用于轨道车辆的动力制动器的制动力检测的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于轨道车辆（10）的控制装置（28），所述轨道车辆（10）包括带有至少一个动态制动装置（17）和至少一个其他的制动装置（23，24，26）的制动设备。控制装置（28）设计用于基于表示轨道车辆的总减速的减速数据、表示轨道车辆的行车阻力的行车阻力数据和表示由至少一个其他的制动装置施加的制动力的制动数据来确定在制动期间由动态制动装置（17）施加的制动力。此外本发明涉及一种包括所述控制装置（28）的制动设备、一种轨道车辆（10）和一种相应的方法。
【专利说明】用于轨道车辆的动力制动器的制动力检测
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于具有制动设备的轨道车辆的控制装置，一种制动设备，一种轨道车辆和一种用于确定由动态制动装置施加的制动力的方法。
【背景技术】
[0002]现代的轨道车辆包括带有制动装置的制动设备，该制动装置可以以各种方式起作用。例如压力操控制动装置，尤其是气动式制动装置经常被设置为行车制动装置。可以使用附加的动力制动器来辅助行车制动器，例如电动力制动器、旋转涡流制动器或液力动力制动器。动态制动装置包括取决于附着力的制动器，所述取决于附着力的制动器的制动力通过车轮与轨道的接触传递给轨道。因此在紧急情况下所述制动器与常规的、同样取决于附着力的行车制动器互相作用。与之相比的，其制动力独立于附着力地传递在车轮和轨道之间的制动器通常被称为与附着力无关的制动器。与附着力无关的制动器的一个例子为磁轨制动器，该磁轨制动器可以实现其与轨道的直接的摩擦接触，并通过该摩擦接触传递制动力。为了实现在制动过程中对这类动力制动器的制动效果的估算与控制，尤其是为了避免，当其和其他取决于附着力的制动器互相作用时对车轮过度制动，需要对由动力制动器施加的制动力进行检测。而与此相关的传感器装置则非常复杂并且昂贵。
【发明内容】
[0003]本发明的目的为，提供一种有效且低成本的用于检测由动力制动器的制动力的可行方案。
[0004]上述目的通过独立的权利要求中的特征来实现。
[0005]本发明其他优选的设计方案和变型方案由相关的权利要求给出。
[0006]本发明涉及一种用于轨道车辆的控制装置，其中，轨道车辆具有制动设备，该制动设备具有至少一个动态制动装置和至少一个其他的制动装置。控制装置设计用于，基于表示轨道车辆总减速的减速数据、表示轨道车辆的行车阻力的行车阻力数据和表示由至少一个其他的制动装置施加的制动力，确定在制动期间由动态制动装置施加的制动力。由此可以由与其他车辆系统的制动有关的数据，来确定由动态制动装置施加的制动力。因此可以省去用于检测由至少一个动态制动装置施加的制动力的特定传感器。可替代或附加地可以设置，将由动态制动装置的制动力传感器所检测的制动力，与以减速数据、行车阻力数据和制动数据为基础所确定的制动力进行比较，如为了进行合理性测试、校准和/或校正。控制装置可以设计用于，基于至少一个车辆参数和/或车辆速度来确定由至少一个动态制动装置施加的制动力。举例来说，车辆参数可以表示为车辆重量和/或车辆负载。特别地，动态制动装置可以是一种取决于附着力的制动装置，该取决于附着力的制动装置通过车轮-轨道-接触传递制动力。特别地，动态制动装置可以包括至少一个电动力制动器、旋转涡流制动器和/或液力动力制动器。至少一个其他的制动装置可以包括一个取决于附着力或一个与附着力无关的制动装置，该制动装置不属于动态制动装置。可以设置摩擦制动装置作为取决于附着力的其他的制动装置，例如闸瓦式制动器、盘式制动器或组合式闸瓦/盘制动装置。摩擦制动装置可以是压力操控的制动装置，如气动式或液压式摩擦制动装置。可以设置轨道制动器作为与附着力无关的制动装置，尤其是磁轨制动器或线性涡流制动器，或设置为空气动力制动器。制动装置一般包括一个或多个制动器，这些制动器可以设置用于对各种轮轴和/或转向架进行制动。制动装置的制动器可以具有相同的类型。多个制动器可以被分开驱控。可以设置一个或多个这种类型的非动态制动装置。一般地，表示变量或状态的数据，可以直接说明其所代表的变量和状态。可以设想的是，基于这类数据可以确定相应的变量和相应的状态，如通过执行变换和/或运算。举例来说，变量可以是由制动装置施加的制动力。行车阻力可以描述这样一种状况，即该状况可以反映为制动力。所述控制装置可以设置用于，执行相应的运算和/或变换。控制装置可以包括一个或多个组件。可以设想的是，控制装置是制动计算机或牵引计算机，或具有这类装置作为组件。可以设想的是，所述控制装置设计用于接收减速数据、行车阻力数据和/或制动数据。这些数据可以由适当的传感器和/或控制装置提供和/或能够传输给控制装置。轨道车辆的总减速可涉及在制动期间通过制动而达到的速度减小和/或为了车辆减速而施加的制动力。行车阻力数据可涉及车辆的行车阻力，例如通过空气阻力和/或路段阻力，特别是在上坡时出现。特别地，行车阻力数据可涉及空气阻力和/或滚动阻力和/或由在轨道上运动的车轮驱动的负载和/或启动时的起动阻力(Losbrechwiderstand)和/或围绕弯道行驶时的弯道阻力和/或上坡或下坡阻力和/或加速或制动阻力有关。行车阻力和/或行车阻力数据可以基于传感器的测量、实验、模拟和/或建模测定。可以基于Sauthoff公式或在Sauthoff公式的情况下来执行对行车阻力或相应的数据的确定。制动数据可涉及施加在轨道车辆上的制动力，该制动力是由轨道车辆的一个或多个其他的制动装置施加的。这里制动力通常可以理解为这样一种力，这个力造成车辆和/或其对应的车轮的相对轨道的减速。可以提出，在已知总减速和除由动态制动装置施加的制动力外的所有相关制动影响因素时，可以通过从总制动力中减去单独的由减速数据、行车阻力数据和制动数据所确定的制动力而得到由动态制动装置施加的制动力。在该情况下可以得知，能够由行车阻力数据和制动数据来确定除了由动态制动装置施加的制动力以外的、作用在车辆上的制动力。轨道车辆可以包括一个或多个车厢。车厢可以是有驱动的车厢或无驱动的车厢。可以设想的是，轨道车辆或车厢具有一个或多个转向架，在转向架上能够设置车辆的轮轴。传感器装置可以包括一个或多个传感器。可以提出，传感器装置包括一个控制装置，该控制装置可以设计用于评估和/或处理来自传感器的测量数据。传感器装置为了传输数据可以与控制装置连接或能够与控制装置连接。
[0007]所述的至少一个其他的制动装置可以包括摩擦制动装置，尤其是压力操控的摩擦制动装置。所述摩擦制动装置可以被设置为行车制动器。例如压力操控式摩擦制动装置可以是气动式、电动气动式、电动液压式或液压式摩擦制动装置。对于压力操控式摩擦制动装置，制动压力被力发生器转化为操控力，该操控力使得摩擦制动装置的摩擦单元处于摩擦接触以对车轮或轮轴的进行制动。
[0008]摩擦制动装置可以配属有制动力传感器装置，该制动力传感器装置能够检测表示由摩擦制动装置施加的制动力的制动数据。优选地，所述制动力传感器装置测量实际的由摩擦制动装置施加的制动力和/或由摩擦单元制动装置施加的制动力矩，并将其作为制动数据来提供。这类传感器装置可以包括这样的传感器，每个该传感器都被设置在由制动生成的机械力流中，以测量由制动力造成的轨道车辆的、布置在转向架上的组件的形变。这可以实现对由摩擦制动装置施加的制动力的精确检测。可以设想的是，替代地或附加地，借助制动压力传感器装置来监控压力操控的摩擦制动装置。通常可以由制动压力至少间接地推断出操控力和/或制动力。
[0009]至少一个其他的制动装置可以包括至少一个不取决于力流的制动装置，尤其是磁轨制动装置和/或线性涡流制动装置。
[0010]至少一个不取决于力量流的制动装置可以配属有制动力传感器装置，该制动力传感器装置能够检测表示由至少一个不取决于力量流的制动装置施加的制动数据。可以设想的是，为了检测由所述磁轨制动装置和/或线性涡流制动装置产生的制动力，设置传感器装置来检测流经涡流制动装置或磁轨制动装置的流。还可以作如下设置，特别地，磁轨制动装置配属有制动力传感器装置，其能够检测由磁轨制动装置施加的制动力。例如这种类型制动力传感器装置可以检测在制动时对磁轨制动装置的机械反作用，该反作用通过在磁轨制动装置上施加制动力和/或通过其与转向架或车厢厢体的机械连接起作用。通常能够符合目的是，设置传感器装置，其能够检测所有由其他的制动装置施加的制动力。同时传感器可以设置用于检测通过制动装置的单次制动施加的制动力，因此优选地，检测由至少一个其他的制动装置的所有组件施加的制动力。
[0011]控制装置可以设计用于，基于车辆速度数据检测总减速。由此所述车辆速度数据可以被视为减速数据。由车辆速度的变化过程可以推断出车辆的减速并进而例如利用已知的其他的车辆参数如车辆质量和/或车辆载重能力推断出所施加的总制动力。
[0012]控制装置可以与至少一个传感器装置连接或能够与之连接，该传感器装置包括至少一个用于确定减速数据的加速度传感器。特别地，加速度传感器可以设计用于，测定轨道车辆的总减速。可以设想的是，控制装置在根据车辆速度来检测总减速的同时，使用加速度传感器，以便由不同的、彼此不相关地检测的数据实现对总减速的冗余的确定。
[0013]所述控制装置可以为了接收制动数据和/或减速数据和/或行车阻力数据与一个或多个适合的传感器装置和/或其他控制装置相连接。
[0014]此外，本发明涉及一种制动装置，其具有至少一个动态制动装置和至少一个其他的制动装置及一个这里所描述的控制装置。
[0015]另外，本发明涉及一种轨道车辆，其具有一个这里所描述的控制装置和/或这里所描述的制动设备。
[0016]根据本发明，提出这样一种方法，该方法通过控制装置确定由轨道车辆的制动设备的动态制动装置在制动期间施加的制动力，其中所述制动设备具有至少一个其他的制动装置，并且其中控制装置基于表示轨道车辆的总减速的减速数据、表示轨道车辆的行车阻力的行车阻力数据和表示由至少一个其他的制动装置施加的制动力的制动数据来确定在制动期间由动态制动装置施加的制动力。所述控制装置可以是一种这里所描述的控制装置。所述制动设备可以是一种这里所描述的制动设备。至少一个其他的制动装置可以包括摩擦制动装置，尤其是压力操控的摩擦制动装置。可以设想的是，摩擦制动装置配属有制动力传感器装置，其能够检测表示由摩擦制动装置施加的制动力的制动数据。至少一个其他的制动装置可以包括至少一个与附着力无关的制动装置，尤其是磁轨制动装置和/或线性涡流制动装置。可以提出，至少一个与附着力无关的制动装置配属有制动力传感器装置，其能够检测表示由至少一个与附着力无关的制动装置施加的制动力的制动数据。控制装置可以由车辆速度数据确定总减速。控制装置可以与传感器装置连接，该传感器装置具有至少一个用于确定减速数据的加速度传感器。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]现在借助优选的实施例并结合附图对本发明进行示例性的阐述，
[0018]其中示出
[0019]图1为一种包括制动设备的轨道车辆。
【具体实施方式】
[0020]图1示出包括多个车厢的轨道车辆。在车厢上设置有转向架12，14，16，18，20和22。在每个转向架12，14，16，18，20，22上分别安装有两个轮轴，车轮可以在该轮轴上转动，车轮与轨道相接触。在本实例中，每个轮轴上都配属有气动操控的闸瓦式制动器，其象征性地以半弧来表示。闸瓦式制动器各自为气动式摩擦制动装置的部分。此外转向架12和20上设置有以条状来象征性表示的磁轨制动器24，26，其可以看作是与附着力无关的制动装置的一部分。在转向架16和18上分别设置一个液力制动器17，其可以看作是动态制动装置的一部分。能够理解的是，可以应用盘式制动器代替闸瓦式制动器及应用其他类型的动力制动器代替液力制动器。每个磁轨制动器24，26配属有传感器装置的传感器，该传感器能够根据磁轨制动装置的组件的机械形变来检测在制动期间由磁轨制动装置施加的制动力，并且作为制动数据来提供。同样，每个摩擦制动装置的闸瓦式制动器上配属有制动力传感器装置，其能够检测由每一个摩擦制动装置施加的制动力。所对应的传感器分别通过数据传输连接而连接在控制装置28上。在图1中数据传输连接一般用虚线表示，其可以是有线连接或无线连接。出于简明的原因，每个转向架上仅示出一个数据传输连接。能够理解的是，一个转向架上的不同装置也可以通过不同的数据传输连接来连接到控制装置28上。控制装置28接收来自磁轨制动器24，26和摩擦制动装置23的制动数据，这些制动数据分别表示在制动期间由相应的制动装置的组件或制动器施加的制动力。通常，提出制动数据表示除了由动力制动器施加的制动力之外的所有由制动装置施加的制动力。此外，控制装置28与减速传感器装置30连接，该控制装置经由该减速传感器装置接收表示在制动期间轨道车辆的总减速的数据。特别地，减速传感器装置30可以提供与行驶速度有关的数据和/或监控行驶速度的变化过程。设置用于检测行车阻力数据的装置32。装置32可以具有存储装置，其可以存储与行车阻力有关的参数。此外，装置32可以具有一个或多个加速度传感器和/或其他用于确定行车阻力的传感器。这类传感器例如可以是坡度传感器，以便确定上坡，下坡或弯道行驶和/或检测相应的参数。控制装置28能够基于其来自摩擦制动装置23和其闸瓦式制动器的制动数据、来自磁轨制动器的制动数据、来自减速传感器装置30的减速数据和来自装置32的行车阻力数据，首先确定作用在车辆上的总制动力，并且其次可以从总制动力中减去基于制动数据、减速数据和行车阻力数据而测定的制动力，以便由此获得由动态制动装置所施加的制动力。图1示出作为制动设备的一部分的闸瓦式制动器、磁轨制动器24，26及动力制动器17。[0021]上述说明书中、附图中及权利要求中公开的本发明的特征，既可以单独地也可以以任意的组合而对于实现本发明是具有重要意义的。
[0022]附图标记说明
[0023]10轨道车辆
[0024]12转向架
[0025]14转向架
[0026]16转向架
[0027]18转向架
[0028]20转向架
[0029]22转向架
[0030]23摩擦制动装置
[0031]24磁轨制动装置
[0032]26磁轨制动装置
[0033]28控制装置
[0034]30减速传感器装置
[0035]32行车阻力装置
【权利要求】
1.一种用于轨道车辆(10)的控制装置(28)，其中所述轨道车辆(10)具有包括至少一个动态制动装置(17)和至少一个其他的制动装置(23，24，26)的制动设备，并且其中所述控制装置(28 )设计用于基于表示所述轨道车辆的总减速的减速数据、表示所述轨道车辆的行车阻力的行车阻力数据和表示由所述至少一个其他的制动装置施加的制动力的制动数据确定在制动期间由所述动态制动装置(17)施加的制动力。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述至少一个其他的制动装置(23，24，26)包括摩擦制动装置(23)，特别是压力操控的摩擦制动装置。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，所述摩擦制动装置(23)分配有制动力传感器装置，所述制动力传感器装置能够检测表示通过所述摩擦制动装置(23)施加的制动力的制动数据。
4.根据前述权利要求任一项所述的控制装置，其中，所述至少一个其他的制动装置(23，24，26)包括至少一个不取决于附着力的制动装置(24，26)，特别是磁轨制动器和/或线性涡流制动器。
5.根据前述权利要求任一项所述的控制装置，其中，所述至少一个不取决于附着力的制动装置(24，26)分配有制动力传感器装置，所述制动力传感器装置能够检测表示通过至少一个所述不取决于附着力的制动装置施加的制动力的制动数据。
6.根据前述权利要求任一项所述的控制装置，其中，所述控制装置(28)设计用于，基于车辆速度数据确定总减速。
7.根据前述权利要求任一项所述的控制装置，其中，所述控制装置(28)连接至或者能够连接至传感器装置(30 )，所述传感器装置具有至少一个用于确定减速数据的加速度传感器。
8.一种用于轨道车辆(10)的制动设备，包括至少一个动态制动装置(17)、至少一个其他的制动装置(23，24，26)和根据权利要求1至7任一项所述的控制装置(28)。
9.一种轨道车辆(10)，包括根据权利要求8所述的制动设备和/或根据权利要求1至7任一项所述的控制装置(28)。
10.一种用于使用控制装置(28)确定在制动期间由轨道车辆(10)的制动设备的动态制动装置(17)施加的制动力的方法，其中所述制动设备具有至少一个其他的制动装置(23，24，26)，其中所述控制装置(28)基于表示所述轨道车辆(10)的总减速的减速数据、表示所述轨道车辆(10)的行车阻力的行车阻力数据和表示由至少一个所述其他的制动装置施加的制动力的制动数据确定在制动期间由所述动态制动装置(17)施加的制动力。
【文档编号】B60T17/22GK103781681SQ201280043999
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】马克-奥利弗·赫尔登, 赖纳·劳, 安德烈亚斯·特林克贝尔格尔 申请人:克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司