CN116133914A - 用于车辆、特别是用于至少一个轨道车辆的机电制动致动器以及制动系统 - Google Patents

用于车辆、特别是用于至少一个轨道车辆的机电制动致动器以及制动系统 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于车辆，特别是用于铁路车辆的机电制动致动器(400)，其包括安全单元(401)，该安全单元被设置为：接收电位置信号(221)，该电位置信号的值指示制动力施加装置(217)沿平移轴线(Xt)的位置；基于所述电位置信号(221)的值确定制动力施加装置(217)的瞬时位置；以及，在以下情况下，通过第一中断装置(403)防止由行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)或电源信号(405)到达机电模块(201)：a)安全单元(401)确定制动力施加装置(217)处于维护位置和静止位置之间的位置；b)安全单元确定制动力施加装置(217)正从静止位置移动到维护位置。还描述了一种制动系统。

Description

用于车辆、特别是用于至少一个轨道车辆的机电制动致动器以及制动系统
技术领域
本发明总体上属于制动系统领域；具体地，本发明涉及一种用于车辆，特别是用于至少一种轨道车辆的机电制动致动器和制动系统。
背景技术
在以下描述中，根据2020年4月1日可用的最新版本，将参考以下欧洲标准：
-EN50126【“铁路应用-可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)的规范和论证”】
-EN50128【“铁路应用-通信、信号和处理系统-铁路控制和保护系统软件”】；
-EN50129【“铁路应用-通信、信号和处理系统-信号用安全相关电子系统”】。
-EN50159【“铁路应用-通信、信号和处理系统-传输系统中的安全相关通信”】。
特别地，EN50126标准定义了根据安全分析的结果，将安全等级SIL0/1/2/3/4(安全等级SIL4表示最大安全等级)分配给组成有关系统的子系统的方法，EN50128和EN50129标准定义了根据上述安全分析结果分配的SIL等级，分别应用于软件和硬件组件的设计标准。
从现有技术可知：
-根据欧洲标准EN50126执行的与紧急制动功能相关的安全计算，系统地将安全完整性等级(Safety Integrity Level，SIL)SIL≥3分配给所述紧急制动功能，并因此通常将安全完整性等级SIL≥3分配给实现紧急制动功能的子系统；
-根据欧洲标准EN50126执行的与行车制动功能相关的安全计算，通常将安全完整性等级SIL≤2分配给所述行车制动功能，并因此通常将安全完整性等级SIL≤2分配给实现行车制动功能的子系统；
基于EN50128和EN50129，与根据安全完整性等级SIL≤2的设计相比，根据安全完整性等级SIL≥3的控制单元(通常为基于微处理器或基于FPGA的控制单元)的开发所涉及的设计、验证和认证成本高大约一个数量级。
关于前面的最后一点，很明显，将根据SIL≥3安全等级开发的功能保持极其有限和简单是值得的。
图1示出了根据目前工艺水平技术的气动制动致动器100。机械组件101是本领域技术人员已知的松弛调节器。
随着制动的连续进行，制动片和制动盘会随着时间不断磨损。因此，制动执行器的空转行程将随时间增加，从而增加应用制动时的延迟。
松紧调节器的目的是在非制动状态下，当制动片和制动盘的厚度由于制动引起的磨损而持续减小时，在制动片的制动表面和制动盘表面之间保持恒定的静止距离。通过这种方式，由于杆的空转行程而导致的制动应用延迟随时间保持恒定，从而允许精确计算车辆或火车的制动时间或停车距离，特别是在紧急制动的情况下。
本领域技术人员熟知的是，制动致动器杆在杆和制动缸之间的连接点处的空转行程定义为“尺寸A”，以下称为距离“A”。
纯粹作为参考，尺寸A在盘式致动器的情况下，其典型值为2mm，在轮式致动器的情况下，其典型值为6mm。
在蹄式制动装置的情况下，采用相同的制动蹄和车轮磨损调节机构。
机械组件101的功能复杂性，以及由此产生的装配和测试的复杂性，还有最终的成本，都是显而易见的。
不利的是，在已知的制动致动器中，重置初始距离A的程序是在每次更换制动力施加装置217的摩擦装置时由负责更换摩擦装置的操作人员手动进行的，并且需要特别注意和工具。
图2说明了根据现有技术的机电制动致动器200的功能框图。
机电模块201包括至少一个电机和可能的减速器，即扭矩倍增器，并且可以伸出或缩回的与紧急制动模块207相连的力传递构件(即臂206)。
紧急制动模块207包括紧急制动能量存储装置208，例如机械势能或动能的机械存储元件。
本质上，紧急制动模块207由电信号210控制，并且被设置为能够呈现第一状态，在该第一状态下，当紧急制动请求信号210不指示需要紧急制动请求时，紧急制动组件207不释放存储的能量以执行紧急制动。此外，由电信号210控制的紧急制动模块207被设置为能够呈现第二状态，在该第二状态下，当紧急制动请求信号210指示存在紧急制动请求并且因此需要执行紧急制动时，紧急制动组件207释放所存储的能量以执行紧急制动。
考虑到本发明的目的，不需要对所述紧急制动模块207的操作进行更详细的描述。
另一个力传递构件(即，臂211)连接到力传感器装置212，力传感器装置被设置为产生制动力指示电信号213，该电信号的值指示施加在力传递构件211和另一个力传递构件(即臂216)之间的机械力。
制动力指示电信号213被输入到行车制动控制单元202。
臂216连接到力传感器装置212和制动力施加装置217。
制动力施加装置217例如通过调用车轮上具有制动蹄的制动装置/致动器来图示；然而，制动力施加装置217可以例如采取其他形式，例如在制动盘上具有制动片的杠杆制动装置/致动器。
行车制动控制单元202本质上是电子的，可以在其输入端接收电源信号205，该信号传递电源电压，不完全源自车辆的电池。
行车制动控制单元202被设置为来调节电源电压，以通过至少一个电制动力控制信号204控制机电模块201中包括的电机。
行车制动控制单元202接收至少一个角位置信号219作为输入，该角位置信号不完全指示机电模块201内存在的旋转构件的角位置和旋转方向。
在可能的非排他性实施例中，至少一个角位置信号219包括由属于BLDC型电机的霍尔传感器产生的角位置信号。
通过由行车制动控制单元202执行的计数和积分方法，行车制动控制装置202连续地获得臂206随时间的瞬时伸长值，即制动力施加装置217的位置。
在另一个可能的实施例中，位置传感器装置220(例如，位置传感器)通过电位置信号221(即指示制动力施加装置217的位置)向行车制动控制单元202随时间连续读取指示其瞬时伸长值的手臂206的平移位置。
图3所示的图示出了臂206的位置P和由制动力施加装置217施加的力F之间的关系。
假设臂206的初始位置对应于横坐标值P＝-A，即对应于与距离A相对应的静止位置，所施加的力F对于臂206所覆盖的整个距离具有零值，从横坐标值-A和值0，对应于制动力施加装置217和制动力接收装置(耗散装置)之间的初始接触点，即，在盘式制动器的情况下是制动盘，或者在轮式制动器的情况下是车轮。
正位置值P对应于由制动力施加装置217施加的正力值F。
E段的角系数表示制动力施加装置217的弹性。弹性越大，角系数越小。现在假设致动器已经施加了对应于位置P’的制动力F’，在请求取消制动力时，行车制动控制单元202命令机电模块201以预定速度缩回臂206。
同时，行车制动控制单元202通过位置信号221接收臂206的位置值，即，通过至少一个角位置信号219对机电模块201的旋转构件的转数进行计数和积分。当指示施加的力值F的制动力指示电信号213达到零值时，行车制动控制单元202继续命令机电模块201缩回臂206，直到到达位置-A。
这样，制动蹄和车轮所承受的磨损在每次制动时得到补偿。
通过上述方法恢复的尺寸分辨率对应于臂位置206的测量分辨率。
所描述的解决方案有利地消除了称为松弛调节器的复杂机械组件101，每次释放行车制动器时由行车制动控制单元202执行简单的软件程序。
欧洲专利EP3346155中要求保护一种类似于迄今为止所描述的现有技术的方法。
现有技术中，行车制动控制单元202通常根据安全等级SIL＜＝2(关于标准EN50128和EN50129)来开发。
在这种情况下，控制恢复距离A的软件功能的故障可能以SIL安全等级<＝2的特定概率发生。
由于列车上所有制动执行器上的软件都相同，因此必须将该软件视为共模故障源，即整个列车上的故障可能同时发生。
控制距离A调节的软件功能的故障可能表现为未能在图3中的图中的点-A处停止，继续将臂206缩回到维护位置-B(行程结束位置)，对应于维护制动力施加装置217所需的位置。例如，制动力施加装置217的维护可能需要更换所述制动力施加机构217的摩擦装置。
位置-B可以是几十毫米，这比位置-A大一个数量级。
在这种情况下，制动应用延迟可能达到几秒的值。
如果在整个列车以共模出现软件故障后请求紧急制动，区域列车的典型速度为160km/h，则每延迟一秒，停车距离将延长约44m。
这种考虑导致了控制恢复距离A的软件功能和执行该功能的硬件必须发展到与紧急制动相同的安全等级，也就是说，根据EN50128和EN50129标准，行车制动控制单元202必须完全发展到SIL等级>＝3。
不利的是，这一要求对行车制动控制单元的开发和生产成本有很大影响，在符合安全等级SIL<＝2的当前解决方案中，行车制动控制装置已经非常复杂。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于车辆，特别是用于至少一种铁路车辆的机电制动致动器，其可以防止制动力施加装置在维护位置中的不当操作。
因此，本发明的另一个目的是提供一种用于车辆、特别是用于至少一种铁路车辆的机电制动致动器，该机电制动致动器通过软件解决方案以低成本实现，同时保持与最先进的紧急制动兼容的所有安全要求，在一些实施例中，机电制动致动器能够恢复距离A，即制动蹄和车轮或制动片和制动盘的消耗。
本发明的另一个目的是提供一种机电制动致动器，其具有用于安全维护制动力施加装置的程序。
根据本发明的一个方面，通过一种用于车辆，特别是用于至少一种铁路车辆的机电制动致动器，该机电制动致动器具有权利要求1中限定的特征；通过用于车辆，特别是用于至少一种铁路车辆的机电制动致动器，该机电制动致动器具有权利要求9中限定的特征；以及通过具有权利要求25中限定的特征的制动系统，实现了上述和其他目的和优点。
本发明的优选实施例在从属权利要求中定义，其内容应被理解为本说明的组成部分。
附图说明
现在将描述用于车辆、特别是用于根据本发明的至少一个铁路车辆的机电制动致动器的一些优选实施例的功能和结构特征。参考附图，其中：
图1示出了根据现有技术的气动式制动致动器；
图2示出了根据现有技术的机电制动致动器的功能图的非排他性示例；
图3示出了将施加到制动蹄(即制动片)上的制动力与存在的一个或多个制动力传递构件的线性行程联系起来的示意图；
图4示出了机电制动致动器的实施例；
图5示出了机电制动致动器的替代实施例；
图6示出了包括多个制动致动器的制动系统的实施例。
具体实施方式
在详细描述本发明的多个实施例之前，应当注意，本发明的应用不限于以下描述中所示或附图中所示的构造细节和组件的配置。本发明可以采用其他实施例，并且在实践中以不同的方式实现或构造。还应理解，措辞和术语具有描述性目的，不应被解释为限制性的。“包括”和“包含”的使用及其变体应理解为包含下文所列元素及其等效物，以及其他元素及其等效物。
在第一实施例中，根据本发明的用于至少一种车辆、特别是用于至少一种铁路车辆的机电制动致动器400包括行车制动控制单元202，其被设置为接收制动力请求电信号203并产生制动力控制信号204，制动力控制信号204的值是所述制动力请求电信号203的函数。
此外，机电致动器400包括机电模块201，机电模块201被设置为接收由行车制动控制单元202产生的制动力控制信号204并产生制动力，该制动力的值是制动力控制信号204的函数。机电模块201还被设置为通过所述制动力控制信号204接收电力。在这种情况下，信号204可以被认为是电源和制动力控制信号。
此外，机电致动器400包括至少一个力传递构件206、211、216，其被设置为将机电模块201产生的制动力传递到制动力施加装置217。至少一个力传递构件206、211、216被设置为由机电模块201控制，以便沿着平移轴线Xt平移。根据第一施加方向平移至少一个力传递构件206、211、216导致由制动力施加装置217施加的制动力的增加，根据与第一施加方向相反的第二施加方向平移至少一个力传递构件206、211、216导致由制动力施加装置217施加的制动力的减小。
此外，机电致动器400包括安全单元401，该安全单元401被设置为：
-接收电位置信号221，其值指示所述制动力施加装置217沿所述平移轴线Xt的位置；
-根据电位置信号221确定制动力施加装置217的瞬时位置；和
-在以下情况下，通过第一中断装置403防止由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204到达机电模块201：
a)根据电位置信号221的值，安全单元401确定制动力施加装置217位于沿力施加轴线Xb的位置，该位置在与所述制动力接收装置相距第一距离-B的工作位置和与所述制动力接收装置218相距第二距离-A的静止位置之间，所述第二距离-A小于所述第一距离-B；
b)基于电位置信号221的值随时间的变化，安全单元确定制动力施加装置217正从静止位置移动到维护位置。
可以看出，平移轴线Xt和制动力施加轴线Xb可以重合、平行或位于不同的平面中。
优选地，安全单元401可以被设置为接收维护请求信号222，该维护请求信号被设置为取第一值，该第一值指示不需要将制动力施加装置217带入维护位置，以及取第二值，该第二值指示需要将制动力施加装置217带入维护位置。在这种情况下，安全单元401可以被设置为：
在以下情况下，通过第一中断装置403防止由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204到达机电模块201：
a)维护请求信号222取其第一值，并且安全单元401根据电位置信号221的值确定制动力施加装置217位于沿所述制动力施加轴线Xb的位于所述维护位置和静止位置之间的位置；
b)基于电位置信号221的值随时间的变化，安全单元确定制动力施加装置217正从静止位置移动到维护位置。
优选地，安全单元401进一步被设置为接收维护验证信号223，该维护验证信号被设置为取第一值，该第一值指示不确认允许将制动力施加装置217带入维护位置，以及取第二值，该第二值指示确认允许将制动力施加装置217带入维护位置。在这种情况下，安全单元401可以被设置为：
-在以下情况下，通过第一中断装置403防止由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204到达机电模块201：
a)维护请求信号222和维护验证信号223都取各自的第一值，并且安全单元401根据电位置信号221的值确定制动力施加装置217位于沿所述制动力施加轴线Xb的位于所述维护位置和静止位置之间的位置；
b)基于电位置信号221的值随时间的变化，安全单元确定制动力施加装置217正从静止位置移动到维护位置。
否则，或者附加地，安全单元401可以被设置为：
-当维护请求信号222和维护验证信号223取彼此不同的值时(即，不一致的值，例如，维护请求信号222取其第一值，而维护验证信号223不取其第一值，或者，维护请求信息222取其第二值，而维护验证信号223不取其第二值)，通过第一中断装置403防止由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204到达机电模块201，并且安全单元401根据电位置信号221确定制动力施加装置217位于沿所述制动力施加轴线Xb的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
否则，或者附加地，所述安全单元401还可以被设置为：
-当维护请求信号222和维护验证信号223都取各自的第二值并且安全单元401根据电位置信号221确定制动力施加装置217处于静止位置时，通过第一中断装置403允许由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204到达机电模块201。
此外，在以下情况下，安全单元401可以设置为通过第一中断装置403防止由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204到达机电模块201：
-维护请求信号222和维护验证信号223都取各自的第二值；和
-安全单元401根据电位置信号221确定制动力施加装置217处于所述维护位置。
优选地，机电制动致动器400可以包括力传感器装置，例如力传感器，该力传感器装置被设置为产生制动力指示电信号213，该电信号的值指示机电模块201产生的制动力的值。在仅存在维护请求信号222的实施例中，行车制动控制单元202则可以被设置为接收制动力指示电信号213，并且当制动力施加装置217处于所述维护位置并且维护请求信号220呈现其第一值时：
-安全单元401可以设置为通过第一中断装置403允许由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204再次到达机电模块201；
-行车制动控制单元202可以设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置，在该位置，行车制动控制单元202被设置为当所述制动力指示电信号213在取零值之后取非零值(即，从零值变为非零值)时，确定制动力施加装置217已经到达制动施加位置；
-当所述制动力施加装置217到达与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置时，行车制动控制单元202被设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入新的静止位置，该新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离-A。
在维护请求信号222和维护验证信号223都存在的实施例中，当制动力施加装置217处于维护位置，并且维护请求信号224和维护验证信号223都取各自的第一值时：
-安全单元401可以设置为通过第一中断装置403允许由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204再次到达机电模块201；
-行车制动控制单元202可以设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置，在该位置，行车制动控制单元202被设置为当所述制动力指示电信号213在取零值之后取非零值(即，从零值变为非零值)时，确定制动施加位置与制动力施加装置217所处的位置一致；
-当所述制动力施加装置217到达与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置时，行车制动控制单元202被设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入新的静止位置，该新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离-A。
此外，当制动力指示电信号213在取非零值之后再次取零值(即，从非零值变为零值)时，行车制动控制单元202可以被设置为确定制动释放位置，在该位置，制动力施加装置217不再与所述制动力接收装置218接触；
行车制动控制单元202可以被设置为通过所述制动力控制信号204将制动力施加装置217带入新的静止位置，该新的静止位置与所确定的制动释放位置再次具有所述第二距离-A。
在第二实施例中，用于车辆、特别是用于至少一种铁路车辆的机电制动致动器400的机电模块201不是通过制动力控制信号204接收电力，而是通过特殊的电源信号405接收电力。
在所述情况下，在以下情况下，安全单元401将被设置为通过第一中断装置403’防止电源信号405到达机电模块201：
a)根据电位置信号221的值，安全单元401确定制动力施加装置217位于沿制动力施加轴线Xt的位置，该位置在与所述制动力接收装置相距第一距离-B的工作位置和与所述制动力接收装置相距第二距离-A的静止位置之间，所述第二距离-A小于所述第一距离-B；
b)基于电位置信号221的值随时间的变化，安全单元确定制动力施加装置217正从静止位置移动到维护位置。
优选地，对于该第二实施例，安全单元401也可以接收维护请求信号222。在所述情况下，在以下情况下，安全单元401可被设置为通过第一中断装置403’防止电源信号405到达机电模块201：
a)安全单元401根据电位置信号221的值确定制动力施加装置217位于沿所述制动力施加轴线Xt的位于所述维护位置和静止位置之间的位置；
b)基于电位置信号221的值随时间的变化，安全单元确定制动力施加装置217正从静止位置移动到维护位置。
优选地，对于该第二实施例，安全单元401也可以被设置为接收维护验证信号223。在所述情况下，在以下情况下，安全单元401可被设置为通过第一中断装置403’防止电源信号405到达机电模块201：
a)维护请求信号222和维护验证信号223都取各自的第一值，并且安全单元401根据电位置信号221的值确定制动力施加装置217位于沿所述制动力施加轴线Xb的位于所述维护位置和静止位置之间的位置；
b)基于电位置信号221的值随时间的变化，安全单元确定制动力施加装置217正从静止位置移动到维护位置。
否则，或者附加地，安全单元401可以被设置为：
-当维护请求信号222和维护验证信号223取彼此不同的值时(即，不一致的值，例如，维护请求信号222取其第一值，而维护验证信号223不取其第一值，或者，维护请求信息222取其第二值，而维护验证信号223不取其第二值)，通过第一中断装置403防止电源信号405到达机电模块201，并且安全单元401根据电位置信号221确定制动力施加装置217位于沿所述制动力施加轴线Xb的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
否则，或者附加地，所述安全单元401还可以被设置为：
-当维护请求信号222和维护验证信号223都取各自的第二值并且安全单元401根据电位置信号221确定制动力施加装置217处于静止位置时，通过第一中断装置403允许电源信号405到达机电模块201。
优选地，参照第二实施例，当安全单元通过所述第一中断装置403’防止电源信号405到达机电模块201时，安全单元401可以进一步设置为通过第二中断装置406防止由行车制动控制单元202发出的制动力控制信号204到达机电模块201。
同样在该第二实施例中，机电致动器400可以包括力传感器装置212，该力传感器装置被设置为产生制动力指示电信号213，该电信号的值指示由机电模块201产生的所述制动力的值。行车制动控制单元可以被设置为接收所述制动力指示电信号213。
在只有维护请求信号222的情况下，当制动力施加装置217处于维护位置并且维护请求信号22取其第一值时：
-安全单元401可以被设置为通过第一中断装置403’允许电源信号405再次到达机电模块201；
-行车制动控制单元202可以设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置，其中行车制动控制单元202被设置为当所述制动力指示电信号213在取零值之后取非零值时，确定制动力施加装置217已经到达制动施加位置；
-当所述制动力施加装置217到达与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置时，行车制动控制单元202被设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入新的静止位置，该新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离-A。
在维护请求信号222和维护验证信号223都存在的情况下，当制动力施加装置217处于维护位置，并且维护请求信号224和维护验证信号223都取各自的第一值时：
-安全单元401可以被设置为通过第一中断装置403’允许电源信号405再次到达机电模块201；
-行车制动控制单元202可以设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置，其中行车制动控制单元202被设置为当所述制动力指示电信号213在取零值之后取非零值(即，从零值变为非零值)时，确定制动施加位置与所述制动力施加装置217所处的位置一致；
-当所述制动力施加装置217到达与所述制动力接收装置218接触的制动施加位置时，行车制动控制单元202被设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入新的静止位置，该新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离-A。
此外，当制动力指示电信号213在取非零值之后再次取零值时，行车制动控制单元202可以被设置为确定制动释放位置，在该位置，制动力施加装置217不再与所述制动力接收装置218接触。行车制动控制单元202可以被设置为通过制动力控制信号204将制动力施加装置217带入新的静止位置，该新的静止位置与所确定的制动释放位置再次具有所述第二距离-A。
仍然参考所有上述实施例，电位置信号221可以由位置传感器装置220产生，该位置传感器装置被设置为测量至少一个力传递构件206、211、216沿平移轴线Xt的位置。否则，机电模块201可以包括至少一个旋转机械构件，并且电位置信号221可以由设置为测量机电模块201的至少一个旋转构件的角位置和旋转方向的角位置传感器装置产生。
仍然参考所有上述实施例，机电致动器400可以包括紧急制动模块207，该紧急制动模块包括紧急制动能量存储装置208，该装置被设置为存储用于至少一次紧急制动的能量。在所述情况下，紧急制动模块207可以被设置为接收紧急制动请求信号210，并呈现第一状态，其中当紧急制动请求信号210不取指示需要执行紧急制动的值时，紧急制动模块207不释放紧急制动存储装置208中存储的能量；以及第二状态，其中当紧急制动请求信号210取指示需要执行紧急制动的值时，紧急制动模块207释放紧急制动存储装置208中存储的能量。
仍然参考所有上述实施例，安全单元401可以根据比行车制动控制单元202开发所采用的安全完整性等级SIL更高的安全完整性等级SIL来开发。此外，安全单元401可以根据安全完整性等级SIL>＝3来开发。此外，安全单元401可以包括微处理器和/或FPGA。
在下文中，参考图4，换句话说，参考机电模块201通过制动力控制信号204接收电力的实施例，详细描述制动致动器400的操作。
在该第一示例性实施例中，提供机电制动致动器400用于行车制动和紧急制动。
机电制动致动器400包括用于产生第一制动力的机电模块201，所述机电模块201被设置为接收制动力控制信号204并产生制动力，所述制动力的值是所述制力控制信号204的函数。
机电模块201可以包括例如不排他地连接到机械减速器231的电机230。此外，机电模块201可以包括用于从旋转运动转换为平移运动232的机械转换构件。该用于从旋转运动转换为平移运动的机械转换构件232可以由电机230直接驱动，或者可能由机械减速器231驱动。用于从旋转运动转换成平移运动的机械转换构件232可以被设置为将制动力传递到多个力传递构件206、211、216，所述多个力传输构件206、212、216被设置为从机电模块201向制动力施加装置217传递制动力。制动力施加装置217可以是至少一个制动力施加装置217。
沿着机械力传递链，可以存在紧急制动模块207，其包括紧急制动能量存储装置208，例如机械势能存储元件或动能存储元件。
基本上，紧急制动模块207可以由电紧急制动请求信号210控制，并且可以被设置为具有第一状态，在该第一状态下，当紧急制动请求信号210不指示紧急制动请求时，紧急制动模块207不释放存储在紧急制动能量存储装置208中的用于紧急制动的能量，以及第二状态，在该第二状态下，当紧急制动请求信号210指示紧急制动请求时，紧急制动模块207释放存储在紧急制动能量存储装置208中的能量以施加紧急制动。
机电模块201可以被设置为至少生成角位置信号219，该角位置信号指示机电模块中包括的旋转元件之一的角位置值。
如果电机230是BLDC型电机，则指示角位置值的至少一个角位置信号219可以不排他地包括由所述BLDC型电机230的霍尔传感器产生的信号。
可替代地，非排他地，指示机电模块201中包括的旋转元件之一的角位置值的至少一个角位置信号219可以包括由磁性传感器产生的信号，该信号指示机电模块202中包括的一个旋转机械元件的旋转量和方向。
仍然参考图4，机电制动致动器400可以进一步包括力传感器装置212，该力传感器装置被设置为测量由机电模块201产生的所述制动力并产生制动力指示电信号213。制动力指示电信号213的值指示所述第一制动力的值。力传感器装置可以是例如称重传感器类型的力传感器。
此外，机电制动致动器400可以包括但不限于位置传感器装置220，该位置传感器装置被设置为测量力传递构件206、211、216的平移位置，该力传递构件被设置为将制动力从机电模块201传递到制动力施加装置217。所述位置传感器装置220还被设置为产生电位置信号221。
电位置信号221的值指示制动力施加装置217的平移位置。
位置传感器装置220可以是例如光学线性位置传感器、LVDT线性变压器或磁性线性位置传感器。
此外，机电制动致动器400可以包括第一行车制动控制单元202，其被设置为至少接收：
-行车制动力请求电信号203；
-电源205；
-制动力指示电信号213；
-电位置信号221，其指示制动力施加装置217的平移位置；
-角位置电信号219，其指示构成机电模块201的旋转部件之一的角位置；
-维护请求信号222，其指示需要更换制动力施加装置217的摩擦装置，具有第一状态，在该第一状态下，它不提出将制动力施加装置217带入维护位置-B的请求，以及第二状态，在该第二状态下，它提出将制动力施加装置217带入维护位置-B的请求，以方便对制动力施加装置的维护；
-维护验证信号223，其指示需要更换制动力施加装置217的验证，具有第一状态，在该第一状态下，它不确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B，以及第二状态，在该第二状态下，它确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B。
行车制动控制单元202还可以被设置为通过制动力控制信号204控制机电模块201，以产生制动力，从而具有与行车制动力请求信号203的值相对应的值，即，该值是行车制动力要求信号203的值的函数。
此外，行车制动控制单元202可以被设置为执行对由角位置信号219指示的角位置变化进行积分的计算，并将其转换为被设置为将制动力从机电模块201传送到制动力施加装置217的力传递装置206、211、212的平移位置值。
如果在施加行车制动期间，行车制动控制单元202接收到重置行车制动力的请求，则行车制动控制装置202通过连续监测由制动力指示电信号213指示的力值来减小制动力。
在指示制动力值的制动力指示电信号213指示零制动力值时的瞬间，行车制动控制单元202被设置为：
-将制动力施加装置217的平移位置值存储为用于测量静止距离-A的“零”参考点；
-通过至少一个制动力控制信号204，命令机电模块201以预定的旋转速度保持电机的旋转方向不变；
-连续监测制动力施加装置217的平移位置的变化，所述平移位置通过指示制动力施加装置217的平移位置的电位置信号221获得，所述平移位置可替代地通过执行由与机电模块201中包括的旋转机械构件之一相关联的角位置信号219指示的角位置变化的积分运算获得，并将所述角位置变化转换为制动力施加装置217的平移位置值；
-当制动力施加装置217的平移位置已经达到距离-A时，在相对于第一步骤中存储的“零”参考点的特定预定公差范围内，命令机电模块201停止旋转，已经达到期望的静止位置，即距离-A。
此外，当制动力施加装置217的平移位置已经达到距离-A时，行车制动控制单元202被设置为：
-持续监测维护请求信号222和维护验证信号223的状态；
-当维护请求信号222处于其没有提出将制动力施加装置217带入维护位置-B的请求的第一状态时，或者当维护验证信号223处于其未确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B的第一状态时，在通过信号203到达新的制动力请求之前，行车制动控制单元202不执行任何动作；
-当同时维护请求信号222呈现其提出将制动力施加装置217带入维护位置-B的请求的第二状态，并且维护验证信号223呈现其确认允许将制动力施力装置217带入维修位置-B的第二态时，行车制动控制单元202命令机电模块201将制动力施加装置217带到维护位置-B，从而允许负责维护制动力施加机构的操作员例如更换制动力施加装置的摩擦装置；
-从先前的状态，即，制动力施加装置217处于维护位置-B，当维护请求信号222已呈现其不提出将制动力施加装置217带入维护位置-B的请求的第一状态，并且维护验证信号223已呈现其不确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B的第一状态时，行车制动控制单元202命令机电模块201使制动力施加装置217在盘式制动器的情况下与制动盘接触，或者在轮式制动器的情况中与车轮接触。
在制动力指示电信号213指示制动力值大于零值的瞬间，即指示制动力施加装置217在盘式制动器的情况下已经接触到刹车盘，或在轮式制动器的情况下接触到车轮，行车制动控制单元202再次执行上述检查以到达静止位置-A。
因此，在维护制动力施加装置217之后，机电致动器400已经正确地重置了制动力施加装置217的位置。
机电制动致动器400还包括安全单元401，该安全单元401设置为至少接收：
-制动力指示电信号213；
-指示平移位置的电位置信号221，其指示制动力施加装置217的平移位置；
-角位置电信号219，其指示机电模块201的旋转构件之一的角位置；
-维护请求信号222，用于制动力施加装置217的摩擦装置的维护请求；
-维护验证信号223。
行车制动控制单元202被设置为执行对由角位置信号219指示的角位置变化进行积分的计算，并将其转换为被设置为将制动力从机电模块201传送到制动力施加装置217的力传递构件206、211、212的平移位置值。
在图4的示例中，安全单元401被设置为产生控制信号402，用于控制第一中断装置403(例如，诸如受控开关、继电器等的中断装置)，以中断或不中断也提供电源的制动力控制信号204。
当电源信号405和制动力控制信号204都存在时，参见图5中的示例，安全单元401可以被设置为产生控制信号402，用于控制中断或不中断电源信号405的第一中断装置403’，和/或用于控制中断或不中断制动力控制信号204的第二中断装置406(例如，诸如受控开关、继电器等的中断装置)。
当制动力控制信号204向机电模块201供电时，当控制信号402没有命令中断对机电模块201的控制和供电时，第一中断装置403被设置为允许行车制动控制单元通过至少一个制动力控制信号204向机电模块201供电并控制机电模块201。此外，当控制信号402命令中断机电模块201的控制和电力时，第一中断装置403被设置为通过迫使机电模块201在至少一个控制信号204中断的瞬间将传动构件206保持在其当前位置，防止行车制动控制单元通过至少一个控制信号204向机电模块201供电和控制机电模块201。
当电源信号405存在时，例如参见图5，第一中断装置403’反而被设置为当第一控制信号402没有命令中断机电模块201的电源时，通过电源信号405向机电模块201供电，并且当第一控制信号402命令中断机电模块201的电源时，中断来自电源信号405对机电模块201的供电，迫使机电模块201在至少一个控制和电源信号204中断的瞬间将传动臂206保持在当前位置。
也就是说，通过控制信号402，安全单元401可以允许或防止行车制动控制单元202控制机电模块201。
安全单元401可以连续监测制动力指示信号213。在制动力指示信号213从大于零的力值变为等于零的制动力值的瞬间，安全单元401执行以下步骤：
-将制动力施加装置217的平移位置值存储为用于测量静止距离-A的“零”参考点；
-持续监测制动力施加装置217的平移位置的变化，所述平移位置通过指示制动力施加装置217的平移位置的电位置信号221获得，所述平移位置可替代地通过执行由与机电模块201中包括的旋转机械构件之一相关联的角位置信号219指示的角位置变化的积分运算获得，并将所述角位置变化转换为制动力施加装置217的平移位置值；
-持续监测维护请求信号222和维护验证信号223的状态；
-当制动力施加装置217的平移位置已经达到距离-A并且随后通过前进到距离-B而超过其绝对值时，如果此时维护请求信号222处于其没有提出将制动力施加装置217带到距离-B的请求的第一状态，或者如果此时维护验证信号223处于其没有确认允许将制动力施加装置217带入位置-B的第一状态，则安全单元401作用于信号402，以将第一中断装置403’切换到它们中断机电模块201的控制信号204的状态(在制动力控制信号204向机电模块201供电的实施例中)，或者切换到它们中断用于机电模块201的电源信号405的状态(在电源信号405为机电模块201供电的实施例中)，迫使机电模块201将传动臂206保持在接近距离-A的位置，但为紧急制动应用做准备。此外，安全单元401通过错误信号404发送错误指示；
-当制动力施加装置217的平移位置已经到达维护位置-A并且随后通过行进到距离-B而超过其绝对值时，如果同时维护请求信号222已经呈现其提出将制动力施加装置217带到距离-B的请求的第二状态，并且维护验证信号223已经呈现其确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B的第二状态，则安全单元401不执行任何动作，允许行车制动控制单元202命令制动力施加装置217的总平移，以达到制动力施加装置217的维护所需的维护位置-B，例如更换制动力施加装置217的摩擦装置。当到达维护位置-B时，安全单元401作用于信号402，以将第一中断装置切换到它们中断机电模块201的制动控制信号204的状态(在制动力控制信号204向机电模块201供电的实施例中)，或机电模块201的电源信号405的状态(在电源信号405向机电模块201供电的实施例中)，迫使机电模块201将传动臂206保持在维护位置-B，允许维护操作员安全操作，防止制动力施加装置217突然不当移动；
从先前的状态，当维护请求信号222已呈现其不提出将制动力施加装置217带入维护位置-B的请求的第一状态，并且维护验证信号223已呈现其不确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B的第一状态时，安全单元401作用于信号402，以将第一中断装置403切换到它们不中断机电模块201的控制和电源信号204的状态(在制动力控制信号204为机电模块201供电的实施例中)，或者不中断机电模块201的电源信号405的状态(在电源信号405向机电模块201供电的实施例中)，允许行车制动力控制模块202根据上述控制恢复静止位置-A。
当电源信号405向机电模块201供电时，还可以提供第二中断装置406，其在电源信号405中断时也中断制动力控制信号204。
显然，安全单元401执行简单的监测、中断和报警功能，因此在实施方面比行车制动控制单元202简单得多。
因此，权宜之计是将安全单元401开发到比开发行车制动控制单元202的SIL级别更高的SIL级别，即与紧急制动的应用相一致的SIL级别，以及允许维护操作员安全地操作致动器以维护制动力施加装置217(例如更换制动力施加装置217的摩擦装置)所需的安全要求。
如上所述，从现有技术中已知，根据标准EN50126进行的安全分析建议将安全等级SIL<＝2应用于开发用于铁路车辆行车制动的HW-SW控制单元。
由于摩擦材料的消耗，将安全单元开发到SIL>＝3等级有利地带来了完整的间隙恢复功能，并将摩擦材料保持到相同的SIL>＝3等级，开发成本比根据SIL>＝3安全等级执行的完整行车制动控制单元的开发要低得多。
为了保持安全等级路径完整，建议将维护验证信号223设计为与安全单元401开发时的SIL安全等级相同的SIL安全等级。
参考图6，在另一方面，本发明涉及一种制动系统，该制动系统包括根据上述实施例或实施例中的任何一个的多个制动致动器400。制动系统包括控制单元500，控制单元500通过诸如有线或无线通信网络的通信装置501连接到多个制动致动器400。控制单元被设置为接收：
-驻车制动信号(502)，其值指示是否施加驻车制动；
-至少一个速度信号503，其指示车辆速度；
-维护信号504，其值指示制动系统是否请求维护周期。
控制单元500还被设置为：
-当维护信号504取指示维护请求的值并且驻车制动信号502取指示施加驻车制动的值，并且速度信号503取指示车辆速度为零的值时，生成具有其第二值的维护请求信号222，该维护请求信号将通过所述通信装置501发送到所述机电致动器400中的至少一个；和
-当发生以下情况中的至少一种时，生成具有其第一值的维护请求信号222，该维护请求信号将通过所述通信装置501发送到多个机电致动器400：维护信号504取不指示维护请求的值；驻车制动信号502取指示未施加驻车制动的值；速度信号503取指示非零车辆速度的值。
每个所述机电致动器400可以包括用户接口装置503，通过该用户接口装置，参与对制动力施加装置217进行维护的操作员使维护验证信号223取其第二值以将制动力施加装置217带入维护位置，并使维护验证信号223取其第一值以在完成对制动力施加装置217的维护时，例如在完成更换制动力施加装置217的摩擦装置时使制动力施加装置217进入静止位置。
也就是说，观察图6，制动系统可包括多个如上所述的致动器400，由集中制动控制单元500管理，用于安全实施摩擦材料的维护周期。
多个机电致动器400可以通过所述通信装置501连接到制动系统控制单元500。制动系统控制单元500可以被设置为接收指示施加停车制动的信号502、指示车辆速度的至少一个信号503、指示对制动系统执行维护周期的请求的信号504。
当指示对系统制动器执行维护周期的请求的制动系统维护请求信号504呈现其指示执行制动系统维护周期的要求的状态，并且指示施加的停车制动的信号502指示施加到列车的停车制动，并且车辆速度信号503指示零速度时，制动系统控制单元500被设置为生成维护请求信号222，以请求对处于第二状态的制动力施加装置217的摩擦装置进行维护，在该状态下，其提出将制动力施加装置217带入维护位置-B以方便更换摩擦装置的请求。
每个机电致动器400可以包括用户接口503，通过该用户接口503被指派对制动力施加装置217执行维护(例如更换摩擦装置)的操作员可以使维护验证信号223进入其第二状态，在该状态下，它确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B。
用户接口503可以包括但不限于用于计算装置的接口，在存在预定安全码的情况下，该接口被设置为将维护验证信号223带入其第二状态，在该状态下，其确认允许将制动力施加装置217带入维护位置-B。
制动系统控制单元500被设置为生成处于其第二状态的维护请求信号222，在该第二状态下，其一次仅对一个机电致动器400提出将制动力施加装置217带入维护位置-B的请求。
通过这种方式，该系统确保制动系统控制单元500一次只能启动一个致动器400到维护状态(例如更换制动力施加装置217的摩擦材料)，并且只有操作者通过使用本地用户接口503的本地同意，才能明确地将送去维护的单个机电致动器400带入使制动力施加装置217进入维护位置-B的状态。
此外，一旦到达维护位置-B，只有操作员从用户接口505移除钥匙的动作才允许处于维护状态的致动器400使制动力施加装置217更靠近制动盘或车轮，从而确保操作员可以安全地操作。
上文参考铁路车辆或铁路列车领域所描述的内容也可以在其他部门中找到类似的应用，例如通用车辆、橡胶轮胎车辆或橡胶轮胎运输领域。
已经描述了用于车辆、特别是用于根据本发明的至少一种铁路车辆的机电制动致动器和制动系统的各个方面和实施例。应当理解，每个实施例可以与任何其他实施例组合。此外，本发明不限于所描述的实施例，而是可以在所附权利要求书定义的范围内进行变化。

Claims (26)

1.用于车辆、特别是用于至少一个轨道车辆的机电制动致动器(400)，包括：
-行车制动控制单元(202)，其被设置为接收行车制动力请求电信号(203)并生成制动力控制信号(204)，所述制动力控制信号(204)的值是所述行车制动力请求电信号(203)的函数；
-机电模块(201)，其被设置为接收由所述行车制动控制单元(202)生成的制动力控制信号(204)并生成制动力，所述制动力的值是所述制动力控制信号(204)的函数，其中所述机电模块(201)被设置为还通过所述制动力控制信号(204)接收电力；
-至少一个力传递构件(206、211、216)，其被设置为将由所述机电模块(201)产生的制动力传递到制动力施加装置(217)，其中所述至少一个力传递构件(206，211、216)被设置为由所述机电模块(201)控制以沿平移轴线(Xt)平移，其中所述至少一个力传递构件(206、211、216)根据第一施加方向的平移涉及增加由所述制动力施加装置(217)施加的制动力，所述至少一个力传递构件(206、211、216)根据与所述第一施加方向相反的第二施加方向的平移涉及减小由所述制动力施加装置(217)施加的制动力；
所述机电致动器(400)的特征在于，其包括安全单元(401)，所述安全单元被设置为：
-接收电位置信号(221)，其值指示所述制动力施加装置(217)沿所述平移轴线(Xt)的位置；
-基于所述电位置信号(221)的值，确定所述制动力施加装置(217)的瞬时位置；和
-在以下情况下，通过第一中断装置(403)防止由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)到达所述机电模块(201)：
a)基于所述电位置信号(221)的值，所述安全单元(401)确定所述制动力施加装置(217)位于沿力施加轴线(Xb)的位置，所述位置在与制动力接收装置(218)相距第一距离(-B)的维护位置和与所述制动力接收装置(218)相距第二距离(-A)的静止位置之间，所述第二距离(-A)小于所述第一距离(-B)；
b)基于所述电位置信号(221)的值随时间的变化，所述安全单元确定所述制动力施加装置(217)正从所述静止位置移动到所述维护位置。
2.根据权利要求1所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)被设置为接收维护请求信号(222)，所述维护请求信号被设置为取第一值，所述第一值指示不需要将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置，以及取第二值，所述第二值指示需要将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置；
所述控制单元(401)还被设置为：
-在以下情况下，通过所述第一中断装置(403)防止由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)到达所述机电模块(201)：
a)维护请求信号(222)取其第一值，并且所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)位于沿所述制动力施加轴线(Xb)的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
b)基于所述电位置信号(221)的值随时间的变化，所述安全单元确定所述制动力施加装置(217)正从所述静止位置移动到所述维护位置。
3.根据权利要求2所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)被设置为进一步接收维护验证信号(223)，所述维护验证信号被设置为取第一值，所述第一值指示不确认允许将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置，以及取第二值，所述第二值指示确认允许将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置；
所述控制单元(401)被设置为：
-在以下情况下，通过所述第一中断装置(403)防止由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)到达所述机电模块(201)：
a)所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223)都取各自的第一值，并且所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)位于沿所述制动力施加轴线(Xb)的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
b)基于所述电位置信号(221)的值随时间的变化，所述安全单元确定所述制动力施加装置(217)正从所述静止位置移动到所述维护位置；
和/或所述控制单元(401)被设置为：
-在以下情况下，通过所述第一中断装置(403)防止由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)到达所述机电模块(201)：
a)当所述维护请求信号(222)取其第一值，而所述维护验证信号(223)不取其第一值，或者所述维护请求信号(222)取其第二值，而所述维护验证信号(223)不取其第二值；以及
b)所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)位于沿所述制动力施加轴线(Xb)的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
和/或所述控制单元(401)被设置为：
-当所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223都)取各自的第二值，并且所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)确定所述制动力施加装置(217)处于所述静止位置时，通过所述第一中断装置(403)允许由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)到达所述机电模块201。
4.根据权利要求3所述的机电制动致动器(400)，其中，在以下情况下，所述安全单元(401)被设置为通过所述第一中断装置(403)防止由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)到达所述机电模块(201)：
-所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223)都取各自的第二值；和
-所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)处于所述维护位置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机电制动致动器(400)，包括力传感器装置(212)，所述力传感器装置被设置为生成制动力指示电信号(213)，所述制动力指示电信号的值指示由所述机电模块(201)产生的所述制动力的值；
所述行车制动控制单元(202)被设置为接收所述制动力指示电信号(213)。
6.根据从属于2的权利要求5所述的机电制动致动器(400)，其中，当所述制动力施加装置(217)处于所述维护位置且所述维护请求信号(222)取其第一值时：
-所述安全单元(401)被设置为通过所述第一中断装置(403)允许由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)再次到达所述机电模块(201)；
-所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入与所述制动力接收装置(218)接触的制动施加位置，其中所述行车制动控制单元(202)被设置为当所述制动力指示电信号(213)在取零值之后取非零值时，确定所述制动力施加装置(217)已经到达所述制动施加位置；
-当所述制动力施加装置(217)到达与所述制动力接收装置(218)接触的所述制动施加位置时，所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入新的静止位置，所述新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离(-A)。
7.根据从属于权利要求3或4的权利要求5所述的机电制动致动器(400)，其中，当所述制动力施加装置(217)处于所述维护位置，并且所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223)都取各自的第一值时：
-所述安全单元(401)被设置为通过所述第一中断装置(403)允许由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)再次到达所述机电模块(201)；
-所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入与所述制动力接收装置(218)接触的制动施加位置，其中所述行车制动控制单元(202)被设置为当所述制动力指示电信号(213)在取零值之后取非零值时，确定所述制动施加位置与所述制动力施加装置(217)所处的位置一致；
-当所述制动力施加装置(217)到达与所述制动力接收装置(218)接触的所述制动施加位置时，所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入新的静止位置，所述新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离(-A)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中，当所述制动力指示电信号(213)在取非零值之后再次取零值时，所述行车制动控制单元(203)被设置为确定制动释放位置，在所述制动释放位置，所述制动力施加装置(217)不再与所述制动力接收装置(218)接触；
所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入新的静止位置，所述新的静止位置与所确定的制动释放位置再次具有所述第二距离(-A)。
9.用于车辆、特别是用于至少一个轨道车辆的机电制动致动器(400)，包括：
-行车制动控制单元(202)，其被设置为接收行车制动力请求电信号(203)并生成制动力控制信号(204)，所述制动力控制信号(204)的值是所述行车制动力请求电信号(203)的函数；
-机电模块(201)，其被设置为接收由所述行车制动控制单元(202)生成的制动力控制信号(204)并生成制动力，所述制动力的值是所述制动力控制信号(204)的函数，其中所述机电模块(201)被设置为通过电源信号(405)接收电力；
-至少一个力传递构件(206、211、216)，其被设置为将由所述机电模块(201)产生的制动力传递到制动力施加装置(217)，其中所述至少一个力传递构件(206，211、216)被设置为由所述机电模块(201)控制以沿平移轴线(Xt)平移，其中所述至少一个力传递构件(206、211、216)根据第一施加方向的平移涉及增加由所述制动力施加装置(217)施加的制动力，所述至少一个力传递构件(206、211、216)根据与所述第一施加方向相反的第二施加方向的平移涉及减小由所述制动力施加装置(217)施加的制动力；
所述机电致动器(400)的特征在于，其包括安全单元(401)，所述安全单元被设置为接收电位置信号(221)，所述电位置信号的值指示所述制动力施加装置(217)沿所述平移轴线(Xt)的位置；
其中所述安全单元(401)被设置为：
-基于所述电位置信号(221)的值，确定所述制动力施加装置(217)的瞬时位置；和
-在以下情况下，通过第一中断装置(403’)防止所述电源信号(405)到达所述机电模块(201)：
a)基于所述电位置信号(221)的值，所述安全单元(401)确定所述制动力施加装置(217)位于沿力施加轴线(Xb)的位置，所述位置在与所述制动力接收装置(218)相距第一距离(-B)的维护位置和与所述制动力接收装置(218)相距第二距离(-A)的静止位置之间，所述第二距离(-A)小于所述第一距离(-B)；
b)基于所述电位置信号(221)的值随时间的变化，所述安全单元确定所述制动力施加装置(217)正从所述静止位置移动到所述维护位置。
10.根据权利要求9所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)还被设置为接收维护请求信号(222)，所述维护请求信号被设置为取第一值，所述第一值指示不需要将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置，以及取第二值，所述第二值指示需要将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置；
其中所述安全单元(401)被设置为：
-在以下情况下，通过第一中断装置(403’)防止所述电源信号(405)到达所述机电模块(201)：
a)维护请求信号(222)取其第一值，并且所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)位于沿所述制动力施加轴线(Xb)的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
b)基于所述电位置信号(221)的值随时间的变化，所述安全单元确定所述制动力施加装置(217)正从所述静止位置移动到所述维护位置。
11.根据权利要求10所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)还被设置为接收维护验证信号(223)，所述维护验证信号被设置为取第一值，所述第一值指示不确认允许将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置，以及取第二值，所述第二值指示确认允许将所述制动力施加装置(217)带入所述维护位置；
其中所述安全单元(401)被设置为：
-在以下情况下，通过第一中断装置(403’)防止所述电源信号(405)到达所述机电模块(201)：
a)所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223)都取各自的第一值，并且所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)位于沿所述制动力施加轴线(Xb)的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
b)基于所述电位置信号(221)的值随时间的变化，所述安全单元确定所述制动力施加装置(217)正从所述静止位置移动到所述维护位置；
和/或所述控制单元(401)被设置为：
-在以下情况下，通过所述第一中断装置(403’)防止所述电源信号(405)到达所述机电模块(201)：
a)当所述维护请求信号(222)取其第一值，而所述维护验证信号(223)不取其第一值，或者所述维护请求信号(222)取其第二值，而所述维护验证信号(223)不取其第二值；以及
b)所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)位于沿所述制动力施加轴线(Xb)的位于所述维护位置和所述静止位置之间的位置；
和/或所述控制单元(401)还被设置为：
-当所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223)都取各自的第二值，并且所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)处于所述静止位置时，通过所述第一中断装置(403’)允许所述电源信号(405)到达所述机电模块(201)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)还被设置为：
-当所述安全单元通过所述第一中断装置(403’)防止所述电源信号(405)到达所述机电模块(201)时，通过第二中断装置(406)防止由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)到达所述机电模块(201)。
13.根据权利要求11或12所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)还被设置为：
-当所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223)都取各自的第二值，并且所述安全单元(401)基于所述电位置信号(221)的值确定所述制动力施加装置(217)处于所述维护位置时，通过所述第一中断装置(403’)防止所述电源信号(405)到达所述机电模块(201)。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的机电制动致动器(400)，包括力传感器装置(212)，所述力传感器装置被设置为生成制动力指示电信号(213)，所述制动力指示电信号的值指示由所述机电模块(201)产生的所述制动力的值；
所述行车制动控制单元(202)被设置为接收所述制动力指示电信号(213)。
15.根据从属于权利要求10的权利要求14所述的机电制动致动器(400)，其中，当所述制动力施加装置(217)处于所述维护位置且所述维护请求信号(222)取其第一值时：
-所述安全单元(401)被设置为通过所述第一中断装置(403’)允许所述电源信号(405)再次到达所述机电模块(201)；
-所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入与所述制动力接收装置(218)接触的制动施加位置，其中所述行车制动控制单元(202)被设置为当所述制动力指示电信号(213)在取零值之后取非零值时，确定所述制动力施加装置(217)已经到达所述制动施加位置；
-当所述制动力施加装置(217)到达与所述制动力接收装置(218)接触的所述制动施加位置时，所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入新的静止位置，所述新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离(-A)。
16.根据从属于权利要求11或12或13的权利要求14所述的机电制动致动器(400)，其中，当所述制动力施加装置(217)处于所述维护位置，并且所述维护请求信号(222)和所述维护验证信号(223)都取各自的第一值时：
-所述安全单元(401)被设置为通过所述第一中断装置(403’)允许由所述行车制动控制单元(202)发出的制动力控制信号(204)再次到达所述机电模块(201)；
-所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入与所述制动力接收装置(218)接触的制动施加位置，其中所述行车制动控制单元(202)被设置为当所述制动力指示电信号(213)在取零值之后取非零值时，确定所述制动施加位置与所述制动力施加装置(217)所处的位置一致；
-当所述制动力施加装置(217)到达与所述制动力接收装置(218)接触的所述制动施加位置时，所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入新的静止位置，所述新的静止位置与所确定的制动施加位置再次具有所述第二距离(-A)。
17.根据权利要求14所述的机电制动致动器(400)，其中，当所述制动力指示电信号(213)在取非零值之后再次取零值时，所述行车制动控制单元(203)被设置为确定制动释放位置，在所述制动释放位置，所述制动力施加装置(217)不再与所述制动力接收装置(218)接触；
所述行车制动控制单元(202)被设置为通过所述制动力控制信号(204)将所述制动力施加装置(217)带入新的静止位置，所述新的静止位置与所确定的制动释放位置再次具有所述第二距离(-A)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中，所述电位置信号(221)由位置传感器装置(220)生成，所述位置传感器装置被设置为测量所述至少一个力传递构件(206、211、216)沿所述平移轴线(Xt)的位置。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中，所述机电模块(201)包括至少一个旋转机械构件，并且所述电位置信号(221)由角位置传感器装置生成，所述角位置传感器被设置为测量所述机电模块(201)的所述至少一个旋转构件的角位置和旋转方向。
20.根据前述权利要求中任一项所述的机电制动致动器(400)，包括紧急制动模块(207)，所述紧急制动模块包括紧急制动能量存储装置(208)，所述紧急制动能量存储装置被设置为存储用于至少一次紧急制动的能量，其中所述紧急制动模块(207)被设置为接收紧急制动请求信号(210)，并呈现第一状态，在所述第一状态下，当所述紧急制动请求信号(210)不取指示需要执行紧急制动的值时，所述紧急制动模块不释放所述紧急制动存储装置(208)中存储的能量，以及第二状态，在所述第二状态下，当所述紧急制动请求信号(210)取指示需要执行紧急制动的值时，所述紧急制动模块释放所述紧急制动存储装置(208)中存储的能量。
21.根据前述权利要求中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)是根据比所述行车制动控制单元(202)开发所采用的安全完整性等级SIL更高的安全完整性等级SIL来开发的。
22.根据前述权利要求中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)是根据安全完整性等级SIL>＝3开发的。
23.根据前述权利要求中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中，所述安全单元(401)包括微处理器。
24.根据前述权利要求中任一项所述的机电制动致动器(400)，其中所述安全单元(401)包括FPGA。
25.制动系统，包括多个根据权利要求2至8或10至24中任一项所述的机电制动致动器(400)，
其中所述制动系统包括控制单元(500)，所述控制单元被设置为通过通信装置(501)连接到所述多个机电制动致动器(400)；
所述控制单元(500)被设置为接收：
-驻车制动信号(502)，其值指示是否施加驻车制动；
-至少一个速度信号(503)，其指示铁路车辆或火车的速度；
-维护信号(504)，其指示对所述制动系统执行维护周期的请求；
所述控制单元(500)被设置为：
-当所述维护信号(504)取指示维护请求的值并且所述驻车制动信号(502)取指示施加驻车制动的值，并且所述速度信号(503)取指示车辆速度为零的值时，生成具有其第二值的维护请求信号(222)，所述维护请求信号将通过所述通信装置(501)发送到所述机电致动器(400)中的至少一个；和
-当发生以下情况中的至少一种时，生成具有其第一值的维护请求信号(222)，所述维护请求信号将通过所述通信装置(501)发送到所述多个机电致动器(400)：所述维护信号(504)取不指示维护请求的值；所述驻车制动信号(502)取指示未施加驻车制动的值；所述速度信号(503)取指示非零车辆速度的值。
26.根据权利要求25所述的制动系统，其中，每个所述机电致动器(400)包括用户接口装置(503)，通过所述用户接口装置，负责对所述制动力施加装置(217)进行维护的操作员使所述维护验证信号(223)取其第二值，并且在所述制动力施加装置(217)的维护结束时，使所述维护验证信号(223)取其第一值，以将所述制动力施加装置(217)带入静止位置。
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