)計(jì)用于基于表示軌道車輛的總減速的減速數(shù)據(jù)、表示軌道車輛的行車阻力的行車阻力數(shù)據(jù)和表示由至少一個其他的制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)來確定在制動期間由動態(tài)制動裝置（17）施加的制動力。此外本發(fā)明涉及一種包括所述控制裝置（28）的制動設(shè)備、一種軌道車輛（10）和一種相應(yīng)的方法。
【專利說明】用于軌道車輛的動力制動器的制動力檢測
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于具有制動設(shè)備的軌道車輛的控制裝置，一種制動設(shè)備，一種軌道車輛和一種用于確定由動態(tài)制動裝置施加的制動力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代的軌道車輛包括帶有制動裝置的制動設(shè)備，該制動裝置可以以各種方式起作用。例如壓力操控制動裝置，尤其是氣動式制動裝置經(jīng)常被設(shè)置為行車制動裝置。可以使用附加的動力制動器來輔助行車制動器，例如電動力制動器、旋轉(zhuǎn)渦流制動器或液力動力制動器。動態(tài)制動裝置包括取決于附著力的制動器，所述取決于附著力的制動器的制動力通過車輪與軌道的接觸傳遞給軌道。因此在緊急情況下所述制動器與常規(guī)的、同樣取決于附著力的行車制動器互相作用。與之相比的，其制動力獨(dú)立于附著力地傳遞在車輪和軌道之間的制動器通常被稱為與附著力無關(guān)的制動器。與附著力無關(guān)的制動器的一個例子為磁軌制動器，該磁軌制動器可以實(shí)現(xiàn)其與軌道的直接的摩擦接觸，并通過該摩擦接觸傳遞制動力。為了實(shí)現(xiàn)在制動過程中對這類動力制動器的制動效果的估算與控制，尤其是為了避免，當(dāng)其和其他取決于附著力的制動器互相作用時對車輪過度制動，需要對由動力制動器施加的制動力進(jìn)行檢測。而與此相關(guān)的傳感器裝置則非常復(fù)雜并且昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的為，提供一種有效且低成本的用于檢測由動力制動器的制動力的可行方案。
[0004]上述目的通過獨(dú)立的權(quán)利要求中的特征來實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明其他優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案和變型方案由相關(guān)的權(quán)利要求給出。
[0006]本發(fā)明涉及一種用于軌道車輛的控制裝置，其中，軌道車輛具有制動設(shè)備，該制動設(shè)備具有至少一個動態(tài)制動裝置和至少一個其他的制動裝置。控制裝置設(shè)計(jì)用于，基于表示軌道車輛總減速的減速數(shù)據(jù)、表示軌道車輛的行車阻力的行車阻力數(shù)據(jù)和表示由至少一個其他的制動裝置施加的制動力，確定在制動期間由動態(tài)制動裝置施加的制動力。由此可以由與其他車輛系統(tǒng)的制動有關(guān)的數(shù)據(jù)，來確定由動態(tài)制動裝置施加的制動力。因此可以省去用于檢測由至少一個動態(tài)制動裝置施加的制動力的特定傳感器?？商娲蚋郊拥乜梢栽O(shè)置，將由動態(tài)制動裝置的制動力傳感器所檢測的制動力，與以減速數(shù)據(jù)、行車阻力數(shù)據(jù)和制動數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)所確定的制動力進(jìn)行比較，如為了進(jìn)行合理性測試、校準(zhǔn)和/或校正?？刂蒲b置可以設(shè)計(jì)用于，基于至少一個車輛參數(shù)和/或車輛速度來確定由至少一個動態(tài)制動裝置施加的制動力。舉例來說，車輛參數(shù)可以表示為車輛重量和/或車輛負(fù)載。特別地，動態(tài)制動裝置可以是一種取決于附著力的制動裝置，該取決于附著力的制動裝置通過車輪-軌道-接觸傳遞制動力。特別地，動態(tài)制動裝置可以包括至少一個電動力制動器、旋轉(zhuǎn)渦流制動器和/或液力動力制動器。至少一個其他的制動裝置可以包括一個取決于附著力或一個與附著力無關(guān)的制動裝置，該制動裝置不屬于動態(tài)制動裝置。可以設(shè)置摩擦制動裝置作為取決于附著力的其他的制動裝置，例如閘瓦式制動器、盤式制動器或組合式閘瓦/盤制動裝置。摩擦制動裝置可以是壓力操控的制動裝置，如氣動式或液壓式摩擦制動裝置?？梢栽O(shè)置軌道制動器作為與附著力無關(guān)的制動裝置，尤其是磁軌制動器或線性渦流制動器，或設(shè)置為空氣動力制動器。制動裝置一般包括一個或多個制動器，這些制動器可以設(shè)置用于對各種輪軸和/或轉(zhuǎn)向架進(jìn)行制動。制動裝置的制動器可以具有相同的類型。多個制動器可以被分開驅(qū)控?？梢栽O(shè)置一個或多個這種類型的非動態(tài)制動裝置。一般地，表示變量或狀態(tài)的數(shù)據(jù)，可以直接說明其所代表的變量和狀態(tài)?？梢栽O(shè)想的是，基于這類數(shù)據(jù)可以確定相應(yīng)的變量和相應(yīng)的狀態(tài)，如通過執(zhí)行變換和/或運(yùn)算。舉例來說，變量可以是由制動裝置施加的制動力。行車阻力可以描述這樣一種狀況，即該狀況可以反映為制動力。所述控制裝置可以設(shè)置用于，執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算和/或變換?？刂蒲b置可以包括一個或多個組件。可以設(shè)想的是，控制裝置是制動計(jì)算機(jī)或牽引計(jì)算機(jī)，或具有這類裝置作為組件?？梢栽O(shè)想的是，所述控制裝置設(shè)計(jì)用于接收減速數(shù)據(jù)、行車阻力數(shù)據(jù)和/或制動數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以由適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱?或控制裝置提供和/或能夠傳輸給控制裝置。軌道車輛的總減速可涉及在制動期間通過制動而達(dá)到的速度減小和/或?yàn)榱塑囕v減速而施加的制動力。行車阻力數(shù)據(jù)可涉及車輛的行車阻力，例如通過空氣阻力和/或路段阻力，特別是在上坡時出現(xiàn)。特別地，行車阻力數(shù)據(jù)可涉及空氣阻力和/或滾動阻力和/或由在軌道上運(yùn)動的車輪驅(qū)動的負(fù)載和/或啟動時的起動阻力(Losbrechwiderstand)和/或圍繞彎道行駛時的彎道阻力和/或上坡或下坡阻力和/或加速或制動阻力有關(guān)。行車阻力和/或行車阻力數(shù)據(jù)可以基于傳感器的測量、實(shí)驗(yàn)、模擬和/或建模測定。可以基于Sauthoff公式或在Sauthoff公式的情況下來執(zhí)行對行車阻力或相應(yīng)的數(shù)據(jù)的確定。制動數(shù)據(jù)可涉及施加在軌道車輛上的制動力，該制動力是由軌道車輛的一個或多個其他的制動裝置施加的。這里制動力通?？梢岳斫鉃檫@樣一種力，這個力造成車輛和/或其對應(yīng)的車輪的相對軌道的減速。可以提出，在已知總減速和除由動態(tài)制動裝置施加的制動力外的所有相關(guān)制動影響因素時，可以通過從總制動力中減去單獨(dú)的由減速數(shù)據(jù)、行車阻力數(shù)據(jù)和制動數(shù)據(jù)所確定的制動力而得到由動態(tài)制動裝置施加的制動力。在該情況下可以得知，能夠由行車阻力數(shù)據(jù)和制動數(shù)據(jù)來確定除了由動態(tài)制動裝置施加的制動力以外的、作用在車輛上的制動力。軌道車輛可以包括一個或多個車廂。車廂可以是有驅(qū)動的車廂或無驅(qū)動的車廂。可以設(shè)想的是，軌道車輛或車廂具有一個或多個轉(zhuǎn)向架，在轉(zhuǎn)向架上能夠設(shè)置車輛的輪軸。傳感器裝置可以包括一個或多個傳感器?？梢蕴岢?，傳感器裝置包括一個控制裝置，該控制裝置可以設(shè)計(jì)用于評估和/或處理來自傳感器的測量數(shù)據(jù)。傳感器裝置為了傳輸數(shù)據(jù)可以與控制裝置連接或能夠與控制裝置連接。
[0007]所述的至少一個其他的制動裝置可以包括摩擦制動裝置，尤其是壓力操控的摩擦制動裝置。所述摩擦制動裝置可以被設(shè)置為行車制動器。例如壓力操控式摩擦制動裝置可以是氣動式、電動氣動式、電動液壓式或液壓式摩擦制動裝置。對于壓力操控式摩擦制動裝置，制動壓力被力發(fā)生器轉(zhuǎn)化為操控力，該操控力使得摩擦制動裝置的摩擦單元處于摩擦接觸以對車輪或輪軸的進(jìn)行制動。
[0008]摩擦制動裝置可以配屬有制動力傳感器裝置，該制動力傳感器裝置能夠檢測表示由摩擦制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述制動力傳感器裝置測量實(shí)際的由摩擦制動裝置施加的制動力和/或由摩擦單元制動裝置施加的制動力矩，并將其作為制動數(shù)據(jù)來提供。這類傳感器裝置可以包括這樣的傳感器，每個該傳感器都被設(shè)置在由制動生成的機(jī)械力流中，以測量由制動力造成的軌道車輛的、布置在轉(zhuǎn)向架上的組件的形變。這可以實(shí)現(xiàn)對由摩擦制動裝置施加的制動力的精確檢測?？梢栽O(shè)想的是，替代地或附加地，借助制動壓力傳感器裝置來監(jiān)控壓力操控的摩擦制動裝置。通?？梢杂芍苿訅毫χ辽匍g接地推斷出操控力和/或制動力。
[0009]至少一個其他的制動裝置可以包括至少一個不取決于力流的制動裝置，尤其是磁軌制動裝置和/或線性渦流制動裝置。
[0010]至少一個不取決于力量流的制動裝置可以配屬有制動力傳感器裝置，該制動力傳感器裝置能夠檢測表示由至少一個不取決于力量流的制動裝置施加的制動數(shù)據(jù)?？梢栽O(shè)想的是，為了檢測由所述磁軌制動裝置和/或線性渦流制動裝置產(chǎn)生的制動力，設(shè)置傳感器裝置來檢測流經(jīng)渦流制動裝置或磁軌制動裝置的流。還可以作如下設(shè)置，特別地，磁軌制動裝置配屬有制動力傳感器裝置，其能夠檢測由磁軌制動裝置施加的制動力。例如這種類型制動力傳感器裝置可以檢測在制動時對磁軌制動裝置的機(jī)械反作用，該反作用通過在磁軌制動裝置上施加制動力和/或通過其與轉(zhuǎn)向架或車廂廂體的機(jī)械連接起作用。通常能夠符合目的是，設(shè)置傳感器裝置，其能夠檢測所有由其他的制動裝置施加的制動力。同時傳感器可以設(shè)置用于檢測通過制動裝置的單次制動施加的制動力，因此優(yōu)選地，檢測由至少一個其他的制動裝置的所有組件施加的制動力。
[0011]控制裝置可以設(shè)計(jì)用于，基于車輛速度數(shù)據(jù)檢測總減速。由此所述車輛速度數(shù)據(jù)可以被視為減速數(shù)據(jù)。由車輛速度的變化過程可以推斷出車輛的減速并進(jìn)而例如利用已知的其他的車輛參數(shù)如車輛質(zhì)量和/或車輛載重能力推斷出所施加的總制動力。
[0012]控制裝置可以與至少一個傳感器裝置連接或能夠與之連接，該傳感器裝置包括至少一個用于確定減速數(shù)據(jù)的加速度傳感器。特別地，加速度傳感器可以設(shè)計(jì)用于，測定軌道車輛的總減速?？梢栽O(shè)想的是，控制裝置在根據(jù)車輛速度來檢測總減速的同時，使用加速度傳感器，以便由不同的、彼此不相關(guān)地檢測的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對總減速的冗余的確定。
[0013]所述控制裝置可以為了接收制動數(shù)據(jù)和/或減速數(shù)據(jù)和/或行車阻力數(shù)據(jù)與一個或多個適合的傳感器裝置和/或其他控制裝置相連接。
[0014]此外，本發(fā)明涉及一種制動裝置，其具有至少一個動態(tài)制動裝置和至少一個其他的制動裝置及一個這里所描述的控制裝置。
[0015]另外，本發(fā)明涉及一種軌道車輛，其具有一個這里所描述的控制裝置和/或這里所描述的制動設(shè)備。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，提出這樣一種方法，該方法通過控制裝置確定由軌道車輛的制動設(shè)備的動態(tài)制動裝置在制動期間施加的制動力，其中所述制動設(shè)備具有至少一個其他的制動裝置，并且其中控制裝置基于表示軌道車輛的總減速的減速數(shù)據(jù)、表示軌道車輛的行車阻力的行車阻力數(shù)據(jù)和表示由至少一個其他的制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)來確定在制動期間由動態(tài)制動裝置施加的制動力。所述控制裝置可以是一種這里所描述的控制裝置。所述制動設(shè)備可以是一種這里所描述的制動設(shè)備。至少一個其他的制動裝置可以包括摩擦制動裝置，尤其是壓力操控的摩擦制動裝置?？梢栽O(shè)想的是，摩擦制動裝置配屬有制動力傳感器裝置，其能夠檢測表示由摩擦制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)。至少一個其他的制動裝置可以包括至少一個與附著力無關(guān)的制動裝置，尤其是磁軌制動裝置和/或線性渦流制動裝置。可以提出，至少一個與附著力無關(guān)的制動裝置配屬有制動力傳感器裝置，其能夠檢測表示由至少一個與附著力無關(guān)的制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)?？刂蒲b置可以由車輛速度數(shù)據(jù)確定總減速?？刂蒲b置可以與傳感器裝置連接，該傳感器裝置具有至少一個用于確定減速數(shù)據(jù)的加速度傳感器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]現(xiàn)在借助優(yōu)選的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行示例性的闡述，
[0018]其中示出
[0019]圖1為一種包括制動設(shè)備的軌道車輛。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示出包括多個車廂的軌道車輛。在車廂上設(shè)置有轉(zhuǎn)向架12，14，16，18，20和22。在每個轉(zhuǎn)向架12，14，16，18，20，22上分別安裝有兩個輪軸，車輪可以在該輪軸上轉(zhuǎn)動，車輪與軌道相接觸。在本實(shí)例中，每個輪軸上都配屬有氣動操控的閘瓦式制動器，其象征性地以半弧來表示。閘瓦式制動器各自為氣動式摩擦制動裝置的部分。此外轉(zhuǎn)向架12和20上設(shè)置有以條狀來象征性表示的磁軌制動器24，26，其可以看作是與附著力無關(guān)的制動裝置的一部分。在轉(zhuǎn)向架16和18上分別設(shè)置一個液力制動器17，其可以看作是動態(tài)制動裝置的一部分。能夠理解的是，可以應(yīng)用盤式制動器代替閘瓦式制動器及應(yīng)用其他類型的動力制動器代替液力制動器。每個磁軌制動器24，26配屬有傳感器裝置的傳感器，該傳感器能夠根據(jù)磁軌制動裝置的組件的機(jī)械形變來檢測在制動期間由磁軌制動裝置施加的制動力，并且作為制動數(shù)據(jù)來提供。同樣，每個摩擦制動裝置的閘瓦式制動器上配屬有制動力傳感器裝置，其能夠檢測由每一個摩擦制動裝置施加的制動力。所對應(yīng)的傳感器分別通過數(shù)據(jù)傳輸連接而連接在控制裝置28上。在圖1中數(shù)據(jù)傳輸連接一般用虛線表示，其可以是有線連接或無線連接。出于簡明的原因，每個轉(zhuǎn)向架上僅示出一個數(shù)據(jù)傳輸連接。能夠理解的是，一個轉(zhuǎn)向架上的不同裝置也可以通過不同的數(shù)據(jù)傳輸連接來連接到控制裝置28上?？刂蒲b置28接收來自磁軌制動器24，26和摩擦制動裝置23的制動數(shù)據(jù)，這些制動數(shù)據(jù)分別表示在制動期間由相應(yīng)的制動裝置的組件或制動器施加的制動力。通常，提出制動數(shù)據(jù)表示除了由動力制動器施加的制動力之外的所有由制動裝置施加的制動力。此外，控制裝置28與減速傳感器裝置30連接，該控制裝置經(jīng)由該減速傳感器裝置接收表示在制動期間軌道車輛的總減速的數(shù)據(jù)。特別地，減速傳感器裝置30可以提供與行駛速度有關(guān)的數(shù)據(jù)和/或監(jiān)控行駛速度的變化過程。設(shè)置用于檢測行車阻力數(shù)據(jù)的裝置32。裝置32可以具有存儲裝置，其可以存儲與行車阻力有關(guān)的參數(shù)。此外，裝置32可以具有一個或多個加速度傳感器和/或其他用于確定行車阻力的傳感器。這類傳感器例如可以是坡度傳感器，以便確定上坡，下坡或彎道行駛和/或檢測相應(yīng)的參數(shù)?？刂蒲b置28能夠基于其來自摩擦制動裝置23和其閘瓦式制動器的制動數(shù)據(jù)、來自磁軌制動器的制動數(shù)據(jù)、來自減速傳感器裝置30的減速數(shù)據(jù)和來自裝置32的行車阻力數(shù)據(jù)，首先確定作用在車輛上的總制動力，并且其次可以從總制動力中減去基于制動數(shù)據(jù)、減速數(shù)據(jù)和行車阻力數(shù)據(jù)而測定的制動力，以便由此獲得由動態(tài)制動裝置所施加的制動力。圖1示出作為制動設(shè)備的一部分的閘瓦式制動器、磁軌制動器24，26及動力制動器17。[0021]上述說明書中、附圖中及權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的特征，既可以單獨(dú)地也可以以任意的組合而對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明是具有重要意義的。
[0022]附圖標(biāo)記說明
[0023]10軌道車輛
[0024]12轉(zhuǎn)向架
[0025]14轉(zhuǎn)向架
[0026]16轉(zhuǎn)向架
[0027]18轉(zhuǎn)向架
[0028]20轉(zhuǎn)向架
[0029]22轉(zhuǎn)向架
[0030]23摩擦制動裝置
[0031]24磁軌制動裝置
[0032]26磁軌制動裝置
[0033]28控制裝置
[0034]30減速傳感器裝置
[0035]32行車阻力裝置
【權(quán)利要求】
1.一種用于軌道車輛(10)的控制裝置(28)，其中所述軌道車輛(10)具有包括至少一個動態(tài)制動裝置(17)和至少一個其他的制動裝置(23，24，26)的制動設(shè)備，并且其中所述控制裝置(28 )設(shè)計(jì)用于基于表示所述軌道車輛的總減速的減速數(shù)據(jù)、表示所述軌道車輛的行車阻力的行車阻力數(shù)據(jù)和表示由所述至少一個其他的制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)確定在制動期間由所述動態(tài)制動裝置(17)施加的制動力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述至少一個其他的制動裝置(23，24，26)包括摩擦制動裝置(23)，特別是壓力操控的摩擦制動裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中，所述摩擦制動裝置(23)分配有制動力傳感器裝置，所述制動力傳感器裝置能夠檢測表示通過所述摩擦制動裝置(23)施加的制動力的制動數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述至少一個其他的制動裝置(23，24，26)包括至少一個不取決于附著力的制動裝置(24，26)，特別是磁軌制動器和/或線性渦流制動器。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述至少一個不取決于附著力的制動裝置(24，26)分配有制動力傳感器裝置，所述制動力傳感器裝置能夠檢測表示通過至少一個所述不取決于附著力的制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述控制裝置(28)設(shè)計(jì)用于，基于車輛速度數(shù)據(jù)確定總減速。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述控制裝置(28)連接至或者能夠連接至傳感器裝置(30 )，所述傳感器裝置具有至少一個用于確定減速數(shù)據(jù)的加速度傳感器。
8.一種用于軌道車輛(10)的制動設(shè)備，包括至少一個動態(tài)制動裝置(17)、至少一個其他的制動裝置(23，24，26)和根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的控制裝置(28)。
9.一種軌道車輛(10)，包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的制動設(shè)備和/或根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的控制裝置(28)。
10.一種用于使用控制裝置(28)確定在制動期間由軌道車輛(10)的制動設(shè)備的動態(tài)制動裝置(17)施加的制動力的方法，其中所述制動設(shè)備具有至少一個其他的制動裝置(23，24，26)，其中所述控制裝置(28)基于表示所述軌道車輛(10)的總減速的減速數(shù)據(jù)、表示所述軌道車輛(10)的行車阻力的行車阻力數(shù)據(jù)和表示由至少一個所述其他的制動裝置施加的制動力的制動數(shù)據(jù)確定在制動期間由所述動態(tài)制動裝置(17)施加的制動力。
【文檔編號】B60T17/22GK103781681SQ201280043999
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】馬克-奧利弗·赫爾登, 賴納·勞, 安德烈亞斯·特林克貝爾格爾 申請人:克諾爾-布里姆斯軌道車輛系統(tǒng)有限公司