专利名称：铁道机车制动控制器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及货运列车的电控气动(“ECP”)制动系统，更具体地说是涉及这样一种用于机车范畴的制动系统，其中，无ECP的后机车上的制动可以从配有ECP的前机车以一种与施加于ECP货车厢的制动相关的方式控制。新型ECP制动系统的早先应用已作为替代而用于传统的气动制动系统。作为一种替代，ECP车厢制动器的作用没有将ECP制动作用施加于所有的机车上。传统的机车空气制动系统可在施加列车制动的任何时候在机车上产生制动作用。然而，通常要机械师手工“放闸”、即释放机车制动气缸的压力，以防止车厢挤进，这是因为车厢的制动速度要比机车慢。然而，在ECP制动系统中，每节车厢上的制动作用是同时进行的，因而显著缓解了“挤进”问题。因此，在ECP制动中，在所有单台机车上以与施加于车厢相同的方式提供制动性能是较为合理的。另外，这还可提供更强的列车总体制动性能，尤其是对于较短的列车，而不会有与传统气动制动相关的松弛问题。
因此，需要一种以与作用于ECP车厢相同的方式在所有机车上提供制动作用的系统。而且，这最好是仅通过必须配备可与ECP相容的头端单元设备的一多机车组的前机车来实现。
按照本发明，在前机车上提供一体化机车制动控制和ECP制动控制，使得非ECP后机车上的制动作用以与施加于列车中的ECP货车厢上的制动作用相关的方式施加。在这种一体化制动控制中，在前机车上于一头端单元与一制动控制器之间可建立一数据接口。该制动控制器可以是一传统的“电子气闸”控制器。在ECP制动中，制动手柄连接于电子气闸，用以将制动命令传送至头端单元，该单元将该制动命令电气传送至ECP货车厢。在ECP制动中，电子气闸不会象传统气动制动中那样随从于手柄位置而减小制动管压力。
可对一体化制动控制器进行编程，以通过一形成压力和充气速率来提供前机车制动气缸压力，从而提供与施加于ECP货车厢上的制动作用相关的机车制动作用。可编程控制器可以通过一中央处理器(“CPU”)来实现，它可以是电子气闸或头端单元的一部分。制动管压力在ECP制动中不改变，使得非ECP后机车不以这种方式制动。因此，为了在非ECP后机车上执行制动，一体化制动控制器确保前机车上的电子气闸通过机车独立制动器控制前机车上的制动。且通常，前机车上的独立制动器通过一标准的独立制动器气动连接而连接于后机车上的独立制动器。因此，后机车上的独立制动器可从前机车上的独立制动器控制，它在后机车上执行与施加于前机车和ECP货车厢上的制动作用相关的制动作用。
本发明的其它细节、目的和优点将通过以下对其某些实施例的详细描述以及附图而变得清楚。
结合附图参阅下面的详细描述可以更彻底地理解本发明，附图中
图1是一具有本发明的一体化ECP和机车独立制动控制系统的ECP货运列车的示意图；图2是一前机车制动系统通过一传统的独立制动施加和释放管与一后机车制动系统气动连接的示意图。
下面参见附图，所有附图中用相同的标号表示相同的部分，图1中表示一ECP列车3，它在前机车10上具有一个一体化制动控制系统(“IBC”)5。列车3包括一后机车11和许多ECP车厢13。虽然图中仅示出一台后机车11，但也可以使用多台后机车。同样，通常的这种列车3可具有一百节以上的ECP车厢13，为方便起见和便于描述，图中仅示出其中的两节。与所有传统的机车一样，机车10、11各具有一传统的“多单元”(“MU”)线缆17，它可以连接于其它机车上的MU线缆17。按照本发明，MU线缆17也可通过一接口适配器21连接于ECP列车配线。另外，ECP列车配线19将各车厢13相互连接，用于对各车厢13上的ECP设备15传递数据。
对于一无ECP的机车11，由于这种机车没有配备ECP列车配线19，故就需要有接口适配器21，用以由MU线缆17通过非ECP机车11将ECP数据从配有ECP的前机车10传送至ECP车厢13。这种接口适配器21描述于同样由本申请人所拥有的相应待批美国专利申请No.09/224,541中，该申请援引在此仅供参考。
按照本发明的一个实施例，可以仅在前机车10上使用一头端单元(“HEU”)25。前机车10还可包括一机车电子气闸(“EAB”)控制器27。电子气闸27可包括一可编程中央处理器和存储器。电子气闸27还可具有一制动手柄(未图示)，它可以象用来调节制动管压力的传统制动手柄一样由列车机械师转动，以通过传统方式控制列车制动器。然而，在本例中，制动手柄的转动由电子气闸27来转换以与货车厢上的制动气缸压力需要增加或减小的选择量相对应。压力调节量与制动手柄转动的距离和方向相关。电子气闸27的一个例子是EPICTM控制器，它可以从西屋气刹车技术公司购得。
列车3还可具有一列车尾部单元(“EOT”)23，它包括用于通过ECP列车配线19进行通信的ECP设备15。列车尾部单元23还可具有无线电频率通信能力，用于以这样的方式与前机车10上的一类似功能的头端单元25通信。
为了实现一体化制动控制系统5，就要在前机车10上的头端单元25与电子气闸27之间建立一数据接口，最好是串行数据接口。或者，头端单元为此可具有一可编程中央处理器和存储器。在这种情况下，电子气闸27就不需要了，在前机车10上可提供一些其它的制动控制器而与头端单元25接口，以控制前机车10的独立制动。然而，在较佳的例子中，当与头端单元25接口时，电子气闸27将制动请求命令传送至头端单元25，该单元然后将制动命令电气传递至货车厢13。因此，电子气闸27不会如传统气动制动控制作业中那样随从于手柄位置而减小制动管压力。相反，制动管压力被保持在预设列车工作压力，通常为90到110psi。
为了控制前机车10的制动，可对前机车10上的电子气闸系统27CPU进行编程，以用一形成压力和充气速率来控制前机车10制动气缸压力，从而提供与对ECP车厢13所发命令相关的制动性能。头端单元25可对ECP车厢13发信号，以根据选定的形式制动，并且电子气闸27可控制前机车10而以一相关方式制动。然而，这种控制前机车制动的方式不会在后机车11上引起任何相应的制动作用。这是因为后机车11通常仅配备基本电子气闸27或单纯气动制动设备，在任何情况下它均不能接收通过ECP列车配线19传递至车厢13的ECP制动命令。
参见图2，图中示出了前机车10和后机车11的制动系统的有关部分。机车10、11传统地分别包括一独立制动阀32、42，它们分别可控制制动气缸36和46中的压力。制动气缸36、46中的压力可以通过将制动气缸36、46分别连接于一压力储罐34、44来升高。或者，制动气缸36、46中的压力可通过将其连接于大气来降低。按照AAR标准，前机车10和后机车11通过一通常称作“20-管”的“独立施加和释放管”29来气力连接。后机车11所施加的制动作用传统地由独立制动阀42通过检测和响应由前机车10上的独立制动阀32在20-管29中传送的气动信号来控制。
在传统的非ECP制动系统中，除了通过制动管中的压力变化给车厢产生气动信号外，前机车10还在20-管29中产生气动信号，该信号可由连接于20-管29的任何后机车11检测。后机车11上的独立制动阀42根据在20-管29中检测到的压力变化控制制动气缸46中的压力。如上面提到的，在ECP制动中，制动管压力不产生变化。同样，20-管中也没有压力变化。因此，来自前机车10的ECP制动作用不会被后机车11上的独立制动阀46检测到。
因此，必须提供另一种控制后机车11上的制动的方式。按照本发明，后机车11上的制动可以通过控制20-管29中的压力来提供，该压力可以由后机车11上的独立制动阀42检测。而后，独立制动阀42可以以传统方式控制制动气缸46中的压力。
这样，除了将制动命令用电信号的方式传送到配ECP的车厢外，前机车10上的电子气闸27还可控制前机车10上的独立制动阀32而在20-管29中产生一相应的气动信号。20-管29中的该气动信号可由后机车11上的独立制动阀42检测，并用用于以传统方式在制动气缸46中提供一相应的压力。因此，电子气闸27可控制后机车11上的独立制动阀42，以在后机车11上形成一制动作用速率和量值，从而提供与施加在ECP车厢13和前机车10上的制动作用相关的制动作用。
另外，如果需要或是特殊列车处理条件要求的话，列车操作人员仍能够在任一机车10、11上放闸。为了实现这一点，前机车10上的电子气闸27可检测20-管29中的压力升高，并释放后机车11上的制动器。然而，在正常操作中，由于施加于两台机车10、11以及列车3中各货车厢13的均匀和时间上同步的制动作用，很可能就不需要释放机车制动器了。
因此，本发明的一体化制动控制系统5可有利地使配有ECP的前机车10在任何尾随的非ECP机车11上提供制动作用。而且，所有机车10、11可以以一个与施加于各ECP货车厢13的制动作用相关的速率和量值进行制动。这就会有利地提高总的列车制动作用，对于具有多台机车的较短的轻重量列车来说则尤为显著。而且，还可显著减小因列车不同部分用不同的力进行制动而造成的列车内应力。
虽然以上详细描述了本发明的某些实施例，但本技术领域的技术人员可以理解，还可根据揭示中的全面讲授而对这些细节发展出各种不同的变化。因此，这里所揭示的具体实施例应仅仅是示例性的，而不用来限制本发明的范围，本发明的范围应该是所附权利要求书的总体范围及其任何和所有实施例。
权利要求
1．一种货运列车上的铁道机车制动控制装置，该列车具有至少一节配电控气动(ECP)的货车厢、一台配ECP的前机车和至少一台后机车，每台机车具有一独立制动阀，各机车通过它们之间的一独立施加和释放管而气动连接，所述机车制动控制装置包括a．一位于所述前机车上、用于将至少表示制动命令的信号电气传送至所述至少一节配ECP的货车厢的制动控制器；b．所述制动控制器控制所述前机车上的所述独立制动阀，以在所述前机车上执行与因所述信号而施加于所述至少一节配ECP的货车厢上的制动作用相关的制动作用；以及c．所述制动控制器通过所述独立施加和释放管控制所述至少一台后机车上的所述独立制动阀，以在所述至少一台后机车上执行与所述至少一节配ECP的货车厢上的所述制动作用相关的制动作用。
2．如权利要求1所述的机车制动控制装置，其特征在于，所述前机车上的所述制动控制器还包括一头端单元。
3．如权利要求2所述的机车制动控制装置，其特征在于，所述前机车上的所述制动控制器还包括a．一电子气闸控制器；并且b．所述头端单元将所述信号与所述电子气闸控制器通信。
4．如权利要求3所述的机车制动控制装置，其特征在于，所述电子气闸控制器通过所述独立施加和释放管控制所述前机车上的所述独立制动阀和所述后机车上的所述独立制动阀。
5．如权利要求1所述的机车制动控制装置，其特征在于，所述前机车和所述至少一台后机车各配备一机车多单元(MU)线缆，并且所述至少一节ECP车厢具有一ECP列车配线，所述机车制动控制装置还包括a．一将所述ECP列车配线与所述至少一台后机车上的所述MU线缆相互连接的接口适配器；并且b．所述信号利用所述接口适配器通过所述ECP列车配线和所述MU线缆在所述至少一节ECP车厢与所述前机车之间传送。
6．一种货运列车的铁道机车制动控制方法，该列车具有至少一节配电控气动(ECP)的货车厢、一台配ECP的前机车和至少一台后机车，每台机车具有一独立制动阀，各机车通过它们之间的一独立施加和释放管而气动连接，所述机车制动控制方法包括a．将至少表示制动命令的信号从所述前机车电气传送至所述至少一节配ECP的货车厢；b．控制所述前机车上的所述独立制动阀，以在所述前机车上执行与因所述电气传送的信号而施加于所述至少一节配ECP的货车厢上的制动作用相关的制动作用；以及c．通过所述独立施加和释放管控制所述至少一台后机车上的所述独立制动阀，以在所述至少一台后机车上执行与所述至少一节配ECP的货车厢上的所述制动作用相关的制动作用。
7．如权利要求6所述的机车制动控制方法，其特征在于，所述前机车和所述至少一台后机车各配备一机车多单元(MU)线缆，并且所述至少一节ECP车厢具有一ECP列车配线，所述机车制动控制方法还包括a．将所述ECP列车配线与所述至少一台后机车上的所述MU线缆相互连接；以及b．利用所述接口适配器通过所述ECP列车配线和所述MU线缆在所述至少一节ECP车厢与所述前机车之间传送所述信号。
全文摘要
一种位于前机车上的一体化机车制动和ECP制动控制器,用于以与施加于ECP货车厢上的制动作用相关的方式在所有机车上执行制动作用。在前机车上,于一头端单元与一制动控制器之间可建立一数据接口。头端单元可对各ECP货车厢电气传送信号以执行制动命令。一体化制动控制器可包括一CPU作为制动控制器或头端单元的一部分,它可进行编程以在前机车上提供与施加于ECP货车厢的制动作用相关的制动作用。
文档编号B60T17/18GK1312200SQ01108869
公开日2001年9月12日 申请日期2001年2月28日 优先权日2000年3月3日
发明者罗伯特·C·克尔, 罗伯特·D·迪姆萨 申请人:西屋气刹车技术股份有限公司