CN108025712A - 用来运行用于具有制动系统的轨道车辆的制动控制系统的方法、制动控制系统、制动系统以及轨道车辆 - Google Patents

用来运行用于具有制动系统的轨道车辆的制动控制系统的方法、制动控制系统、制动系统以及轨道车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用来运行用于具有制动系统(7)的轨道车辆(5)的制动控制系统(10)的方法，所述制动系统(7)至少包括一个摩擦制动器作为部件，所述方法至少包括以下步骤：借助轨道车辆(5)的至少一个虚拟的和/或至少一个现实的参考制动行驶测定至少一条特性曲线，所述至少一条特性曲线设定用以维持相关的至少一个性能参量的至少一个控制参量；将特性曲线存储在制动控制系统(10)中；和特性曲线用作用于操控轨道车辆的制动系统(7)的基础。本发明还涉及一种制动控制系统(10)、一种制动系统(7)和一种轨道车辆(5)。

Description

用来运行用于具有制动系统的轨道车辆的制动控制系统的方 法、制动控制系统、制动系统以及轨道车辆
技术领域
本发明涉及一种用来运行用于具有制动系统的轨道车辆的制动控制系统的方法、一种制动控制系统、一种制动系统以及一种轨道车辆。
背景技术
车辆、如轨道车辆在受控制的制动系统中受到特性值的与负载有关的波动和公差的影响。
尤其是，衬片动态摩擦系数与负载状态、输入温度和其他的能量影响有关。通常，为此必须在适合且封锁的试验路段上利用车辆进行多次制动试验，直至迭代地找到机械式制动器的正确的参数组以及正确的调整点。
在此，现代车辆具有在电子控制中的功能的主要部分。在此，在迭代地确定调整和参数组的范围内需要显著的努力和高的耗费，以便在开始试验之前分别校验、验证以及必要时(根据监督机构的责任及其要求)认证对于新的迭代步骤的变化。由此越来越多地产生在成本和时刻方面的不清楚性问题。
从DE 10 2010 049 303 A1中已知一种用于控制轨道车辆的防滑调节的摩擦制动设备的方法。在此，当在制动期间发生超过预定尺度的制动打滑并且因此必须激活防滑调节时，识别出轨道车辆的制动打滑的轴，并且借助控制仪器计算出由于制动打滑的轴而丢失了多少制动功，以便通过提高制动压力至少部分地补偿丢失的制动功。
从DE 10 2010 053 683 A1中已知一种用于控制轨道车辆的防滑调节的摩擦制动设备的方法，在所述方法中使摩擦制动力与制动打滑的轴适配、更确切地说这样适配，使得通过以该适配至少部分地补偿由于在所述至少一个轴上不允许的制动打滑而丢失的摩擦制动力，可以将轨道车辆或轨道车辆列车的实际减速度与由紧急制动要求预定的额定制动减速度的偏差保持在能忍受的范围内。
此外，从DE 10 2009 042 965 A1中已知一种用于制动轨道导向的车辆的具有智能致动器的制动系统。在此，制动系统具有经由数据线与制动控制装置连接用以接收控制信号的控制接口，其中，所述控制接口与致动器的设置用于根据控制信号调整制动力的逻辑单元连接。
此外，从DE 10 2012 219 984 A1已知一种用于车辆、尤其是轨道车辆的制动系统的制动致动器。在此，为了改善制动致动器的可调节性而构成有设定值调节装置，所述设定值调节装置在车辆的预定运行条件下为了调节压紧参量这样地调整用于制动设备的输出设定值，使得压紧参量的检测的实际值等于压紧参量的设定值。然而，这样的做法与耗费的调节联系在一起，该调节增加系统的复杂性并且因此增加系统的成本。
期望的是，提供一种简单地、但可靠地构造的制动控制系统和为此相应的方法。
发明内容
本发明的任务在于，以有利的方式进一步改进在开头提到的类型的方法、摩擦制动设备以及轨道车辆，尤其是可以简化轨道车辆的验证和认证，能实现验证过程和认证过程的更好的可计划性并且由此也可以节省成本和时间。
该任务按照本发明通过权利要求1的技术方案解决。据此规定，提供一种用来运行用于具有制动系统的轨道车辆的制动控制系统的方法，其中，制动系统至少包括一个摩擦制动器作为部件，所述方法至少包括以下步骤：
——借助轨道车辆的至少一个虚拟的和/或至少一个现实的参考制动行驶来测定至少一条特性曲线，所述至少一条特性曲线设定至少一个用以维持相关的至少一个性能参量的控制参量；
——将特性曲线存储在制动控制系统中；和
——特性曲线用作用于操控轨道车辆的制动系统的基础。
本发明基于如下的基本构思，即，提供一种对于在找到参数组方面存在的问题的有效的解决方案。在轨道车辆中安装包括用于检测加速度、制动距离和/或速度的至少一个传感器的系统，所述系统在制动试验路径中这样地调整制动控制参数，使得制动系统的特性符合要求。保存在这个步骤中记录的控制参量、亦即可以在制动控制系统方面控制的参量，用以维持性能参量、亦即可以基于轨道车辆的运行状态得到的并且由制动控制系统仅间接影响的参量，并且将所述控制参量存储为在制动和/或车辆控制装置中的特性曲线。
因此，在调试结束之后至少一条特性曲线是可供使用的，所述至少一条特性曲线被制动控制装置评估为操控制动力的基础并且用于控制制动系统。
因此，可以以这种方式取消迭代地测定用于遵守标准要求的最适合的参数组。在通常情况下，仅还必须进行官方的道路试验用以官方证明遵守标准要求。
特性曲线不仅可以用作在(通常行车制动器的)应用软件中的算法，而且可以用作在用于使用安全应急或快速制动器的存储器可编程的控制器中的固定的特性曲线。
术语“参考制动行驶”可以包括制动系统的静态的和/或动态的运行、一次测试行驶亦或多次测试行驶。
此外，尤其是应该如下地理解术语“控制参量”以及术语“性能参量”，即，所述控制参量和性能参量描述或表示重要的参量，所述重要的参量例如描述制动系统或制动系统的部件或制动系统的特性或表征该制动系统的特征。
轨道车辆可以是动车或带有牵引头的列车和牵引车、包括至少一个机车与一个或多个车厢的联合体、高速列车等等。
此外，可以规定，所述至少一个控制参量描述力和/或压力和/或流和/或时间。
力可以是应该由制动系统提供的制动力。
压力可以是作用在制动系统的气动和/或液压部件上的压力。
流例如可以是为了操控而在制动系统中存在的流。
时间可以是操纵制动系统以便达到期望的制动效果所用的时间。
此外，可以规定，所述至少一个性能参量描述制动距离和/或减速度和/或加速度和/或车轮/轨道的传力和/或反应时间。这些性能参量每个本身都表征制动系统的性能能力和运行状态的特征，并且因此本身分别良好地适合作为参量输入特性曲线中。
此外可设想的是，设有产生多维的特性曲线族的多条特性曲线。由此可以描述多维的关联。因此，更准确地描述制动系统成为可能。这也造成制动系统的控制精度改善。
此外，本发明涉及一种用于具有制动系统的轨道车辆的制动控制系统，其中，该制动系统至少包括一个摩擦制动器作为部件，所述制动控制系统包括：至少一个控制单元，该控制单元具有至少一个数据输入接口和至少一个数据输出接口以及至少一个控制数据组存储器；和至少一个传感器，至少部分地借助该传感器能测定控制参量和/或性能参量；其中，制动控制系统还具有至少一个运算单元，借助运算单元借助轨道车辆的至少一个虚拟的和/或至少一个现实的参考制动行驶能测定至少一条特性曲线，所述至少一条特性曲线设定至少一个控制参量用以维持相关的至少一个性能参量，借助控制单元经由数据输入接口能将特性曲线存入控制数据组存储器中并且借助特性曲线通过控制单元经由数据输出接口能操控制动系统，使得特性曲线用作用于操控轨道车辆制动系统的基础。
全部的上面结合用来运行用于具有制动系统的轨道车辆的制动控制系统的方法描述的结构上的和功能上的特征和优点同样地能结合制动控制系统实现并且可以单独地和/或组合地实现。
此外可以规定，所述至少一个控制参量描述力和/或压力和/或流和/或时间。
可能的是，所述至少一个性能参量描述制动距离和/或减速度和/或加速度和/或车轮/轨道的传力和/或反应时间。
此外，可设想的是，设有产生多维的特性曲线族的多条特性曲线。
可设想的是，特性曲线不仅可以用作在应用软件(通常行车制动器的软件)中的算法，而且可以用作在用于使用安全应急或快速制动器的存储器可编程的控制器中的固定的特性曲线。
此外，本发明涉及一种制动系统，该制动系统具有至少一个制动控制系统，其中，所述制动系统至少包括一个摩擦制动器作为部件。
此外，本发明涉及一种轨道车辆。
附图说明
现在，应借助在附图中示出的实施例更详细地阐述本发明的其他的细节和优点。
在此，唯一的附图示出在按照本发明的轨道车辆的按照本发明的制动系统中的按照本发明的制动控制系统的实施例的示意图，利用所述制动控制系统能实施按照本发明的方法。
图1示出具有制动系统7的按照本发明的轨道车辆5的示意图。
具体实施方式
此外，示意性地示出用于按照本发明的制动系统7的按照本发明的制动控制系统10的实施例，利用所述制动控制系统能实施按照本发明的方法。
在这里描述的实施例中，制动系统7是轨道车辆5的气动式制动设备并且包括摩擦制动器作为部件。
制动控制系统10具有控制单元12，其中，控制单元12具有至少一个数据输入接口14和至少一个数据输出接口16以及用于控制数据组的至少控制数据组存储器18。将一条特性曲线19或多条特性曲线19存入数据组存储器18中。
此外，设有传感器20用以检测制动系统10例如在参考运行中的控制参量和性能参量。
传感器20是适合于检测如下运行参数的传感器：
——摩擦系数、例如制动衬片/制动盘、车轮/轨道的摩擦系数
——车辆重量
——制动力
——最高速度
——制动力分配。
此外，设有在示出的实施例中是制动控制系统10的组成部分的运算单元22。
制动控制系统或方法的功能如下：
在借助按照本发明的制动控制系统10对于具有制动系统7的轨道车辆5执行的按照本发明的方法中，首先借助轨道车辆5的至少一个虚拟的和/或至少一个现实的参考制动行驶测定至少一条特性曲线，所述至少一条特性曲线设定至少一个用以维持相关的至少一个性能参量的控制参量。
控制参量尤其是描述力、压力、流和时间。
性能参量尤其是描述制动距离、减速度、加速度、车轮/轨道的传力和反应时间。
在轨道车辆5的参考制动行驶的范围内，例如(也)测定如下参数：
——制动距离
——空气消耗量
——防滑响应特性
——制动器响应时间
——填充时间。
在建立特性曲线时可以考虑其他的参数或性能参量。这些技术参数包括、但不限于：
——摩擦系数、例如制动衬片/制动盘、车轮/轨道的摩擦系数
——车辆重量
——制动力
——最高速度
——制动力分配
——基于部件的响应特性
——控制仪器算法。
可选地，可以测定其他的参数。这些参数例如包括、但不限于：
——容器尺寸
——管道直径
——管道长度
——在管路中的压降、摩擦损失。
在此，术语“参考制动行驶”也可以包括如下部分，在所述部分中发生正常行驶运行或者模拟高速行驶或缓慢行驶或诸如紧急制动和驶入火车站的情况。
借助运算单元22计算出的特性曲线19存储在制动控制系统10中。为此，将该特性曲线经由数据输入接口14存入控制数据组存储器18中。
特性曲线19用作用于操控轨道车辆的制动系统7的基础。
原则上，也可以设有产生多维的特性曲线族的多条特性曲线。
特性曲线19不仅可以用作在(通常行车制动器的)应用软件中的算法，而且可以用作在用于使用安全应急或快速制动器的存储器可编程的控制器中的固定的特性曲线19。
通过借助制动控制系统10基于特性曲线控制制动系统7，可以为轨道车辆5的至少每个重要的运行状态存储相应的控制参量，所述控制参量对于期望的性能参量是必需的。
由此，能实现简单且可靠地控制轨道车辆5的制动系统7。
附图标记列表
5 轨道车辆
7 制动系统
10 制动控制系统
12 控制单元
14 数据输入接口
16 数据输出接口
18 控制数据组存储器
19 特性曲线
20 传感器
22 运算单元

Claims (10)

1.用来运行用于具有制动系统(7)的轨道车辆(5)的制动控制系统(10)的方法，所述制动系统(7)至少包括一个摩擦制动器作为部件，所述方法至少包括以下步骤：
——借助轨道车辆(5)的至少一个虚拟的和/或至少一个现实的参考制动行驶测定至少一条特性曲线，所述特性曲线设定至少一个用以维持相关的至少一个性能参量的控制参量；
——将特性曲线存储在制动控制系统(10)中；和
——特性曲线用作用于操控轨道车辆的制动系统(7)的基础。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个控制参量描述力和/或压力和/或流和/或时间。
3.按照权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个性能参量描述制动距离和/或减速度和/或加速度和/或车轮/轨道的传力和/或反应时间。
4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，设有产生多维的特性曲线族的多条特性曲线。
5.用于具有制动系统(7)的轨道车辆(5)的制动控制系统(10)，其中，所述制动系统(7)至少包括一个摩擦制动器作为部件，所述制动控制系统包括：至少一个控制单元(12)，该控制单元(12)具有至少一个数据输入接口(14)和至少一个数据输出接口(16)以及至少一个控制数据组存储器(18)；和至少一个传感器(20)，至少部分地借助传感器(20)能测定控制参量和/或性能参量；制动控制系统(10)还具有至少一个运算单元(22)，借助运算单元(22)借助轨道车辆的至少一个虚拟的和/或至少一个现实的参考制动行驶能测定至少一条特性曲线，所述特性曲线设定至少一个用以维持相关的至少一个性能参量的控制参量，借助控制单元(12)经由数据输入接口(14)能将特性曲线存入控制数据组存储器(18)中并且借助特性曲线通过控制单元(12)经由数据输出接口(16)能操控制动系统，使得特性曲线用作用于操控轨道车辆(5)的制动系统(7)的基础。
6.按照权利要求5所述的制动控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个控制参量描述力和/或压力和/或流和/或时间。
7.按照权利要求5或权利要求6所述的制动控制系统(10)，其特征在于，所述至少一个性能参量描述制动距离和/或减速度和/或加速度和/或车轮/轨道的传力和/或反应时间。
8.按照权利要求5至7之一所述的制动控制系统(10)，其特征在于，设有产生多维的特性曲线族的多条特性曲线。
9.制动系统(7)，其中，该制动系统(7)至少包括一个摩擦制动器作为部件，所述制动系统具有至少一个按照权利要求5至8之一所述的制动控制系统(10)。
10.轨道车辆(5)，该轨道车辆具有至少一个按照权利要求9所述的制动系统(7)。
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