CN107107897B - 具体用于铁路运载工具的气动制动安装的电动气动组件 - Google Patents

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Abstract

组件(10)包括主体,其中具有所定义的腔室(11);供应阀(12),适于将腔室(11)连接到压力源(PS)或大气;以及排气阀(13),适于允许或阻止腔室(11)连接到大气。阀(12、13)设置有控制螺线管(12a、13a),耦接有相应的电子开关(19、20;19、119;20、120)。组件(10)还包括电子控制器件(16、116;1016),适于将作为至少一个输入信号(L、P)的值,将逻辑控制信号提供给电子开关(19、119;20、120),以便通过阀(12、13)来控制腔室(11)中的压力(P)的值。控制装置包括彼此独立的两个处理和控制器件(16、116),彼此等效的两者均接收输入信号(L、P)并被设计成执行用于控制在腔室(11)中的压力的策略。这些处理和控制器件(16、116)分别通过相应的第一(19、20)和第二(119、120)电子开关耦接到供应阀(12)和螺线管排气阀(13)的螺线管(12a、13a)。第一电子开关(19、20)和第二电子开关(119、120)分别彼此耦接以便形成使能逻辑电路,该电路被设计以预定方式驱动所述螺线管阀(12、13)的螺线管(12a、13a)。

Description

具体用于铁路运载工具的气动制动安装的电动气动组件
本发明总体涉及一种电动气动(electro-pneumatic)组件,并且具体涉及一种用于铁路运载工具或火车的气动制动(pneumatic braking)安装的组件。
更具体地,本发明涉及一种类型的电动气动组件,包括:
主体,其中定义了腔室,
螺线管供应阀,适于将所述腔室选择性地连接到压力源或大气,
螺线管排气阀,适于允许并选择性地阻止所述腔室连接到所述大气;
所述螺线管阀设置有相应的控制螺线管,相应的电子开关被耦接到所述控制螺线管上;以及
电子控制装置,适于根据至少一个输入信号的值,将逻辑控制信号提供给所述电子开关,以便通过所述螺线管阀来改变所述腔室中的压力的值。
本发明具体旨在提出一种能够在高水平的本质安全的情况下进行控制的电动气动组件。
现有的用于铁路运载工具的制动系统通常包括由微处理器类型的电子单元控制的电动气动组件。这些制动系统的设计由具体标准(在欧洲,例如与系统定义相关的EN50126标准,与软件设计和开发相关的EN50128标准以及与硬件规格和设计相关的EN 50129标准)管理。这些标准引入了“安全完整性水平”(以下称为SIL)的概念,该概念定义了可关联与制动装置相关的给定功能的人身安全风险降低程度。
铁路运载工具的制动装置被设计成执行多个功能,例如(但不仅是)常用制动(service braking)、驻车制动、安全制动、紧急制动、在车轮滑动或锁定情况下的制动校正(车轮滑动保护)以及保持制动。
对于这些功能中的每个功能都需要不同的SIL水平:具体而言,紧急制动和安全制动功能必须以在从SIL=3到SIL=4的范围内的安全水平(按照从SIL=0的最小值到SIL=4的最大值进行的数值范围)实施。
在现有技术中,几乎在所有情况下都使用纯机械气动解决方案来执行紧急制动和安全制动功能,因为这些解决方案能够以便利的方式实现并验证必要的SIL水平。
附图中的图1通过示例的方式示出了根据现有技术的用于铁路运载工具的电动气动制动装置,其中,安全制动压力由阀1通常称为LPPV(负载比率压力阀)确定。该阀用于生成与铁路运载工具(或其一部分,例如转向架)的检测重量成比率的制动压力,以便在设计阶段所定义的车轮到轨道附着的限度内提供尽可能最大的减速度。在图2中,已知其各种实施方式的阀执行用定性术语所示的类型的传递函数,其中,阀1的输入端处的压力Pi在水平轴上示出,并且该阀的输出端处的压力Po在垂直轴上示出。根据图2,当压力Pi在值Ptare和最大值Pimax之间变化时,输出压力Po沿着以斜角α为特性的直线在最小值Pomin和最大值Pomax之间变化。另外,当压力Pi在Ptare和0之间变化时,输出压力Po根据以斜角β为特性的直线在值Pomin和中间值P*o之间变化。如果在悬架(suspension)中发生故障,压力P*o使得运载工具总是制动,因此引起过低的压力值,如具有斜率α的直线的虚线延续所示的。
再次参考图1,阀1的输出端处的压力Po通过一个或多个螺线管安全阀3被发送(例如)到继电阀2的控制室。这些螺线管阀3通常在断电时处于气动传导状态,并由制动系统的安全回路供电。通过使安全回路断电来对制动缸或气缸(未示出)施加安全制动,来自阀1的输出端的压力Po随后由其继电阀2的控制室传播,继电阀2在其输出端2a处增强其电力。
上述已知的解决方案是用于以等效于或大于在EN 50126标准中定义的SIL 3水平的安全水平来执行制动功能的各种可能的解决方案之一。
虽然这些解决方案在安全水平方面是令人满意的,但是由于所使用的装置和组件(诸如弹簧、橡胶隔膜、密封环等)的复杂性和性质,它们具有相当大的缺点。考虑到通常指定操作温度范围为-40℃至+70℃的功能要求,当操作温度变化时,这些组件的使用对所提供的功能特性的精度以及它们的重复性具有负面影响。另外,通过纯机械气动装置提供如在图2中所示的操作特性需要复杂的解决方案,诸如橡胶隔膜表面与弹簧负载之间的特定比率,这种比率决定了倾斜角α、β以及该笛卡尔轴(Cartesian axes)与直线的交点。
另外,在纯机械气动式的已知方案的情况下,基本上不可能在运载工具的正常调整(试运转期间)期间校准运载工具上的操作特性,并且因此,如果必须改变斜率α、β或直线与笛卡尔轴交点处的压力值,橡胶隔膜表面与弹簧载荷之间的比率必须完全重新设计,这显然会造成运载工具调整的延迟。
此外,由于材料的公差和由温度变化和老化引起的波动引起的上述功能特性的变化导致在紧急和/或安全制动期间铁路运载工具的停止距离的精度相当差。
还已知使用微处理器系统进行气动螺线管阀的反馈控制能够方便地再现上述阀1的特性功能,同时在温度和时间变化的范围内提供比现有的机械气动组件所允许的精度高的精度,因此使上述停止距离更加精确且可重复。此外,通过使用软件方法重新编程参数可以容易且快速地修改诸如斜率α和β的某些特性。
附图中的图3示出了用于控制腔室或容积11(诸如制动缸的容积,或控制向制动缸的容积提供压力的继电阀的控制室)中的气压的电动气动组件10的实施方式。该组件10包括螺线管供应或填充阀12,适于将腔室11选择性地连接到压力源PS或连接到大气,以及排气或排放阀13,适于允许或选择性地阻止腔室11连接到大气。螺线管阀12和13设置有相应的控制螺线管12a,13a,各个电子开关以下述方式连接到各控制螺线管。
腔室或容积11连接到导管14,该导管将螺线管阀12的输出端连接到螺线管阀13的输入端。
当螺线管阀12和13的螺线管12a和13a断电时,这些螺线管阀在图3中所示的情况下出现:容积或腔室11连接到大气,并且其中的压力降低到大气压值。
当螺线管阀12和13都通电时,第一阀给腔室11提供从压力源获取的空气流,而第二阀将腔室11与大气断开。因此,腔室11中的压力增大。
当螺线管阀12断电并且螺线管阀13被通电时,腔室11将这两个阀从压力源和从大气断开,并在其内的压力基本上保持不变。
将图3的电动气动组件10的表现与螺线管12a和13a的通电和断电情况的变化总结于下表1中。
表1
0=断电
1=通电
-=未使用的情况
通过适当地调节在表1中所示的螺线管阀12和13的通电情况或状态,可能在容积或腔室11中产生并保持在压力源PS和大气压力Patm之间的任何压力值。
图4和图5示出了电动气动组件10的变形实施方式。在这些图中,那些与先前所描述的那些部件和元件相同或对应的部件和元件已经被设定与先前使用的参考标号相同的参考标号。
如在下表2和表3中所示,可以总结图4和图5的电动气动组件10的操作模式。
表2
表3
再次,在图4和5的电动气动组件10的情况下,通过适当地调节螺线管阀12和13的通电情况或状态,可能在容积或腔室11中产生并保持在PS和PATM之间的任何压力值。
图6以框图的形式示出了根据现有技术的电子控制系统15,用于控制根据图3至图5中的一个的电动气动组件。该系统15本质上包括微处理器或微控制器类型的处理和控制单元16,其在输入端接收包含关于运载工具(或运载工具的单个转向架)的重量的信息的信号L,例如在图2的水平轴上示出的压力Pi的瞬时值。
在另一输入端,单元16接收表示凭借合适的传感器所检测的在容积或腔室11内的气压的信号P。单元16可接收进一步的信号或输入数据II,这对于本说明书的目的不是必需的。
单元16凭借偏置电路17和18控制对应的固态电子开关19和20,诸如p沟道MOS晶体管或简单NPN晶体管,其分别控制螺线管12a和13a的通电/断电条件,与此同时可以将相应的再循环二极管21和22与其连接。在图6的控制系统15中,在直流电源Vcc和地GND之间电子开关19和20与绕组12a和13a串联连接。
如果需要,单元16可提供与对本说明书的目的不重要的其他处理相关的进一步的输出信号OO。
通过实现适当的闭环控制算法,例如PID算法、“模糊(fuzzy)”算法或具有滞后现象的开关型的算法(也称为“轰炸(bang-bang)”控制算法),单元16可被设计成提供在图2中的示图中所示的特性,以这种方式使得容器或容积11中的压力对应于该示图中的压力Po。为此,单元16通过输入端口接收表征控制算法的一组参数PP的值。这些参数的值被存储在单元16的非易失性存储器中。
作为在图6中示意性示出的替代实施方式,螺线管12a和13a可连接到地GND,而关联的开关19和20可连接到直流电源。在这种情况下,开关19和20可以是n沟道MOS晶体管或PNP晶体管。
鉴于EN 50126、EN 50128和EN 50129标准,如果由单元16实施的功能(例如根据图2的示图的压力特性)需要等效于SIL 3或SIL 4的安全水平,那么,由于单元16是有助于执行该安全功能的唯一装置,所以相应的软件也必须按照具有SIL 3或SIL 4的安全水平(具体是在EN 50128标准中规定的)的过程来实现。但是,这种软件实施过程的特点是组织、财务和保持相关的成本极高,其与更传统的机械气动系统相比,通常使其用途没有那么吸引人,尽管这些都受到上述所有缺点的影响。
鉴于上述,本发明的一个目的是提供一种电动气动组件,具体用于铁路运载工具或火车的气动制动安装,可以使用其控制系统通过简单且相对经济的方式以预定安全水平(例如等效于或大于SIL 3水平)执行功能。
根据本发明,通过具有上述类型的电动气动组件来实现这个和其它目的,其特性在于:
上述电子控制装置包括彼此独立的第一和第二电子处理和控制器件,彼此相等的两者都接收上述至少一个输入信号并被设计成执行用于控制在所述腔室中的压力的策略;所述第一和第二电子处理和控制器件各自通过相应的第一和第二电子开关耦接到螺线管阀供应阀和螺线管排气阀的控制螺线管;
分别与所述第一和第二电子处理和控制器件相关联的第一电子开关和第二电子开关以预定的方式彼此耦接,以便一起形成以如下方式被设计成驱动所述螺线管阀的螺线管使能逻辑电路:
当由所述第一和第二电子处理和控制器件提供的逻辑控制信号彼此冲突时,被致动的逻辑控制信号是由倾向于在所述腔室中产生压力的电子处理和控制器件提供的那些信号,该压力的值与由其他电子处理和控制器件提供的逻辑控制信号产生的值相比符合预定的关系。
参照附图,本发明的其他特性和优点将从以下仅通过非限制性实例给出的详细描述中变得显而易见,在附图中:
如上所述的图1是根据现有技术的用于铁路运载工具的电动气动制动系统的示图;
同样如上述的图2示出了用于控制与负载成比率的压力的阀的特性;
同样上述的图3至图5示出了已知的根据本发明的电动气动组件的气动部件的三个不同实施方式;
上述图6是用于根据现有技术的电动气动组件的控制系统的框图;以及
图7至图12是部分以块形式的电路图,示出了用于根据本发明的电动气动组件的控制系统的各种实施方式。
在附图中,图7示出了用于根据本发明的电动气动组件的控制系统的可能实施方式,适于执行(例如)气动功能,基于此气动功能的等于或大于预定目标的气压值(例如根据图2所示的)在根据图3的组件的容积或腔室11中生成。
根据图7的系统包括两个独立于彼此的电子处理和控制单元16和116(例如以微处理器或微控制器单元的形式构造)。例如,这些单元16,116以与彼此不同的物理器件的形式构成,并且被设计为执行彼此等效的控制策略,尽管它们使用相应的软件包(彼此独立且通常彼此不同)实现。
将与上述所定义的输入信号相同的输入信号L、P和II与表示在其中实现的各个算法的参数值的相应数据PP和PP’一起提供给单元16和116。单元16和116还提供相应的输出信号OO和OO’。
如在根据图6的系统中,单元16被设计成通过相应的偏置电路17和18来驱动电子开关19和20,它们本质上与螺线管阀12和13的相应的通电螺线管12a和13a串联连接。
反过来,电子单元116具有两个输出端,用于通过偏置电路117和118驱动相应的电子开关119和120,它们分别与开关19和20并联连接在地GND和通电螺线管12a和13a之间。
在根据图7的示图中,电子开关19、20、119和120彼此耦接,以便一起形成被设计为以如下这种方式驱动螺线管12a和13a的使能逻辑电路:
-当由控制单元16和116发送到这些开关的逻辑控制信号彼此一致时,螺线管阀12和13的通电的螺线管12a和13a使得在容积或腔室11中的压力可以是按照上述表1进行控制,以这种方式在该容积或腔室11中的压力符合(例如)在图2中所示的特性;并且
-相反,当由单元16和116向相关联的开关19、20和119、120发送的逻辑控制信号彼此冲突时,所执行的逻辑控制信号是由单元16或116提供的那些信号,该信号倾向于在所述容积或腔室11中生成更大的压力。
从以下描述中容易理解根据图7的系统在由单元16和116发送的逻辑信号之间的冲突的情况下的表现。
螺线管12a(13a)可根据开关19和119(20和120)的状态的逻辑OR功能被通电。
参考表1,可以看出的是,如果使用相关联的电子开关的两个单元16和116中的一个倾向于设置压力在腔室或容积11中降低的情况,而另一个单元116或16倾向于设置保持压力的情况,那么分别由于开关19和119之间以及开关20和120之间的OR连接,压力保持的情况将占优势。
类似地,当其中一个单元倾向于设置压力增大的情况,而另一个单元倾向于设置保持情况时,则再次分别由于开关16和119之间以及开关20和120之间的OR连接,压力增大的情况占优势。
另外,压力增大的情况也将胜过压力下降的情况。
因此,根据图7的系统可用于执行适于在图3的容积或腔室11中产生等于或大于预定目标值的压力值的气动功能。
图8示出了用于根据本发明的电动气动组件的控制系统的结构,其气动部分符合图4。
在电气方面,图8的示图与图7的示图的不同之处在于与图4的螺线管阀12的螺线管12a相关联的电子开关19和119在该螺线管12a和地GND之间彼此串联连接。
根据图4的阀布置和根据图8的相关联的控制系统使得当由控制单元16和116提供的逻辑控制信号彼此冲突时,执行的逻辑控制信号是由倾向于在容积或腔室11(图4)中产生较低的压力的单元16或116提供的那些信号。
这是因为根据图4的螺线管阀布置对应于如上所示的表2的事实,并且也是由于开关19和119的逻辑AND连接以及开关20和120的逻辑OR连接。
因此,参照表2,可以容易地看出,如果一个控制单元16或116倾向于设置腔室或容积11中的压力降低的条件,而另一单元116或16倾向于设置压力保持的条件,那么,由于开关19和119之间的AND连接,压力降低的条件将占优势。类似地,当两个单元16和116中的一个倾向于设置压力增加的条件,而另一个单元116或16倾向于设置保持的条件时,那么,由于开关20和120之间的逻辑OR连接,和开关19和119之间的逻辑AND连接,压力保持的条件将占优势。最后,可以很容易地看出,由两个单元中的一个“指挥”的压力保持条件胜过另一单元“指挥”的压力增大的条件。
因此,在其气动部件10符合图4并且其控制结构符合图8的示图的电动气动组件中,执行适于在容积或腔室11中产生等于或小于预定目标值的压力的气动功能。
此外,可以容易地看出,其螺线管阀部件符合图5并由具有图9的示图中所示结构的系统控制的电动气动组件可用于在容积或腔室11中获得等于或大于预定目标压力的气压。在根据图9的示图中,与螺线管12a相关联的开关19和119以及与螺线管13a相关联的开关20和120两者根据逻辑AND配置彼此耦接。
最后,在具有根据图3的螺线管阀部件的电动气动组件中,控制系统可具有在图10中所示的配置。这与根据图9的系统不同之处在于开关19和119根据逻辑OR配置彼此耦接。
可以容易地看出,这种类型的电动气动组件可用于执行适于在图3的容积或腔室11中产生等于或大于预定目标值的压力值的气动功能。
图11示出了用于执行气动功能的控制系统,其适于根据在图2中所示的特性根据预定的传递函数产生压力值,例如使用可符合图3、图4和图5中任一个的螺线管阀部件。
与上述系统相同,根据图11的控制系统包括,两个由16和116表示的接收上述信号L、P、II和PP(PP’)的微处理器或微控制器控制单元。
单元16被设计成在其输出端提供两个逻辑信号X1、X2,用于分别控制螺线管阀12和13的螺线管12和13a。
类似地,控制单元116被设计成在其输出端提供两个逻辑控制信号X11,X12,用于控制螺线管12和13a。
标号1016表示基于诸如FPGA逻辑的可编程逻辑进一步的微处理器或微控制器控制单元。该单元1016在其输入端接收本质上与到达单元16和116的信号相同的信号,它通过相应的双向通信线路23和123连接到单元16和116。
例如,通过执行闭环控制算法(诸如PID算法、“模糊”算法或具有滞后现象的开关类型的算法(或者称为爆炸控制算法)),控制单元16和116可产生根据图2的示图的特性,其中,水平轴Pi上的压力值是由负载信号L表示的压力,用于控制算法的反馈压力由信号P表示,信号P对应于图2的示图中的压力Po
如在根据图7至图10的系统中,电子单元16和116执行例如从两种不同算法导出的不同程序。
单元16和116通过线路23和123与单元1016进行通信,也就是说凭借包括通信协议的信号,或者可替代地一组硬连线的握手信号(handshake signals)。通过线路23和123,单元16和116将相应的自动诊断信号传送到单元1016,单元1016被设计成使用专用算法执行诊断程序来验证单元16和116的正确操作。
单元1016控制整体由30表示的开关器件的状态。该器件30可使用机电(继电器)或固态开关构成,并且具有两个输出端,其经由驱动电路31、131来控制螺线管阀12和13的螺线管12a和13a的状态。
单元1016被设计成凭借决定算法通过选择性地将开关器件30的输出端耦接到单元16的输出端X1、X2或控制单元116的输出端X11和X12来确定螺线管12a和13a的直接控制最初分配两个单元16和116中的哪一个。
通过执行前述决定算法,单元1016验证所选择的控制单元正确地执行了预定的气动功能(例如根据图2所示的特性的功能)。
单元1016还被设计成周期性地引起开关器件30的切换,将螺线管12a和13a的控制以交替的周期分配给单元16和116中的一个和另一个以便验证这些单元的可用性,也就是说,为了验证两者都能够执行所述螺线管的控制,如果这两个单元中的一个证明能够根据要执行的气动功能更久控制所述螺线管。
图12示出了进一步的实施方式,其中,电子开关19、20、119和120以在图7中所示的方式彼此连接并连接到螺线管12a和13a。然而,根据图12的实施方式可不仅以根据图7的配置实施,而且以上述任何一个其他配置实施,或基于本发明的教导由本领域技术人员可实现的任何其它配置。
在根据图12的系统中,例如,通过使用微控制器构成的相应的监视和诊断器件16M和116M来监视控制单元16和116。
当监视器件16M或116M检测到在相关联的单元16或116中的操作异常或故障时,其使由相关联的单元16或116发送到相应的开关19、20或119、120的逻辑信号失效,例如通过调整相关联的偏置电路17、18或117、118。
在所有实施例中,如果需要,单元16、116以及监视和诊断器件16M,116M可集成到单个设备中,例如双核芯片或FPGA设备。
本质上,本发明的原理保持相同,实施方式的形式和结构的细节可相对于所描述和示出的那些广泛地变化,这些已经纯通过非限制性的实例给出,而不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于铁路运载工具或火车的气动制动安装的电动气动组件,包括:
主体,其中定义了腔室,
螺线管供应阀,适于将所述腔室选择性地耦接到压力源或大气,
螺线管排气或排放阀,适于允许并选择性地阻止所述腔室连接到所述大气;
所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀设置有相应的控制螺线管,相应的电子开关被耦接到所述控制螺线管上;以及
电子控制装置,适于根据至少一个输入信号的值,将逻辑控制信号提供给所述电子开关以便通过所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀控制在所述腔室中的压力的值;
所述电动气动组件的特性在于:
所述电子控制装置包括彼此独立的第一电子处理和控制器件和第二电子处理和控制器件,两者彼此等效地接收所述至少一个输入信号并被设计成执行用于控制在所述腔室中的压力的策略;所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件各自通过相应的第一电子开关和第二电子开关被耦接到所述螺线管供应阀和螺线管排气或排放阀的所述控制螺线管;
分别与所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件相关联的所述第一电子开关和所述第二电子开关以预定的方式彼此耦接,以便一起形成被设计为以如下方式驱动所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀的控制螺线管的使能逻辑电路:
当由所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件提供的逻辑控制信号彼此冲突时,被致动的逻辑控制信号是由倾向于在所述腔室中产生其值与由于其他电子处理和控制器件提供的逻辑控制信号产生的值相比符合预定的关系的压力的电子处理和控制器件提供的那些信号。
2.根据权利要求1所述的电动气动组件,其中,所述使能逻辑电路被设计成以如下方式驱动所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀的所述控制螺线管:
当由所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件提供的逻辑控制信号彼此冲突时,被致动的逻辑控制信号是由倾向于在所述腔室中产生较大的压力的电子处理和控制器件提供的那些信号。
3.根据权利要求1所述的电动气动组件,其中,所述使能逻辑电路被设计成以如下方式驱动所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀的所述控制螺线管:
当由所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件提供的逻辑控制信号彼此冲突时,被致动的逻辑控制信号是由倾向于在所述腔室中产生较低的压力的电子处理和控制器件提供的那些信号。
4.根据权利要求2所述的电动气动组件,其中,所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀分别是常闭和常开的三通阀、两位置阀并且是串联连接的;所述螺线管供应阀连接在所述压力源和所述腔室之间,所述螺线管排气或排放阀连接至所述螺线管供应阀的输出端且连接至所述腔室。
5.根据权利要求4所述的电动气动组件,其中,所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀中的每个的控制螺线管连接到彼此电连接的所述第一电子开关和所述第二电子开关,以形成具有分别连接到所述第一电子处理和控制器件以及所述第二电子处理和控制器件的两个输入端的OR型逻辑电路。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动气动组件,其中,所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀分别是常闭的三通阀、两位置阀并且是串联连接的;所述螺线管供应阀连接在所述压力源和所述腔室之间,所述螺线管排气或排放阀连接至所述螺线管供应阀的输出端且连接至所述腔室。
7.根据权利要求3所述的电动气动组件,其中:
所述螺线管供应阀的所述控制螺线管连接到彼此电连接的所述第一电子开关和所述第二电子开关,以形成具有分别连接到所述第一电子处理和控制器件以及所述第二电子处理和控制器件的两个输入端的AND型逻辑电路,并且其中:
所述螺线管排气或排放阀的控制螺线管连接到彼此电连接的所述第一电子开关和所述第二电子开关,以形成具有分别连接到所述第一电子处理和控制器件以及所述第二电子处理和控制器件的两个输入端的OR型逻辑电路。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电动气动组件,其中,所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀分别是常开和常闭的三通阀、两位置阀并且是串联连接的;所述螺线管供应阀连接在所述压力源和所述腔室之间,所述螺线管排气或排放阀连接至所述螺线管供应阀的输出端且连接至所述腔室。
9.根据权利要求4所述的电动气动组件,其中,所述螺线管供应阀和所述螺线管排气或排放阀中的每个的控制螺线管连接到彼此电连接的所述第一电子开关和所述第二电子开关,以形成具有分别耦接到所述第一电子处理和控制器件以及所述第二电子处理和控制器件的两个输入端的AND型逻辑电路。
10.根据权利要求4所述的电动气动组件,其中:
所述螺线管供应阀的所述控制螺线管连接到彼此电连接的所述第一电子开关和所述第二电子开关,以便形成具有分别连接到所述第一电子处理和控制器件以及所述第二电子处理和控制器件的两个输入端的OR型逻辑电路,并且其中:
所述螺线管排气或排放阀的控制螺线管连接到彼此电连接的所述第一电子开关和所述第二电子开关,以形成具有分别连接到所述第一电子处理和控制器件以及所述第二电子处理和控制器件的两个输入端的AND型逻辑电路。
11.根据权利要求1所述的电动气动组件,其中,所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件与相应的电子监视和诊断装置相关联,所述电子监视和诊断装置适于检测所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件的操作异常或错误并且在这种情况下使得所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件的用于相应的电子开关的信号失效。
12.根据权利要求1所述的电动气动组件,其中,所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件以及与所述第一电子处理和控制器件和所述第二电子处理和控制器件相关联的任何监测和诊断装置被集成到相同的电子器件中。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11498541B2 (en) * 2015-11-12 2022-11-15 Faiveley Transport Italia S.P.A. Vehicle braking assembly
ITUB20152565A1 (it) * 2015-07-28 2017-01-28 Faiveley Transport Italia Spa Sistema pneumatico di frenatura per un veicolo ferroviario.
IT201700040680A1 (it) 2017-04-12 2018-10-12 Faiveley Transport Italia Spa Sistema di controllo elettronico della frenatura di emergenza e di servizio, per un veicolo ferroviario.
DE102017208840C5 (de) * 2017-05-24 2022-12-08 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremsvorrichtung und Verfahren zum Durchführen einer Notbremsung eines Schienenfahrzeugs
IT201800010349A1 (it) * 2018-11-15 2020-05-15 Faiveley Transport Italia Spa Sistema di controllo elettronico della frenatura di un veicolo ferroviario
CN111497811A (zh) * 2020-05-06 2020-08-07 北京理工大学 一种多模式电子液压制动器助力系统及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1944132A (zh) * 2005-09-16 2007-04-11 纽约气力制动公司 具有气动补偿代替和减压限制的电子均衡风缸控制器
CN102264586A (zh) * 2008-10-24 2011-11-30 法伊韦利传送器意大利有限公司 用于包括多个用于货物运输的车厢的火车的制动单元
CN102596670A (zh) * 2009-10-28 2012-07-18 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 轨道车辆的紧急制动装置
WO2013182558A3 (de) * 2012-06-04 2014-08-07 Siemens Ag Österreich Fülleinrichtung für eine schienenfahrzeugnotbremsleitung

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5590042A (en) * 1989-12-08 1996-12-31 New York Air Brake Corporation Independent brake control
US5458404A (en) * 1991-11-12 1995-10-17 Itt Automotive Europe Gmbh Redundant wheel sensor signal processing in both controller and monitoring circuits
US5494342A (en) * 1994-06-14 1996-02-27 New York Air Brake Corporation Electropneumatic brake control system
US5924774A (en) * 1995-11-30 1999-07-20 Zeftron, Inc. Electronic pneumatic brake system
US5722736A (en) * 1995-11-30 1998-03-03 Zeftron, Inc. Electronic pneumatic brake system
US5630565A (en) * 1995-12-14 1997-05-20 New York Air Brake Corporation Locomotive M. U. trainline/jumper for EP brake application
US5681015A (en) * 1996-12-20 1997-10-28 Westinghouse Air Brake Company Radio-based electro-pneumatic control communications system
US5927823A (en) * 1997-03-31 1999-07-27 Westinghouse Air Brake Company Backup control technique for 20 pipe braking system
US5975651A (en) * 1997-04-08 1999-11-02 Westinghouse Air Brake Company Dual connection EP brake system
US5808370A (en) * 1997-04-08 1998-09-15 Westinghouse Air Brake Company Simplified dual connection EP brake system
US5984426A (en) * 1997-07-31 1999-11-16 Westinghouse Air Brake Company Apparatus and method for a railway freight car brake control
US6024419A (en) * 1998-02-17 2000-02-15 Zeftron, Inc. Railcar braking system
ITTO980421A1 (it) 1998-05-19 1999-11-19 Sab Wabco Spa Sistema frenante per veicolo ferrotramviario.
US6474748B1 (en) * 1999-08-06 2002-11-05 Westinghouse Air Brake Company Electronic vent valve
US6520599B2 (en) * 2001-05-05 2003-02-18 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Four port variable load valve weigh system for a brake pipe controlled brake system
DE10342017B3 (de) * 2003-09-11 2004-09-30 Siemens Ag Schienenfahrzeug mit elektrischer Signalleitungsschleife
US20050099061A1 (en) * 2003-11-12 2005-05-12 Westinghouse Airbrake Technologies Corp. Improved electronic control for railway airbrake
DE102007006725A1 (de) * 2007-02-06 2008-08-07 Siemens Ag Leistungsoptimierte Sicherheitsbremse
KR101182465B1 (ko) * 2008-07-24 2012-09-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 열차 브레이크 장치
DE102009042965A1 (de) * 2009-09-23 2011-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Bremssystem mit intelligentem Aktuator zum Abbremsen eines schienengeführten Fahrzeugs
DE102010050578A1 (de) * 2010-11-05 2012-05-10 Wabco Gmbh System mit Ventileinrichtung für eine pneumatisch betriebene Bremsanlage, Ventileinrichtung, Bremsbestätigungseinrichtung, Anhängersteuerventileinrichtung und Einrichtung zur Steuerung für das System, Bremsanlage, Fahrzeug, Verwendung einer Komponente und Verfahren zum Umrüsten einer Bremsanlage
EP2669139B1 (en) * 2011-01-25 2019-03-20 Mitsubishi Electric Corporation Brake pressure calculation device, brake control system, and program
WO2013010162A2 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 General Electric Company Method and system for rail vehicle control
US9751513B2 (en) * 2013-03-14 2017-09-05 Wabtec Holding Corp. Parking brake reset mechanism for railway vehicles
JP5900891B2 (ja) * 2013-04-26 2016-04-06 三菱電機株式会社 ブレーキ制御装置およびブレーキ制御方法
US9469315B2 (en) * 2013-05-22 2016-10-18 Wabtec Holding Corp. Thermally optimized railway vehicle brake system
US9868454B2 (en) * 2013-09-26 2018-01-16 FAIVELEY TRANSPORT ITALIA S. p. A. Pneumatic brake system redundancy in locomotive consists
US10332708B2 (en) * 2015-12-09 2019-06-25 Thales Canada Inc Seamless switchover system and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1944132A (zh) * 2005-09-16 2007-04-11 纽约气力制动公司 具有气动补偿代替和减压限制的电子均衡风缸控制器
CN102264586A (zh) * 2008-10-24 2011-11-30 法伊韦利传送器意大利有限公司 用于包括多个用于货物运输的车厢的火车的制动单元
CN102596670A (zh) * 2009-10-28 2012-07-18 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 轨道车辆的紧急制动装置
WO2013182558A3 (de) * 2012-06-04 2014-08-07 Siemens Ag Österreich Fülleinrichtung für eine schienenfahrzeugnotbremsleitung

Also Published As

Publication number Publication date
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