CN110709295A - 具有用于实现紧急制动功能的安全供电装置的电动气动的制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的电动气动的制动装置，具有：气动的制动缸(1)；中间容器(2)，在中间容器中存储有压缩空气；和压缩空气管路(5)，该压缩空气管路被配置用于将压缩空气从中间容器(2)经由阀装置(7)输送给制动缸(1)。所述制动装置被配置用于执行紧急制动功能，其方式是：阀装置(7)从紧急制动回路接收紧急制动信号，以便将压缩空气从中间容器(2)输送到制动缸(1)。该阀装置(7)具有电子控制装置(9)，电子控制装置调节从中间容器(2)被输送给制动缸(1)的制动压力。

Description

具有用于实现紧急制动功能的安全供电装置的电动气动的制 动装置
技术领域
本发明涉及一种用于轨道车辆的电动气动的制动装置，该电动气动的制动装置具有：气动的制动缸；中间容器，在中间容器中存储有压缩空气；第一压缩空气管路，第一压缩空气管路被配置用于经由止回阀将压缩空气输送给中间容器；和第二压缩空气管路，第二压缩空气管路被配置用于将压缩空气从中间容器经由阀装置输送给制动缸。所述制动装置被配置用于执行紧急制动功能，其方式是：阀装置从紧急制动回路接收紧急制动信号，以便将压缩空气从中间容器输送到制动缸。本发明也涉及一种相应的轨道车辆以及一种相应的计算机程序产品。
背景技术
电动气动的制动装置是已知的，其中，阀装置分别被构造为纯电动的、气动的或电动气动的阀。紧急制动功能的触发和执行因此纯电动地、气动地或电动气动地进行。这些***在大多数情况下是“低活力的”，即电压或气动压力的下降使空气从中间容器释放，该中间容器被这样地设计，使得其容积足够用于在受保证的持续时间内最多三次前后相继的紧急制动。必要的制动力通过存储在中间容器中的压缩空气确保。压缩空气从中间容器向制动缸的释放通过非电子部件(即纯电的、气动的或电动气动的部件)进行并且由此被看做是足够安全的。
发明内容
紧急制动以高的或者最大可用的制动力进行，由此车轮可能卡死。因此本发明的任务是，设置一种电动气动的制动装置，该制动装置能够避免车轮在紧急制动时卡死。该任务通过具有权利要求1的特征的电动气动的制动装置解决，其方式是：阀装置具有电子控制装置，电子控制装置调节从中间容器被输送给制动缸的制动压力。通过调节制动压力能够阻止车轮的卡死，这一点通过现有技术的纯电的、气动的或电动气动的解决方案迄今为止是不可能的。该任务也通过具有权利要求7的特征的轨道车辆和具有权利要求12的特征的计算机程序产品解决。本发明的有利的扩展构型在从属权利要求中限定。
按照一种优选的扩展构型，存在多个电子控制装置并且电子控制装置的供电装置被设计成防故障的，其方式是：实施以下配置中的至少一个：a)所述电子控制装置各具有一个接头，所述接头被确定用于连接到轨道车辆的冗余的中央供电装置上；b)所述电子控制装置分别连接到自己的独立的非冗余的供电装置上；c)所述电子控制装置分别具有一个接头，所述接头被确定用于连接到轨道车辆的非冗余的中央供电装置上，并且电子控制装置附加地各连接到自己的独立的非冗余的电荷存储器上。
由此确保了，制动压力一方面可通过使用电子的控制装置调节并且另一方面实现了与在传统的纯电的、气动的或电动气动的阀中相当的故障可靠性。
在配置a)中的中央供电装置优选具有至少两个独立的、冗余的蓄电池或电池。在其中一个电池失效时，供电装置可以由另一个电池承担。在配置b)和c)中自己的独立的非冗余的供电装置或自己的独立的非冗余的电荷存储器优选具有蓄电池或电池，由此能够提供特别高的容量。替代地在配置b)和c)中独立的非冗余的供电装置或自己的独立的非冗余的电荷存储器优选可以具有特别紧凑的二极管或电容器。
优选在配置c)中电荷存储器被这样地设计，使得电荷存储器的容量足够在预给定的时间间隔、优选30分钟内进行一次、两次或三次前后相继的紧急制动。由此能够确保紧急制动功能的可靠性。
优选地，在第二压缩空气管路中布置有用于获取实际制动压力的压力传感器，所述压力传感器检测制动压力的实际值。制动压力的调节是软件实施的并且可以通过预给定额定值以恒定额定值进行，以便将处理器功率保持得小。替代地预给定额定值能够以随时间变化的额定值进行，以便改善响应特性。在这种情况下随时间变化的额定值可以逐级地或连续地改变。由此能够单独地并且最佳地协调不同的制动装置的制动压力，从而能够实现整个轨道车辆的希望的制动性能。通过软件实施的制动压力调节能够使额定值与现实情况变化地匹配，而不必改***件。
优选电子控制装置检测电动气动的制动装置的状态参量，以便执行电动气动的制动装置的诊断，其中，状态参量至少包括实际的制动压力、实际制动压力与额定值的差、中间容器中的压力、制动缸或中间容器中的随时间的压力变化、轨道车辆的中央供电装置的电压、自己的独立的非冗余的供电装置的电压或者自己的独立的非冗余的电荷存储器的电压。通过使用电子控制装置而不是电的、气动的或电动气动的阀能够相对于现有技术在没有进一步的硬件耗费的情况下实施诊断功能。
优选地，该轨道车辆具有至少一个转向架或车厢，在所述转向架或车厢上分别设置有至少两个根据权利要求1所述的电动气动的制动装置。由此允许单独地调节每个转向架或车厢上的制动压力。此外建立冗余，因为每个转向架或车厢存在至少两个电动气动的制动装置。当轨道车辆具有至少两个这样的转向架或车厢时，本发明是特别有利的。
电动气动的制动装置的各个额定值优选被这样地确定，使得引起用于达到轨道车辆的总制动力的总制动压力。进一步优选地，为了减少总制动力，减少至少一个电动气动的制动装置的额定制动压力。进一步优选各个电动气动的制动装置是可接通和断开的。
本发明的一个优选特征是，各个电动气动的制动装置的额定值根据轨道车辆的速度、轨道车辆的加速度和/或轨道车辆或所属的转向架或车厢的质量确定。由此能够使各个制动压力彼此最佳地协调，从而能够实现整个轨道车辆的进一步改善的制动性能。
附图说明
下面借助附图描述本发明的实施例。
图1示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的一部分的示意的基本结构；
图2示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的配置a)的第一实施例；
图3示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的配置b)的第二实施例；和
图4示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的配置c)的第三实施例。
具体实施方式
图1示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的一部分的示意的基本结构。电动气动的制动装置具有气动的制动缸1、中间容器2、第一压缩空气管路3和第二压缩空气管路5，在中间容器中存储有压缩空气，第一压缩空气管路被配置用于经由止回阀4将压缩空气输送给中间容器2，第二压缩空气管路被配置用于将压缩空气从中间容器2经由阀装置7输送给制动缸1。第一压缩空气管路3通过中央的主压缩空气管路8供给。制动装置被配置用于执行紧急制动功能，其方式是阀装置7从紧急制动回路接收紧急制动信号，以便将压缩空气从中间容器2输送到制动缸1。中间容器2优选被这样地设计，使得中间容器的容量足够在预给定的时间间隔、优选30分钟内进行一次、两次或三次前后相继的紧急制动。
按照本发明，阀装置7具有调节单元10例如电磁阀和电子控制装置9，电子控制单元这样地驱动调节单元10，使得从中间容器2被输送给制动缸1的制动压力被调节。电子控制装置9可以通过微型控制器构成。附图标记6表示用于包括电子控制装置9和调节单元10在内的阀装置7的供电装置的线路。
基本结构的上述部分，如其在图1中所示那样，在多个接下来描述的实施例中被使用，这些实施例仅仅在供电装置的配置方面不同。
图2示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的配置的第一实施例。示出了一个轨道车辆，该轨道车辆由三个带有相应的车轮组的转向架12或车厢12组成。每个车轮组设有至少一个阀装置7。由此同时存在多个布置在相应的阀装置7中的、电子控制装置9，并且每个电子控制装置9的供电装置被设计成防故障的，其方式是：电子控制装置9各具有一个接头，该接头被确定用于连接到轨道车辆的冗余的、中央供电装置13上。优选地，中央供电装置13具有至少两个独立的、冗余的蓄电池或电池。
图3示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的配置的第二实施例。示出了一个轨道车辆，该轨道车辆由三个带有相应的车轮组的转向架12或车厢12组成。每个车轮组设有至少一个阀装置7。每个转向架12或车厢12由此配有多个(即至少两个)电动气动的制动装置。由此同时存在多个布置在相应的阀装置7中的、电子控制装置9，并且每个电子控制装置9的供电装置被设计成防故障的，其方式是：电子控制装置9分别连接到一个自己的独立的非冗余的供电装置14上。
图4示出用于轨道车辆的电动气动的制动装置的配置的第三实施例。示出了一个轨道车辆，该轨道车辆由三个带有相应的车轮组的转向架12或车厢12组成。每个车轮组设有至少一个阀装置7。由此同时存在多个布置在相应的阀装置7中的、电子控制装置9，并且每个电子控制装置9的供电装置被设计成防故障的，其方式是：电子控制装置9分别具有一个接头，该接头被确定用于连接到轨道车辆的非冗余的中央供电装置16上，并且其方式为：所述电子控制装置附加地分别连接到自己的独立的非冗余的电荷存储器15上。该电荷存储器15优选被这样地设计，使得其容量足够用于在预给定的时间间隔、优选30分钟内进行一次、两次或三次前后相继的紧急制动。
在第二和第三实施例中，自己的独立的非冗余的供电装置14或者自己的独立的非冗余的电荷存储器15优选是蓄电池、(干)电池、二极管或电容器。电容器可以是一个所谓的超级电容。
按照图1在第二制动压缩空气管路5中优选布置有用于检测实际的制动压力的压力传感器。实际的制动压力在调节回路中作为实际值被反馈给电子控制装置9，其借助在实际值与额定值之间的比较来调节制动压力。制动压力的通过这类预给定额定值的调节可以要么以恒定的额定值要么以随时间变化的额定值进行。通过电子控制装置9的制动压力的调节是软件实施的，例如其方式是额定值通过一个包括不同参数在内的算法计算。
优选地，电子控制装置9检测电动气动的制动装置的状态参量，以便执行电动气动的制动装置的诊断，其中，状态参量至少包括实际的制动压力、在实际制动压力与其额定值之间的差、中间容器2中的压力、制动缸1或中间容器2中的随时间的压力变化、来自轨道车辆12的中央供电装置13，16的电压、自己的独立的非冗余的供电装置14的电压或者自己的独立的非冗余的电荷存储器15的电压。
在图2至4中示出，轨道车辆包括至少两个转向架12或车厢12，在转向架或车厢上各设有其中至少两个上述的电动气动的制动装置。
由此可能的是，这样地确定电动气动的制动装置的各个额定值，使得引起用于达到轨道车辆的总制动力的总制动压力。优选地，为了减小总制动力，减小至少一个电动气动的制动装置的额定制动压力。也可能的是，视需要而定接通和断开各个电动气动的制动装置。各个电动气动的制动装置的额定值是可逐级地和/或连续地改变的。
优选地，各个电动气动的制动装置的额定值根据轨道车辆的速度、轨道车辆的加速度和/或轨道车辆或所属的转向架12或车厢12的质量确定。
通过电子控制装置9的制动压力调节是软件实施的。为此目的设置有计算机程序产品，例如存储器，在该计算机程序产品中存储有程序，当该程序通过电动气动的制动装置的电子控制装置9执行时，所述程序促使电动气动的制动装置调节从中间容器2输送给制动缸1的制动压力。
上述的实施例能够在附带的权利要求书中限定的保护范围的框架内改变。
附图标记列表
1 制动缸
2 中间容器
3 第一压缩空气管路
4 止回阀
5 第二压缩空气管路
6 供电线路
7 阀装置
8 主压缩空气管路
9 电子控制装置
10 电磁阀
11 压力传感器
12 转向架或车厢
13 冗余的中央供电装置
14 非冗余的供电装置
15 非冗余的电荷存储器
16 非冗余的中央供电装置

Claims (12)

1.用于轨道车辆的电动气动的制动装置，具有：
气动的制动缸(1)；
中间容器(2)，在中间容器中存储有压缩空气；
第一压缩空气管路(3)，第一压缩空气管路被配置用于经由止回阀(4)将压缩空气输送给中间容器(2)；和
第二压缩空气管路(5)，第二压缩空气管路被配置用于将压缩空气从中间容器(2)经由阀装置(7)输送给制动缸(1)；
其中，所述制动装置被配置用于执行紧急制动功能，方式是：阀装置(7)从紧急制动回路接收紧急制动信号，以便将压缩空气从中间容器(2)输送到制动缸(1)，
其特征在于，阀装置(7)具有电子控制装置(9)，所述电子控制装置调节从中间容器(2)被输送给制动缸(1)的制动压力。
2.根据权利要求1所述的电动气动的制动装置，
其中，存在多个电子控制装置(9)并且电子控制装置(9)的供电装置被设计成防故障的，其方式是实施以下配置中的至少一个：
a)所述电子控制装置(9)分别具有一个接头，所述接头被确定用于连接到轨道车辆的冗余的中央供电装置(13)上；
b)所述电子控制装置(9)分别连接到自己的独立的非冗余的供电装置(14)上；
c)所述电子控制装置(9)分别具有一个接头，所述接头被确定用于连接到轨道车辆的非冗余的中央供电装置(16)上，并且所述电子控制装置附加地分别连接到自己的独立的非冗余的电荷存储器(15)上。
3.根据权利要求2所述的电动气动的制动装置，
其中，在配置a)中的冗余的中央供电装置(13)具有至少两个独立的冗余的蓄电池或电池；并且
其中，在配置b)中的自己的独立的非冗余的供电装置(14)或者在配置c)中的自己的独立的非冗余的电荷存储器(15)具有蓄电池、电池、二极管或电容器。
4.根据权利要求1至3之一所述的电动气动的制动装置，
其中，在第二压缩空气管路(5)中布置有用于获取实际的制动压力的压力传感器(11)；并且
其中，制动压力的调节是软件实施的并且通过预给定额定值要么以恒定额定值要么以随时间变化的、可逐级地或连续地改变的额定值进行。
5.根据权利要求1至4之一所述的电动气动的制动装置，
其中，电子控制装置(9)检测电动气动的制动装置的状态参量，以便执行电动气动的制动装置的诊断，其中，状态参量至少包括实际的制动压力、在实际制动压力与制动压力额定值之间的差、中间容器(2)中的压力、制动缸(1)或中间容器(2)中的随时间的压力变化、轨道车辆的中央供电装置(13，16)的电压、自己的独立的非冗余的供电装置(14)的电压或者自己的独立的非冗余的电荷存储器(15)的电压。
6.根据权利要求2至5之一所述的电动气动的制动装置，
其中，在配置c)中的电荷存储器(15)被设计成，使得电荷存储器的容量足够在预给定的时间间隔、优选30分钟内进行一次、两次或三次前后相继的紧急制动。
7.具有转向架(12)或车厢(12)的轨道车辆，在所述转向架或车厢上设置有至少两个根据权利要求1至6之一所述的电动气动的制动装置。
8.根据权利要求7所述的轨道车辆，
其中，电动气动的制动装置的各个额定值被确定成，使得引起用于达到轨道车辆的总制动力的总制动压力。
9.根据权利要求7或8所述的轨道车辆，
其中，为了减小总制动力，减小至少一个电动气动的制动装置的额定制动压力。
10.根据权利要求7至9之一所述的轨道车辆，其中，各个电动气动的制动装置(9)是可接通和断开的。
11.根据权利要求7至10之一所述的轨道车辆，
其中，各个电动气动的制动装置的额定值根据轨道车辆的速度、轨道车辆的加速度和/或轨道车辆或者所属的转向架(12)或车厢(12)的质量确定。
12.计算机程序产品，在计算器程序产品中存储有程序，当所述程序通过根据权利要求1至6之一所述的电动气动的制动装置的电子控制装置(9)执行时，所述程序促使电动气动的制动装置调节从中间容器(2)输送给制动缸(1)的制动压力。
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