轨道车辆制动设备制造技术

本发明专利技术涉及一种具有至少一个电动式的第一制动器(24；80)的轨道车辆制动设备，所述电动式的第一制动器包括驱动单元(16)和至少一个制动调节单元(22；82)，所述驱动单元具有至少一个驱动马达(18)和用于在所述驱动单元(16)的牵引模式中给所述驱动马达(18)供电的功率供应单元(20)，所述制动调节单元具有相应的所述功率供应单元(20)和至少一个制动控制单元(28，30；84)，所述制动控制单元在第一制动模式中控制相应的所述功率供应单元(20)以提供制动作用。为了在制动作用损耗的情况下关于其原因优化处理、特别是引入备用措施而提出：轨道车辆制动设备具有至少一个传感器单元(58；86)和至少一个与所述第一制动器(24；80)相关联的、与所述制动调节单元(22；82)不相关的第一制动监控装置(53；190)，所述传感器单元设置为检测用于所述制动器(24；80)的所述第一制动模式的至少一个制动作用特征变量(B1)，所述第一制动监控装置设置为在第一监控模式中考虑所述制动作用特征变量(B1)用以引入关于所述制动器(24；80)的备用措施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种轨道车辆制动设备，其具有至少一个电动式的第一制动器，所述电动式的第一制动器包括驱动单元和至少一个制动调节单元，所述驱动单元具有至少一个驱动马达和用于在所述驱动单元的牵引模式中给所述驱动马达供电的功率供应单元，所述制动调节单元具有相应的功率供应单元和至少一个制动控制单元，所述制动控制单元在第一制动模式中控制相应的功率供应单元以提供制动作用。
技术介绍
已知的是通过电动马达产生制动力的轨道车辆。车辆的在马达的制动期间再生地转化为电能的动能例如经由制动电阻器转化为热量或者反馈到铁路供电网中或者也反馈到移动存储器中。除了电动式的再生制动器，轨道车辆通常还具有完整的摩擦制动器，其中制动作用以气动的、液压的和/或机械的方式实现。在制动系统中通常在制动类型“行车制动”和“紧急制动”(也称为“快速制动”或者“危险制动”)之间进行区分。行车制动用于降低列车的速度(甚至直至处于停车状态)，而紧急制动超出了该要求更严格地要求：确保乘客、工作人员和第三方的最大可能的安全。通常对于行车制动优选使用电动式制动器。在紧急制动的情况下通常在不需要同时操作摩擦制动器的情况下不使用再生制动器。对此的原因在于电动式制动器的相对于气动的或者液压的摩擦制动器迄今为止较低的故障安全性，使得迄今为止仅能够经由摩擦制动器实现最大可能的制动安全性。但是这意味着在通常存在于地铁列车中的极端情况下，列车的具有摩擦制动器和电动式制动器的动力车原则上具有两个完整的制动单元，其中每个制动单元本身在宽的车速范围内能够产生足够大的制动力矩，以便维持指定的制动距离，使得在这方面可能使用这一个制动单元来代替其它制动单元。这两个制动单元具有不同的优点。摩擦制动器在紧急制动的情况下确保较大的安全性，而再生制动器具有经济上的优势。因此在制动衬片和制动盘中例如不发生磨损。此外部分地使用经转化的动能是可行的。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是，提高电动式制动器的安全性。对此提出：轨道车辆制动设备具有至少一个传感器单元和至少一个与第一制动器相关联的、与制动调节单元不相关的第一制动监控装置，所述传感器单元设置为检测用于制动器的第一制动模式的至少一个制动作用特征变量，所述第一制动监控装置设置为在第一监控模式中考虑制动作用特征变量用以引入关于制动器的备用措施(Rückfallmaβnahme)。由此能够提供如下轨道车辆制动设备，所述轨道车辆制动设备在识别和处理制动控制的故障时具有有利的区分能力和在系统故障方面的高的安全性。相对于通常的解决方案，其中检测轨道车辆的总延迟并且根据该总延迟引入关于轨道车辆的所有的制动系统无差异的备用措施，能够有利地将制动调节单元的故障运行识别为与驱动单元相关的故障运行并且能够单独地引入用于包含驱动单元的制动器的备用措施。如果轨道车辆具有至少一个第二驱动单元，所述第二驱动单元与其功率供应单元和至少一个相关联的驱动马达是电动式的第二制动器的组成部分，那么借助于与第一制动器相关联的制动监控装置能够在第一制动器的驱动单元中实现制动作用损耗的有利的定位，其中为第一制动器有利地引入备用措施，并且第二制动器在引入备用措施的情况下优选保持不受影响。特别是应将“考虑”通过制动监控装置的制动作用特征变量理解为：在制动监控装置中适宜地执行的评估和决策过程基于制动作用特征变量来进行。如果备用措施的引入基于多个评估和决策过程来进行，那么轨道车辆的所有参与这些评估和决策过程的单元被视为属于制动监控装置。特别是应将“与制动调节单元不相关的”制动监控装置理解为：在制动监控单元中执行的评估和决策过程与第一制动器的制动调节单元的过程不相关。由于制动监控装置与制动调节单元的不相关性能够实现第一制动器的控制功能和监控功能的有利的分开，其中能够实现关于系统故障从控制或调控单元传播到监控单元方面的高的安全性。相对于与驱动单元相关联的驱动控制器参与监控的评估和决策过程的解决方案，能够实现对电动式制动器的有利的无反馈的操控和监控。与第一制动器相关联的制动监控装置和第一制动器的制动调节单元适宜地构成为在物理上彼此分开的单元。通过制动监控装置例如能够实现制动作用特征变量或者基于该制动作用特征变量确定的变量与表示制动器的足够的制动作用的额定值的比较。特别是能够将“考虑”理解为“处理”或者“评估”。特别是应将“用于制动器的第一制动模式的制动作用特征变量”理解为如下特征变量，借助于所述特征变量能够获得至少一个关于电动式制动器在其第一制动模式中的制动作用的信息。在制动作用特征变量的基础上能够适宜地通过制动监控装置确定与驱动单元相关联的制动作用，所述制动作用在实施第一制动模式期间生成或者能够在实施第一制动模式期间生成。特别是能够将“制动作用”理解为制动力或者制动力矩，所述制动力矩能够被传输到轨道车辆轮组上。如果驱动单元与驱动轴以驱动的方式耦联，那么借助于制动作用特征变量能够确定和考虑与该驱动轴相关的制动作用。如果驱动单元与转向架的所有驱动轴以驱动的方式耦联，那么借助于制动作用特征变量能够确定和考虑关于转向架的制动作用。因此能够通过制动监控装置有利地确定和考虑轴相关的或者转向架相关的制动作用。制动作用能够是借助于电动式制动器实现的制动作用或者是能够通过制动控制单元的运行实现的制动作用。在首先提及的替选方案中传感器单元用于检测至少一个工作特征变量，例如瞬时加速度特征变量、制动力特征变量、制动力矩特征变量等。在最后提及的替选方案中，传感器单元能够用于评估通过激活的制动控制单元为了控制功率供应单元而产生的控制信号，以便确定能够借助于控制信号实现的制动作用。传感器单元能够由如下传感器形成，所述传感器为了检测制动作用特征变量适宜地与同驱动单元以驱动的方式耦联的轨道车辆轮组耦联。传感器单元此外能够具有一组传感器，所述传感器分别发出制动作用特征变量，其中制动作用特征变量能够设计为是彼此不同的。这些制动作用特征变量例如能够是制动力、制动力矩、延迟、中间电路中的功率等。传感器单元能够由多个独立的制动监控装置和/或轨道车辆的其它的功能系统使用，其中进一步的安全性增益能够通过如下方式实现：以无反作用的方式使用传感器单元。这例如能够通过如下方式实现：将传感器单元和不同的系统之间的线路电去耦，以便保持系统彼此独立。功率供应单元优选具有能控制的电子元件，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有至少一个电动式的第一制动器(24；80)的轨道车辆制动设备，电动式的所述第一制动器包括驱动单元(16)和至少一个制动调节单元(22；82)，所述驱动单元具有至少一个驱动马达(18)和用于在所述驱动单元(16)的牵引模式中给所述驱动马达(18)供电的功率供应单元(20)，所述制动调节单元具有相应的所述功率供应单元(20)和至少一个制动控制单元(28，30；84)，所述制动控制单元在第一制动模式中控制相应的所述功率供应单元(20)以提供制动作用，其特征在于，设有至少一个传感器单元(58；86)和至少一个与所述第一制动器(24；80)相关联的、与所述制动调节单元(22；82)不相关的第一制动监控装置(53；190)，所述传感器单元设置为检测用于所述制动器(24；80)的所述第一制动模式的至少一个制动作用特征变量(B1)，所述第一制动监控装置设置为在第一监控模式中考虑所述制动作用特征变量(B1)用以引入关于所述制动器(24；80)的备用措施。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.29 DE 102012203132.41.一种具有至少一个电动式的第一制动器(24；80)的轨道车辆制
动设备，电动式的所述第一制动器包括驱动单元(16)和至少一个制动
调节单元(22；82)，所述驱动单元具有至少一个驱动马达(18)和用
于在所述驱动单元(16)的牵引模式中给所述驱动马达(18)供电的功
率供应单元(20)，所述制动调节单元具有相应的所述功率供应单元(20)
和至少一个制动控制单元(28，30；84)，所述制动控制单元在第一制
动模式中控制相应的所述功率供应单元(20)以提供制动作用，
其特征在于，
设有至少一个传感器单元(58；86)和至少一个与所述第一制动器
(24；80)相关联的、与所述制动调节单元(22；82)不相关的第一制
动监控装置(53；190)，所述传感器单元设置为检测用于所述制动器(24；
80)的所述第一制动模式的至少一个制动作用特征变量(B1)，所述第
一制动监控装置设置为在第一监控模式中考虑所述制动作用特征变量
(B1)用以引入关于所述制动器(24；80)的备用措施。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆制动设备，
其特征在于，
所述制动监控装置(53)具有至少两个监控设备(127，129；127’，
129’)。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆制动设备，
其特征在于，
所述监控设备(127，129；127’，129’)设置为至少部分地以共同
作用的方式执行所述第一监控模式的至少一个监控功能。
4.根据权利要求2或3所述的轨道车辆制动设备，
其特征在于，
所述监控设备(127，129；127’，129’)关于其结构上的和/或算法
上的实施方案而彼此不同。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的轨道车辆制动设备，
其特征在于，
所述监控设备(127，129；127’，129’)分别具有用于实施监控功

\t能的软件，其中所述软件以不同地方式来实现。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的轨道车辆制动设备，
其特征在于，
设有监控单元(56)，所述监控单元用于至少部分地以与所述监控
设备(127，129；127’，129’)共同作用的方式执行所述第一监控模式。
7.根据权利要求4或5并且根据权利要求6所述的轨道车辆制动设
备，
其特征在于，
所述监控设备(127，129；127’，129’)和所述监控单元(56)关
于其结构上的和/或算法上的实施方案而彼此不同。
8.根据权利要求2至5中的任一项和根据权利要求6或7所述的轨
道车辆制动设备，
其特征在于，
所述制动监控装置(53)的所述监控设备(127，129；127’，129’)
和所述监控单元(56)分别设置为在实施所述第一监控模式时根据制动
作用特征变量(B1)发出故障信号，其中所述制动监控装置(53)具有
至少一个触发单元(60，64)，所述触发单元与所述监控设备(127，129；
127’，129’)和所述监控单元(56)有效连接，使得引入所述备用措施
的前提是存在至少两个故障信号。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的轨道车辆制动设备，
其特征在于，
所述制动调节单元(22)具有至少两个制动控制单元(28，30)和
开关单元(32)，所述开关单元设置为为了执行所述备用措施而在所述
制动调节单元(22)的所述第一制动模式和所述制动调节单元(22)的
第二制动模式之间进行切换，在所述第一制动模式中所述第一制动控制
单元(28)控制所述功率供应单元(20)以提供制动作用，在所述第二
制动模式中所述第二制动控制单元(30)控制所述功率供应单元(20)
以提供制动作用。
10.根据权利要求9所述的轨道车辆制动设备，
其特征在于，
所述制动监控装置(53)在所述第一监控模式中具有第一监控功能
和至少一个第二监控功能，在所述第一监控功能中所述制动监控装置
(53)构成为第一制动作用监控单元(50)，所述第一制动作用监控单
元设置为在所述制动器(24)的第一制动模式中监控所述制动器，在所
述第二监控功能中所述制动监控装置(53)构成为第二制动作用监控单
元(52)，所述第二制动作用监控单元设置为在所述制动器(24)的第
二制动模式中监...

【专利技术属性】
技术研发人员：让帕斯卡尔·施温，托尔斯滕·施蒂茨勒，蒂尔·福斯特，斯特凡·哈斯勒，赖纳·海尔曼，曼弗雷德·维赞德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE