CN113165626A - 轨道车辆制动的电子控制系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种轨道车辆制动的电子控制系统(500)，包括产生指示紧急制动(523，605)的相应的中间制动压力信号的紧急制动模块(501)和产生相应的行车制动压力信号(535)的行车制动模块(507)；紧急制动模块(501)被布置成：‑当指示紧急制动(523，605)的一个或多个中间制动压力信号中的较高者低于阈值(529)时，产生与行车制动压力信号(535)相对应的制动压力控制信号(524)；‑当指示紧急制动(523，605)的一个或多个中间信号制动压力中的较高者等于或高于阈值(529)时，产生与指示紧急制动(523，605)的一个或多个中间制动压力信号中的较高者相对应的制动压力控制信号(524)；以及，‑通过电动气动执行器(506)转换制动压力控制信号(524)。

Description

轨道车辆制动的电子控制系统
技术领域
本发明主要涉及轨道制动系统领域；特别地，本发明涉及用于轨道车辆的制动控制系统。
现有技术
常规的轨道制动系统执行的是用轨道车辆所处的状态表征的不同功能。两个主要功能被称为“行车制动”和“紧急制动”。
行车制动是指轨道车辆在正常行车过程中被减速的状态。在该状态中，制动性能必须得到保证，且失败概率要小于10-7。这个值与和EN50126标准有关的安全完整性等级SIL2相对应。
紧急制动是指列车必须保证在国际标准所确立的停车距离以内制动的状态，且其未达到该性能的概率要等于或小于10-9。这个值与EN50126标准的安全完整性等级SIL4相对应。
就所关注的行车制动的实施方式而言，与轨道车辆有关的制动系统现在完全通过与牵引电机的控制系统相互作用的电子控制来管理，其在制动(电动制动)期间被以再生方式使用，并与TCMS“列车控制和监视系统”持续交换诊断信息以及实时管理用于行车制动系统或电动制动器可能出现的故障的补偿模式。
此类使用电子系统的实施例极大地提升了乘客舒适度，例如通过确保可容忍的加速度变化，或者在保持均匀减速的同时动态补偿摩擦材料的摩擦系数随着速度变化而发生的变化。
另一方面，基于微处理器架构，这些电子行车制动控制系统变得日益复杂，其中所述微处理器架构带有大量软件代码，这些软件代码不但与用于管理制动的实时进程相关联，而且还与复杂制动系统的诊断进程的管理以及复杂通信协议(例如以太网或MVB)的管理相关联。因此，该领域的主要运营商更喜欢在紧急制动步骤中使用纯气动解决方案。
EN16185轨道标准的发布证明了这一点。该标准对制动系统进行了标准化，其中该制动系统提供了两个相互竞争的气动通道来请求紧急制动。
随着时间的流逝，与电子系统的较低可靠性相比，所使用的气动架构和气动组件展示出固有的高安全系数和可靠性，而运营商做出上述选择的原因亦与此相关联。这种较低的可靠性主要与潜在存在的共模软件的缺陷相关联，这些缺陷可能在紧急制动期间在整个列车上同时发生，由此部分或全面危害停车距离的实现。
然而，对于紧急制动期间的停车距离的精度的需求在不断增长，而这种技术选择开始与这种需求产生冲突。
气动系统和组件会遭遇到因为依赖于弹簧和橡胶子组件的温度及其老化程度而导致的不精确性。
另一个欧洲标准EN15611对上述气动系统和组件的公差施加了严格的限制，由此使其很难实现且成本极高。
在图1中显示了本领域技术人员已知的集成了行车制动和紧急制动的气动制动系统的一个示例。
通用管道101中的压力由制动分接头102在介于5bar与3.5bar之间的可变压力范围内调节，其中5bar是代表了零制动请求的值，并且3.5bar的值代表的是最大行车制动。
紧急按钮103将通用管道排放至低于代表了紧急制动请求的3.5bar以下的值。根据图2.1中显示的图表，分配阀104依照通用管道101中的压力来调节其出口的压力。
如果通用管道压力值等于5bar，那么分配阀104的出口压力为零，并且与零制动请求相对应。
如果通用管道中的压力值介于5bar与3.5bar之间，那么出口阀压力会在0bar与3.8bar之间线性变化；3.8bar是与紧急制动相对应的压力值。
如果通用管道压力低于3.5bar，那么出口阀压力会保持在3.8bar，或者处于与紧急制动相对应的压力值。
紧急按钮103的目的是释放通用管道，由此以比制动分接头快的多的速度将压力降至3.5bar以下，从而加速从行车制动状态到紧急制动状态的过程。
空载阀105也被专家称为VCAV，源于法语定义“Vide-ChargèAuto-Variable”，其目的是根据图2.2中显示的特征，依照车辆承载的重量来校正发送至制动缸106的压力。
后一个功能的目的是根据车辆设计阶段考虑的可用附着力来限制压力，换言之是提供最大可能的制动压力，如果超过该制动压力，那么将会超出可用的抓地力。超过可用的附着力将会导致轴锁定以及随之而来的车轮平整度下降，以及因为车轮自身从滚动摩擦力到蠕变摩擦力的转变而导致的制动力损失。
在图3和图4中分别图示的分配阀104和空载阀105都是极其复杂的气动部件。
特别地，对于每一个新的应用，空载阀105都需要重新设计内部零件，例如弹簧的负载或台秤比例(ratio of platform scale)，由此必须重新调整到介于车辆的皮重与满负载之间的新的重量范围以及可供应用自身使用的附着力。
此外，在构成列车自身的不同车辆之间(例如在动力车与拖车之间)的皮重-满负载间隔发生变化的情况下，同一列车的空载阀105的子组件通常具有不同的配置。
最后，在列车试运行步骤中，连续的重新校准请求涉及子组件本身的频繁更换，直到达到正确的配置。
当前，用于轨道应用的电子系统的实施方式受以下欧洲轨道标准管制：
-EN50126“Railway applications.The specification and demonstration ofreliability,availability,maintainability and safety(RAMS).Basic requirementsand generic process”；
-EN50128“Railway applications–Communications,signaling and processingsystems–Software for railway control and protection systems”；
-EN50129“Railway applications.Communication,signalling and processingsystems.Safety related electronic systems for signalling”。
特别地，EN50126标准定义了基于安全性分析结果来为子系统指配SIL0/1/2/3/4安全等级的方法，并且EN50128和EN50129标准定义了基于所指配的SIL等级而分别应用于软件和硬件组件的设计判据(criteria)。
基于先前引用的标准的应用，可以表述以下的声明和概念：
-用于实施行车制动功能的电子系统通常可以根据前述标准指示的条款来制造，由此将所述实施方式限制到不高于SIL2的安全等级；
-用于实施紧急制动功能的电子系统可以根据前述规则指示的规定来制造，由此将所述实施方式限制到不低于SIL3的安全等级。
制造用于行车制动控制且符合SIL等级≤2的电子系统是现有技术；相反，开发和维护符合SIL等级≥3的电子系统是非常复杂且麻烦的。
在SIL系统≤2和SIL系统≥3之间，开发复杂性与认证成本的比率通常在1:20到1:40之间。
此外，安全和国家安全机构的公告机构既不接受由同一硬件体系结构运行并以不同SIL等级开发的软件模块的共存，也不接受为了实现必须达到整体SIL等级≥3的电子架构，由小于等于2的SIL硬件架构运行的大于等于3的SIL等级软件模块。
由此，很明显，开发可以同时提供行车制动功能、紧急制动功能、诊断功能、其他功能的单个电子架构是非常不便的，因为这些架构应该全部依照SIL等级≥3来实施，其经济资源支出很高且开发时间很长。
专利WO2018189693提出了一个针对上述问题的解决方案，其请求保护一种用于轨道车辆的紧急制动和行车制动的电子控制系统，该电子控制系统被设计成产生制动压力，该制动压力与紧急制动压力信号和源自行车制动模块的行车制动压力信号之间的较大的一个相对应。
然而，WO2018189693提出的解决方案并不涵盖在紧急制动期间停用防滑控制系统的情形。
如上所述，紧急制动要求符合依照EN50126的总的SIL4安全等级。因此，众所周知，如果通过电子技术来进行开发，那么有助于实现紧急制动的设备通常必须符合依照EN50128和EN50129标准的安全等级SIL≥3。
现代防滑系统使用了非常复杂的算法(相关示例在EP3393873、WO2017175108和EP1874601中进行了描述)，这些算法很难通过采用EN50128标准(安全等级SIL≥3)推荐的方法来实现。这意味着一些欧洲轨道安全机构要求在紧急制动期间禁止使用防滑装置，尽管事实是这些防滑装置在抓地力降低的情况下有可能有助于缩短停车距离。
在该配置中，所选择的是通过接受与行车制动相比相对更长的停车距离来减小紧急制动压力，由此减小触发防滑的风险，其中由于禁止了防滑系统，会导致不可避免地将车轮锁定。
专利WO2018189693提出的是始终实施行车制动压力和紧急制动压力中的更高的一个，在某些情况下，其有可能不符合施加比行车制动压力小的紧急制动压力的需求。
发明内容
由此，本发明的目的是提供一种用于轨道车辆的电子制动控制系统，其允许将紧急制动功能分离并使其独立于行车制动功能和其他辅助功能，由此保证将符合SIL等级≥3的部件与符合SIL等级≤2的部件完全隔离，同时使得制动压力的实施集中于单个通用执行器，从而降低全电子的轨道制动控制系统的开发、安装和维护成本。
很明显，对轨道车辆制动的控制同时涉及行车制动控制和紧急制动控制。
此外，该控制系统有利于在紧急制动请求期间施加紧急制动压力。
根据本发明的一个方面，上述及其他目标和优点是由一种具有独立权利要求中限定的特征的轨道车辆制动的电子控制系统实现的。本发明的优选实施例是在从属权利要求中限定的。
附图说明
现在将对根据本发明的轨道车辆的电子制动控制系统的一些优选实施例的功能和结构特征进行描述。在这里将会参考附图，其中：
-图1以简化方式示出了本领域技术人员已知的集成了行车制动和紧急制动的气动制动系统；为了简化起见，主油箱和辅助油箱以及所有不必要进行举例的附件功能均未被显示；
-图2.1示出了分配阀的输入-输出传递函数；
-图2.2示出了在功能上模拟空载阀105的曲线，其中术语“崩溃负载(crashload)”指示的是不正常的乘客负载情况；
-图3示意性地示出了分配阀；
-图4示出了空载阀的剖面；
-图5示出了用于轨道车辆的电子制动控制系统的实施例；
-图6示出了紧急制动模块的第二实施例；
-图7示出了紧急制动模块的第三实施例；以及
-图8定性地示出了车轮与轨道之间的附着等级随附着系数和车辆速度变化的曲线。
具体实施方式
在详细说明本发明的多个实施例之前，应该指出的是，本发明的应用并不局限于在以下的描述中给出或者在附图中显示的构造细节和组件配置。本发明可以采用其他实施例，并且可以采用不同的方式实施或实际执行。此外还应该理解，措词和术语是用于描述性目的的，其不应被解释成是限制性的。使用“包括”和“包含”及其变体的目的是包括其后引用的元素及其等价物，以及附加的元素及其等价物。
在整个说明书中，术语“模块”优选是指可以借助电子硬件-软件架构实现的模块，术语“子模块”优选指示的是可以在内部实现功能(所述功能转而可以通过软件或是所述软件控制的硬件实施)的子模块。作为示例，软件可以例如由微处理器或FPGA运行。
在附图中，连接模块内部的不同子模块的线条优选应被理解成是电信号或软件变量。
根据本发明的轨道车辆制动的电子控制系统500的特征在于：其包括紧急制动模块501(SAFETY BRAKE MODULE)以及行车制动模块507(SERVICE BRAKE MODULE)，其中每一个都包括被布置成产生制动压力值的电子架构，所述电子架构是独立且相互分离的。
行车制动模块507被布置成至少接收减速或行车制动请求信号530，以及产生相应的行车制动压力信号535。紧急制动模块501通过通信信道536连接到所述行车制动模块507，以便接收所述行车制动压力信号535。
所述紧急制动模块501被布置成接收至少一个用于指示紧急制动请求的信号，以及产生用于指示紧急制动523的相应的中间制动压力信号。
紧急制动模块501还被布置成在用于指示紧急制动523、605的一个或多个中间制动压力信号中的较高者低于预定阈值压力值529时，产生与行车制动压力信号535相对应的制动压力控制信号524。
紧急制动模块501还被布置成当用于指示紧急制动523、605的一个或多个中间信号制动压力中的较高者等于或高于预定阈值压力值529时，产生与用于指示紧急制动523、605的一个或多个制动压力信号中的较高者相对应的制动压力控制信号524。
此外，紧急制动模块501还被布置成通过控制电动气动执行器506来将所述制动压力控制信号524转换为制动压力。
在图5显示的实施例中，行车制动模块507包括用于计算行车制动压力的子模块508，该子模块经由行车制动或减速请求信号530接收行车制动或减速请求530(例如由制动器的操作者产生(BREAK HANDLE DEMAND))，以及经由第一重量信号522接收车辆重量(WEIGHT)。
作为示例，所述第一重量信号522是来自悬架的所获取的压力值，或者是从与转向架相关的主体的位置传感器得到的电压，但其并不局限于此。
行车制动压力计算子模块508实时对与上述行车制动或减速请求530相对应的行车制动所需的压力值进行计算，并产生相应的行车制动压力信号535，该行车制动压力信号535的值与计算得到的行车制动所需要的压力值相对应。
作为示例，行车制动所需要的压力值是借助与图2.2所示相似的、本领域技术人员已知的适当函数，通过组合所述第一行车制动或减速请求信号530与所述第一重量信号522获得的，但其并不局限于此。
来自TCMS 532的第二行车制动或减速请求信号531也可以被从通信子模块509传送到行车制动压力计算子模块508。
通信子模块509管理针对列车的所有通信协议，例如针对TCMS 532和针对牵引系统533的所有通信协议，但其并不局限于此。
虚线框510中包含的其他子模块可以存在。例如但不局限于用于管理和存储诊断信息534以及显示管理的输入/输出管理子模块，用于诊断工具的通信子模块，以及本领域技术人员通常所知的与紧急制动无关的其他子模块。
行车制动模块507和紧急制动模块501使用有线或无线类型的通信信道536来相互交换信息。
通信信道536可以是“点对点”的，或者可以是与其他模块共享的，其未必专用于车辆制动功能。在图5中并未显示所述其他模块。
作为示例，通信信道536可以包括总线。
信息、尤其是行车制动压力信号535被从行车制动模块507传送到紧急制动模块501(例如依照在欧洲标准“EN50159:Railway applications.Communication,signallingand processing systems.Safety-related communication in transmission systems”中表述的黑信道概念，但是并不局限于此)。该通信信道536还可以借助模拟类型的有线线路来实施，例如但不局限于采用电压或电流或PWM的形式，或者通过多条线路上的数字编码来实施。
在紧急制动模块501中，第一传递函数计算子模块502接收至少一个用于指示紧急制动请求的信号。
在该实施例中，至少一个用于指示紧急制动请求的信号是用于指示车辆制动系统的控制压力的气动制动信号520，例如与制动管道(在图1中已经用101指示)的压力值相对应的以适当方式获取的压力信号，所述压力值的取值范围包括与紧急制动相对应的至少一个值。
作为示例，与紧急制动相对应的值可以是超出预定阈值的值。术语“超出”可被理解成是所述值大于预定阈值的情形或者所述值小于预定阈值的情形。
第一传递函数计算子模块502计算图2.1中显示的曲线的传递函数，由此在功能上模拟分配阀104，这其中包括被专家称为控制箱的子功能以及与过载和处理行为相对的相关行为。
由此，第一传递函数计算子模块502在其输出端提供分配阀压力信号521，根据对分配阀104的仿真，该信号的虚拟值可以对应于一个介于0bar与3.8bar之间的压力值。
所述分配阀制动压力信号521连同与所需要的车辆重量值相对应的第二车辆重量信号528(“WEIGHT”)一起被提供到第二传递函数计算子模块503的输入端。
制动管道的压力信号和车辆的第二重量信号528是根据进程SIL≥3获取的，例如但不局限于通过冗余和相互诊断的信道和传感器来获取。
在一个替换实施例中，车辆的第二重量信号528可以通过通信信道536而被传送到制动或减速请求子模块508，所述制动或减速请求子模块508将会使用所述第二车辆重量信号528而不是获取第一重量信号522。
第二传递函数计算子模块503计算图2.2中显示的曲线的传递函数，由此对空载阀105进行仿真。
第二传递函数计算子模块503的输出是用于指示紧急制动523的中间制动压力信号，其代表了在通过调节制动管道压力信号来执行制动之后应被发送到制动缸的气动制动压力的虚拟值。制动管道压力信号可以采用的值的范围包括与紧急制动的值相对应的值。所述值优选由气动制动所能达到的最大值表示，也就是由指示紧急制动523的中间制动压力信号来表示。
双输入紧急制动压力选择子模块504接收由第二传递函数计算子模块503产生的用于指示紧急制动523的中间制动压力信号，以及与行车制动模块507内部的行车制动压力计算子模块508产生的行车制动压力值相对应的行车压力信号535，以此作为输入。
双输入紧急制动压力选择子模块504执行选择功能。特别地，当指示紧急制动523的中间制动压力信号低于预定阈值压力值529时，双输入紧急制动压力选择子模块504在输出端传播与行车压力信号535相对应的虚拟压力信号，以及当指示紧急制动523的中间制动压力信号等于或大于预定阈值压力值529时，双输入紧急制动压力选择子模块504在输出端传播与指示紧急制动523的制动压力信号相对应的虚拟压力信号。
该预定阈值529可以通过可在紧急制动模块501的代码中提供的值表示。
然后，制动压力控制信号524被传播到压力控制子模块505，所述压力控制子模块505通过适当的双向电信号525来提供针对电动气动执行器506的管理，由此将模块505的输入端的制动压力控制信号524转换成制动缸527的输入端的实际压力。
本领域技术人员还知晓轨道制动系统中特有的与电动气动执行器506相关的附加元件，例如辅助汽缸或防滑控制系统，这些部件在图5中并未显示，因为其与本发明的内容并不严格相关。
所提出的解决方案突出了紧急制动模块501与行车紧急制动模块507在功能和决策方面的独立性。
如果紧急制动模块501是根据判据SIL≥3开发的，那么没有将气动制动请求(包括至少一个用于指示与气动制动的最大值相对应的紧急制动请求的信号)施加于制动缸527的概率将会处于通常可以为等效的传统气动系统所接受的判据以内，且其成本更低、精度更高。
此外，针对有可能在行车制动模块507中出现的任何类型的硬件或软件故障，紧急制动模块501的双输入紧急制动压力选择子模块504在任何情况下都会为紧急制动请求给予特权，由此始终会使全局系统进入安全状态。
由此，该解决方案允许在不增加开发成本以及经常性产品成本(recurringproduct cost)的情况下开发现有技术中存在的依照安全等级SIL≤2的行车制动模块507，同时保持功能性能不变。
图6示出了紧急制动模块501的第二实施例。该紧急制动模块501整体是依照判据SIL≥3开发的，其复制了先前实施例中描述的至少一部分，但是还包括预设的紧急制动压力指配子模块602。该预设的紧急制动压力指配子模块602接收用于指示紧急制动请求的第二信号以作为输入。在该实施例中，用于指示紧急制动请求的第二信号是一个用于指示紧急制动请求的信号604，作为示例，该紧急制动请求来自紧急电气回路，但是并不局限于此。
作为示例，紧急电气回路指示的是一个电路，该电路能够检测到紧急制动状况，并且由此产生用于指示紧急制动请求的信号604。
如果信号604指示的紧急请求是来自紧急电气回路的紧急制动请求，那么预设的紧急制动压力指配子模块602会向相应的紧急制动压力信号605施加一个预设的虚拟压力值。
作为双输入紧急制动压力选择子模块504的替换，所包含的是执行选择功能的三输入紧急制动压力选择子模块606。
特别地，该三输入紧急制动压力选择子模块606：
a)当来自紧急电气回路的紧急制动压力信号605和用于指示紧急制动523的中间制动压力信号之间的较大者小于预定阈值压力值529时，在输出端传播与行车压力信号535相对应的虚拟压力信号；以及
b)当来自紧急电气回路的紧急制动压力信号605和用于指示紧急制动523的中间制动压力信号之间的较大者等于或大于预定阈值压力值529时，在输出端传播来自紧急电气回路的紧急制动压力信号605和用于指示紧急制动523的中间制动压力信号之间的较大者。
然后，来自三输入紧急制动压力选择子模块606的制动压力控制信号607被传播到压力控制子模块505，该压力控制子模块505通过适当的双向电信号525来管理电动气动执行器506，由此将模块505的输入端的虚拟制动压力控制信号607转换成制动缸527的输入端的实际压力。
借助紧急制动模块501的子模块，可以创建各种组合，例如在将紧急制动压力信号605的所述值发送到三输入选择子模块606之前，借助第二传递函数计算子模块503来用车辆重量信号528的值调节所述紧急制动压力信号605的值。
在一个未显示的实施例中，至少一个用于指示紧急制动请求的信号可以只有一个，并且可以仅仅是用于指示紧急制动请求(例如来自紧急电回路，但其并不局限于此)的信号604。
在另一个非排他性实施例中，紧急制动模块501可以不使用制动管道压力信号，而是仅仅使用被重量信号528调节或是未被其调节的紧急制动压力信号605。
图7中显示的是图5和图6中描述的内容的扩展，其中在紧急制动期间使用了电动再生制动。
牵引控制当前是由基于不适合依照判据SIL≥3开发的DSP(数字信号处理器)架构的逆变器组成的。
因此，除非在紧急制动期间使用系统SIL≥3持续监控牵引控制，否则不可能将紧急制动请求直接委托给牵引系统。
图7示出了整体依照判据SIL≥3开发的紧急制动模块501的第三实施例。
决策子模块702也被称为“混合模块”，其具有以下功能：判定是否必须借助压力控制子模块505和电动气动执行器506的子模块来以气动方式产生源自三输入紧急制动压力选择子模块606的制动压力控制信号607，或者是否必须将其适当地转换成制动扭矩请求信号703并将其直接通过通信信道536发送到牵引系统(未显示)或是通过行车制动模块507来传播。
决策子模块702接收与适当的扭矩传感器装置705检测到的电动机的制动扭矩信号704的值有关的连续信息。作为示例，该扭矩传感器装置705由用于测量由电动机在再生过程中产生的电流的变压器或是电动机下游的实际扭矩换能器组成，但其并不局限于此，该装置是根据判据SIL≥3开发的(例如通过冗余且相互诊断的信道)。
这样一来，从测量扭矩传感器装置705上游的制动电动扭矩到决策子模块702决定如何管理制动扭矩之间的完整路径与需求SIL≥3相一致。
如果存在来自三输入紧急制动压力选择子模块606的制动压力控制信号607，那么决策子模块702会将等效转矩请求传送到牵引系统，通过扭矩传感器装置705测量实际响应，以及在结果值小于所需值的情况下，通过从压力控制子模块505和电动气动执行器506的子模块请求缺失量来立即补偿该缺失量。
换句话说，紧急制动模块501通过要求电动制动扭矩、借助扭矩传感器705来连续监测电动制动扭矩的方式来产生制动扭矩，以及通过产生气动制动扭矩来补偿电动制动扭矩的任何局部或总体缺陷。
由此，图示的解决方案确保部分或全部通过再生电动制动系统来以SIL≥3的等级管理和应用紧急制动，而不用考虑所述电动再生制动系统和用来供子模块向牵引系统传送制动扭矩请求信号703的系统依照判据SIL≤2开发这一事实。
另一个适合在高速条件下管理紧急制动的实施例同样也被描述。
众所周知，根据图8中定性陈述的定律，车轮与轨道之间的附着等级会随着速度的增大而降低。
通过信道SIL≥3获取(例如借助于用于旋转冗余和相互诊断的车轮的速度传感器装置707，但其并不局限于此)的车辆的速度信号706被决策子模块702获得，所述决策子模块702会依照先前映射在该决策子模块702中的图8中的曲线来限制关于制动电动扭矩和/或制动压力的请求。
这样一来，当可用的抓地力依照车辆速度改变时，紧急制动模块501能够校正制动压力。
本领域技术人员知晓以下事实：在所有可能的实施例中，行车制动模块都可以在TCMS设备内部实施，并且可以通过通信信道536与紧急制动模块通信。
本领域技术人员还知晓，该执行系统可以是液压类型而不是气动类型的。
作为示例，行车制动模块507是在列车上的其他系统内部制造的，但这并不是必需的。
此外，根据车辆的特性架构，紧急制动模块501可以包括包含了压力控制子模块505和电动气动执行器506以独立控制若干个制动缸的一个以上的群组。
在前述实施例中，紧急制动模块501可以依照EN50128 SIL≥3和EN50129 SIL≥3的需求来设计，并且行车制动模块507可以依照EN50128SIL≤2和EN50129 SIL≤2的需求来开发。
特别地，紧急制动模块501可以依照基于微处理器的冗余架构来制造，或者可以通过冗余可编程设备(例如但不局限于FPGA)来制造，或者再次借助于微处理器和FPGA来制造。
在这里已描述了根据本发明的轨道车辆的电子制动控制系统的不同方面和实施例。应该理解的是，每一个实施例都可以与其他任何实施例相结合。此外，本发明并不局限于所描述的实施例，而是可以在所附的权利要求限定的范围内改变。

Claims (19)

1.一种轨道车辆制动的电子控制系统(500)，其特征在于，其包括紧急制动模块(501)和行车制动模块(507)，所述紧急制动模块(501)和所述行车制动模块(507)中的每一个都包括被布置成产生制动压力值的电子架构，所述电子架构是独立且相互分离的；
所述行车制动模块(507)被布置成至少接收减速或行车制动请求信号(530)，以及产生相应的行车制动压力信号(535)；
所述紧急制动模块(501)通过通信信道(536)连接到所述行车制动模块(507)，以便接收所述行车制动压力信号(535)；
所述紧急制动模块(501)被布置成接收至少一个用于指示紧急制动请求的信号，以及产生用于指示紧急制动(523，605)的相应的中间制动压力信号；
所述紧急制动模块(501)被布置成：
-在用于指示紧急制动(523，605)的一个或多个中间制动压力信号中的较高者低于预定阈值压力值(529)时，产生与所述行车制动压力信号(535)相对应的制动压力控制信号(524)；
-在用于指示紧急制动(523，605)的所述一个或多个中间信号制动压力中的较高者等于或高于所述预定阈值压力值(529)时，产生与用于指示紧急制动(523，605)的所述一个或多个中间制动压力信号中的较高者相对应的制动压力控制信号(524)；以及
-通过控制电动气动执行器(506)来将所述制动压力控制信号(524)转换为制动压力。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述至少一个用于指示紧急制动请求的信号是用于指示车辆制动系统的压力命令的信号(520)，其至少一个极值指示的是紧急制动状况。
3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述至少一个用于指示紧急制动请求的信号是来自紧急电气回路的信号(604)。
4.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)是根据需求EN50128 SIL≥3以及EN50129 SIL≥3设计的。
5.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述行车制动模块(507)是根据需求EN50128 SIL≤2以及EN50129 SIL≤2设计的。
6.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)使用车辆的重量信号(528)来调节所述至少一个用于指示紧急制动请求的信号。
7.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述行车制动模块(507)使用车辆的重量信号(522)来调节所述减速或行车制动请求信号。
8.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述行车制动模块(507)是在列车上的其他控制系统内部实现的。
9.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)与电动制动的扭矩传感器装置(705)相连。
10.根据权利要求10所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中电动制动扭矩的所述扭矩传感器装置(705)及其管理是根据需求EN50128 SIL≥3以及EN50129 SIL≥3设计的。
11.根据权利要求9或10所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)通过要求电动制动扭矩、借助所述扭矩传感器装置(705)来连续监测所述电动制动扭矩的方式来产生制动扭矩，以及借助于产生气动制动扭矩来补偿可能出现的扭矩缺陷。
12.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)根据车辆速度函数中可用的附着力来校正制动压力。
13.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述通信信道(536)是无线信道。
14.根据权利要求1-12中任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述通信信道(536)是由总线形成的。
15.根据权利要求1-12中任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述通信信道(536)是通过硬线排解决方案形成的。
16.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，进一步包括被布置成管理一个或多个电动气动执行器(506)的压力控制子模块(505)。
17.根据前述任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)是依照包含一个或多个微处理器的架构制造的。
18.根据权利要求1-16中任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)是依照包含一个或多个可编程设备的架构制造的。
19.根据权利要求1-16中任一权利要求所述的轨道车辆制动的电子控制系统，其中所述紧急制动模块(501)是根据包含一个或多个微处理器以及一个或多个可编程设备的架构制造的。
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