CS217730B1

CS217730B1 - Anti-slip and anti-skid protection of traction vehicles

Info

Publication number: CS217730B1
Application number: CS801605A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Stekl; Vaclav Skala; Frantisek Raba
Original assignee: Miloslav Stekl; Vaclav Skala; Frantisek Raba
Priority date: 1980-03-07
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Účelem vynálezu zapojení protiskluzové a protismykové ochrany trakčních vozidel je jednoduchá realizace zařízení a sloučení dosud odděleně užívaných protismykových a protiskluzových ochran kolejových vozidel. Pro vyhodnocení skluzu a smyku hnaných nebo brzděných náprav se vužívá impulsních čidel na každé nápravě, jejichž výstupní signály jsou vzájemně porovnávány, přičemž je samostatně pro každou nápravu vyhodnocován skluz a společně pro všechny nápravy smyk vozidla. Zařízení realizované podle vynálezu lze použít převážně pro kolejová vozidla, kde je požadováno vyhodnocení smyku každé nápravy a skluzu některé z náprav.The purpose of the invention of the connection of anti-slip and anti-skid protection of traction vehicles is a simple implementation of the device and the merging of the previously separately used anti-slip and anti-skid protections of rail vehicles. For the evaluation of the slip and skid of the driven or braked axles, impulse sensors are used on each axle, the output signals of which are mutually compared, whereby the slip is evaluated separately for each axle and the vehicle skid is evaluated together for all axles. The device implemented according to the invention can be used mainly for rail vehicles, where the evaluation of the skid of each axle and the slip of some of the axles is required.

Description

Účelem vynálezu zapojení protiskluzové a protismykové ochrany trakčních vozidel je jednoduchá realizace zařízení a sloučení dosud odděleně užívaných protismykových a protiskluzových ochran kolejových vozidel. Pro vyhodnocení skluzu a smyku hnaných nebo brzděných náprav se vužívá impulsních čidel na každé nápravě, jejichž výstupní signály jsou vzájemně porovnávány, přičemž je samostatně pro každou nápravu vyhodnocován skluz a společně pro všechny nápravy smyk vozidla. Zařízení realizované podle vynálezu lze použít převážně pro kolejová vozidla, kde je požadováno vyhodnocení smyku každé nápravy a skluzu některé z náprav.The purpose of the invention to integrate the anti-slip and anti-skid protection of traction vehicles is to simplify the implementation of the equipment and to combine the previously used anti-skid and anti-slip protection of rail vehicles. To evaluate the slip and shear of the driven or braked axles, pulse sensors are used on each axle, whose output signals are compared to each other, and the slip is evaluated separately for each axle and the skid for each axle together. The device realized according to the invention can be used mainly for rail vehicles where shear evaluation of each axle and slip of one of the axles is required.

ObfclObfcl

Vynález se týká zapojení protiskluzové a protismykové ochrany trakčních vozidel s použitím pro vyhodnocení skluzu nebo smyku hnaných nebo brzděných náprav u trakčních vozidel.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to anti-slip and anti-skid protection for traction vehicles for use in evaluating the slip or shear of driven or braked axles in traction vehicles.

Dosud jsou známá zapojení, která většinou slouží buď pouze pro vyhodnocování skluzu, nebo pouze pro vyhodnocení smyku. Jsou založena na mechanických, u novějších vozidel na elektronických principech. Pro vyhodnocení skluzu jsou užívány principy spočívající např. v porovnávání napětí na trakčních motorech, což připadá v úvahu pouze při jejich sériovém spojení, dále využívají impulsních snímačů otáček motorů nebo náprav, kde se impulsy od každé nápravy čítají po určitou dobu a pak se porovnává rozdíl.So far, connections are known which mostly serve either for slip evaluation only or for shear evaluation only. They are based on mechanical, newer vehicles on electronic principles. For the evaluation of slip, the principles of comparing the voltage on traction motors are used, which is possible only in their serial connection, they also use impulse sensors of engine or axles, where the pulses from each axle are counted for a certain time and then the difference is compared. .

Podle vynálezu zapojení protiskluzové a protismykové ochrany trakčních vozidel opatřených elektrickými a pneumatickými brzdami, u nichž je více než jedna náprava hnaná nebo brzděná, přičemž každá z těchto náprav je opatřena snímačem otáček připojených na vlastní blok vyhodnocení smyku nápravy, kde počet bloků vyhodnocení smyku nápravy je roven počtu hnaných nebo brzděných náprav a každý blok vyhodnocení smyku nápravy je připojen na vlastní akční člen protismyku, jehož podstata spočívá v tom, že blok vyhodnocení smyku nápravy opatřený otáčkovým vstupem, jenž je připojen na výstup snímače otáček, dále je opatřen vstupem řídicí frekvence a vstupem blokování smyku, přičemž blok vyhodnocení smyku nápravy je svým prvým výstupem připojen na akční člen protismyku, druhým výstupem je připojen jednak na vstup bloku výběru maxima rychlostí náprav a současně na vstup bloku výběru minima rychlostí náprav, přičemž počet vstupů bloku výběru maxima rychlostí náprav a počet vstupů bloku výběru minima rychlostí náprav je roven počtu bloků vyhodnocení smyku nápravy, a že výstup bloku výběru minima rychlostí je připojen na prvý vstup komparátoru skluzu, jehož druhý vstup je připojen na výstup bloku výběru maxima rychlostí náprav a současně na vstup maximální rychlosti bloku vyhodnocení smyku nápravy, a že třetí vstup komparátoru skluzu je vstupem blokování skluzu, přičemž výstup komparátoru skluzu je připojen na prvý vstup součtového hradla, jehož výstup je přes výkonový zesilovač připojen na akční člen protiskluzu, a že druhý vstup součtového hradla je připojen na výstup klopného obvodu skluzu, jehož prvý vstup je vstupem blokování skluzu, a že druhý vstup klopného obvodu skluzu je připojen na výstup bloku výběru maxima zrychlení, jehož vstup je připojen na třetí výstup bloku vyhodnocení smyku nápravy, přičemž počet vstupů bloku výběru maxima zrychlení je roven počtu bloků vyhodnocení smyku nápravy.According to the invention, anti-slip and anti-skid protection of traction vehicles equipped with electric and pneumatic brakes, in which more than one axle is driven or braked, each axle is equipped with a speed sensor connected to its own axle skid evaluation block, equals the number of driven or braked axles, and each axle skid evaluation block is connected to its own anti-skid actuator, the principle being that the axle skid evaluation block is provided with a speed input, which is connected to the speed sensor output, the skid block input, where the axle skid evaluation block is connected to the anti-skid actuator by its first output, the second output is connected to the input of the maximum speed axle selection block and the input of the minimum speed selection block the number of axle speed selection block inputs and the number of axle speed selection block inputs is equal to the number of axle skid evaluation blocks, and that the speed selection block output is connected to the first slip comparator input whose second input is connected to the selection block output maximum axle speeds and at the same time to input the maximum speed of the axle skid evaluation block, and that the third slip comparator input is a slip lock input, the slip comparator output being connected to the first summation gate input whose output is connected to a slip actuator via a power amplifier; that the second summing gate input is connected to the slip flip circuit output whose first input is the slip inhibit input, and that the second slip flip input is connected to the acceleration peak selection block output connected to the third output of the shear evaluation block the number of inputs of the maximum acceleration selection block is equal to the number of axle shear evaluation blocks.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje dosavadní nevýhody a nedostatky výše uvedené a má přednosti oproti dřívějším zapojením. Největší jeho výhodou je, že slučuje zařízení pro vyhodnocení skluzu a zařízení pro vyhodnocení smyku v jediné, které splňuje veškeré podmínky jak pro skluz, tj. vozidlo v tahu, nebo pro smyk je-li vozidlo v jakémkoliv brzdovém režimu, přičemž využívá jedno společné čidlo pro obě funkce.The circuitry according to the invention overcomes the previous disadvantages and drawbacks of the above and has advantages over earlier circuitry. Its biggest advantage is that it combines the slip evaluation device and the shear evaluation device in one, which meets all the conditions for both slip, ie vehicle traction, or skid when the vehicle is in any braking mode, using one common sensor for both functions.

Protože zařízení pracuje na elektronickém principu, jeho činnost je velmi rychlá. Každá náprava, která je hnaná nebo brzděná, má vlastní čidlo. Zařízení rozlišuje i nápravu, které došlo k překročení hranice smyku, přičemž skluz je vyhodnocován společně pro všechny nápravy vzhledem k tomu, že u většiny trakčních vozidel nelze ovládat jednotlivé trakční motory samostatně. Zapojení podle vynálezu má další výhodu v tom, že je vzhledem k analogovému principu vyhodnocení skluzu a smyku jednoduché, snadno realizovatelné pro libovolný počet náprav. Zvolená koncepce přenosu informace od čidla a další zpracování zajišťuje odolnost proti rušivým signálům.Because the device works on an electronic principle, its operation is very fast. Each axle, which is driven or braked, has its own sensor. The device also distinguishes an axle that has exceeded the skid limit, and the slip is evaluated together for all axles, since most traction vehicles cannot control individual traction motors separately. The connection according to the invention has the further advantage that, due to the analogous principle of slip and shear evaluation, it is simple, easy to implement for any number of axles. The selected concept of information transmission from the sensor and further processing ensures immunity against disturbing signals.

Zapojení podle vynálezu je zřejmé z připojených vyobrazení. Na obr. 1 je blokové zapojení protiskluzové a protismykové ochrany vozidla. Na obr. 2 je zapojení vnitřního uspořádání bloku vyhodoncení smyku nápravy.The circuit according to the invention is evident from the attached figures. Fig. 1 is a block diagram of the anti-skid and anti-skid protection of a vehicle. Fig. 2 shows the internal arrangement of the axle shear block.

Zapojení protiskluzové a protismykové ochrany trakčních vozidel sestává ze snímače otáček 1, který snímá otáčky nápravy trakčního vozidla, bloku vyhodnocení smyku nápravy 2 s otáčkovým vstupem a, vstupem řídicí frekvence b, vstupem blokování smyku c, vstupem maximální rychlosti h, s prvým výstupem d, druhým výstupem e a třetím výstupem i.The anti-slip and anti-skid protection of traction vehicles consists of a speed sensor 1 that senses the axle speed of the traction vehicle, the axle skid evaluation block 2 with speed input a, control frequency input b, skid lock input c, maximum speed input h, second output e and third output i.

Dále zapojení sestává z akčního členu protismyku 3, kterým může být například elektromagnetický ventil, který působí na brzdový systém vozidla, bloku výběru maxima, rychlosti všech sledovaných náprav, bloku výběru minima rychlosti náprav 5, který vybírá minimální hodnotu ze signálů o rychlosti . všech sledovaných náprav, komparátoru skluzu B, který porovnává minimální a maximální rychlost náprav a vyhodnocuje jejich rozdíl, součtového hradla 7, které provádí logický součet signálů o překročení maximálního povoleného zrychlení některé nápravy a signálu o překročení maximálního přípustného rozdílu maximální a minimální rychlosti nápravy, výkonového zesilovače 8, který výkonově zesiluje výstupní signál součtového hradla 7, akčního členu protiskluzu 9, kterým může být například elektromagnetické relé, bloku maxima zrychlení 10, do kterého vstupují signály o zrychlení všech sledavaných náprav a klopného obvodu 11, který je určen pro sledování maxima úrovně zrychlení.Further, the circuit comprises an anti-skid actuator 3, which may be, for example, an electromagnetic valve that acts on the vehicle braking system, the maximum selection block, the speed of all axles monitored, the minimum speed selection block 5, which selects the minimum value from the speed signals. of all monitored axles, the slip comparator B, which compares the minimum and maximum axle speeds and evaluates their difference, the summation gate 7, which performs a logical sum of the signals of exceeding the maximum allowed acceleration of some axle and the signal of exceeding the maximum permissible difference an amplifier 8 which power amplifies the output signal of the summation gate 7, the anti-slip actuator 9, which may be, for example, an electromagnetic relay, the acceleration block 10, which receives the acceleration signals of all tracked axles and the tilting circuit 11 acceleration.

Zapojení bloku vyhodnocení smyku nápravy sestává z frekvenčně analogového převodníku 101 s otáčkovým vstupem a a vstu217730 pem řídicí frekvence b a výstupem spojeným s druhým výstupem bloku vyhodnocení smyku nápravy e, derivačního zesilovače 102, který vyhodnocuje okamžitou hodnotu zrychlení nápravy a jehož výstup je připojen na třetí výstup bloku vyhodnocení smyku nápravy i, klopného obvodu smyku nápravy 103, který reaguje na maximální přípustnou hodnotu zrychlení nápravy a který má svůj blokovací vstup spojen se vstupem blokování smyku c. Dále se zapojení skládá z komparátorů smyku 104, jehož jeden vstup je spojen s druhým výstupem bloku vyhodnocení smyku nápravy e a druhý vstup je spojen se vstupem maximální rychlosti h a jehož blokovací vstup je spojen se vstupem blokování smyku c, dále ze součtového hradla 105, které provádí logický součet signálu o překročení maximální přípustné hodnoty zrychlení nápravy a signálu o překročení maximálního přípustného rozdílu mezi rychlostí sledované nápravy a maximální rychlosti nápravy a výkonového zesilovače 106, který výkonově zesiluje signál z výstupu součtového hradla 105 a jehož výstup je připojen na prvý výstup d bloku vyhodnocení smyku nápravy.The axle shear evaluation block wiring consists of a frequency-to-analog converter 101 with a speed input aa vstu217730 control frequency ba and an output associated with the second output of the axle shear evaluation block e, a derivative amplifier 102 that evaluates the instantaneous axle acceleration value. evaluating the axle shear i, the axle shear flip-flop 103 which responds to the maximum permissible axle acceleration value and which has its blocking input coupled to the shear blocking input c. Further, the circuit comprises a shear comparator 104 whose one input is coupled to the other axle shear evaluation e and the second input is coupled to the maximum speed input h whose blocking input is coupled to the shear blocking input c, and from the summing gate 105 which performs a logical sum of the signal for exceeding the maximum permissible acceleration value axle and a signal of exceeding the maximum permissible difference between the tracked axle speed and the maximum axle speed and power amplifier 106 which power amplifies the signal from the summing gate output 105 and whose output is coupled to the first output d of the axle shear evaluation block.

Zapojení podle vynálezu pracuje tak, že impulsní signál o frekvenci snímače otáček 1 je přiveden do otáčkového vstupu a bloku vyhodnocení smyku nápravy 2, kde ve frekvenčně analogovém převodníku 101 je získán anologový signál úměrný snímané frekvencí, přičemž tento frekvenčně analogový převodník 101 je řízen přenosnou normálovou frekvencí přivedenou na vstup řídicí frekvence b. Výstupní signál z frekvenčně analogového převodníku 101 je porovnáván se signálem o rychlosti nejrychlejší nápravy přivedeným na vstup maximální rychlosti h v komparátorů smyku nápravy 104.The circuit according to the invention operates by pulsing a pulse frequency signal of speed sensor 1 to the speed input and axle skid evaluation block 2, where an analogue signal proportional to the sensed frequency is obtained in the frequency analog converter 101, wherein the frequency analog converter 101 is controlled by a portable normal The output signal from the frequency-to-analog converter 101 is compared to the fastest axle speed signal applied to the maximum speed input h in the axle shear comparators 104.

Ze signálu z frekvenčně analogového převodníku 101 je v derivačním zesilovači 102 získána informace o zrychlení nápravy. Klopný obvod smyku nápravy 103 vyhodnocuje překročení povoleného zrychlení nápravy. V součtovém hradle 105 jsou logicky zpracovány signály o překročení povoleného zrychlení sledované nápravy a signál o překročení povoleného rozdílu mezi rychlostí sledované nápravy a rychlostí nejrychlejší nápravy. Signál o smyku nápravy ze součtového hradla 105 je výkonově zesílen ve výkonovém zesilovači 106 a přes prvý výstup d ovládá akční člen protismyku 3. Klopný obvod smyku nápravy 103 a komparátor smyku nápravy 104 jsou blokovány signálem přivedeným na blokovací vstup c v závislosti na pracovním režimu trakčního vozidla a v závislosti na předvoloné minimální rychlosti vozidla, od které se vyhodnocuje smyk. V bloku výběru maxima rychlostí náprav 4 jsou druhé výstupy e všech bloků vyhodnocení smyku nápravy, které jsou zároveň výstupy frekvenčně analogových převodníků 101 to znamená signály o rychlosti jednotlivých náprav vyhodnoceny a signál o rychlosti nejrychlejší nápravy je porovnán v komparátorů skluzu 6 se signálem o rychlosti nejpomalejší nápravy získaný v bloku výběru minima rychlostí nápravAxle acceleration information is obtained from the signal from the frequency converter 101 in the derivative amplifier 102. The axle skid flip 103 evaluates the exceeding of the allowed axle acceleration. In the summing gate 105, the permitted acceleration of the monitored axle and the permitted excess speed between the monitored axle speed and the fastest axle speed are logically processed. The axle shear signal from the summing gate 105 is power amplified in the power amplifier 106 and controls the skid actuator 3 through the first output d. and depending on the preselected minimum vehicle speed from which the skid is evaluated. In the maximum axle speed selection block 4, the second outputs e of all axle shear evaluation blocks, which are simultaneously the outputs of frequency converter 101, i.e. the axle speed signals are evaluated and the fastest axle speed signal is compared in the slip comparators 6 with the slowest speed signal. the axles obtained in the minimum axle speed selection block

5. V bloku výběru maxima zrychlení 10 jsou vyhodnoceny třetí výstupy i všech bloků vyhodnocení smyku nápravy, které jsou zároveň výstupy derlvaěních zesilovačů 102 tj. signály o zrychlení jednotlivých náprav, přičemž v klopném obvodu skluzu 11 je vyhodnoceno překročení přípustného zrychlení některé z náprav. V součtovém hradle 7 jsou logicky sečteny signály o překročení povoleného rozdílu mezi rychlostmi nejrychlejší a nejpomalejší nápravy a signál o překročení přípustného zrychlení některé z náprav. Výstup ze součtového hradla 7 je signálem o skluzu některé nápravy a je zesílen ve výkonovém zesilovači 8 a ovládá akční člen protiskluzu 9. Komparátor skluzu 6 a klopný obvod skluzu 11 jsou blokovány v závislosti na pracovním režimu trakčního vozidla.5. In the maximum acceleration selection block 10, the third outputs as well as all axle shear evaluation blocks are evaluated, which are also the outputs of the amplifier 102, i.e. the acceleration signals of the individual axles, and the exceeding of the permissible acceleration of one of the axles is evaluated. The summation gate 7 logically sums the signals of exceeding the permissible difference between the speeds of the fastest and slowest axles and the signal of exceeding the permissible acceleration of one of the axles. The output of the summing gate 7 is a slip signal of some axle and is amplified in the power amplifier 8 and controls the slip actuator 9. The slip comparator 6 and the slip flip 11 are blocked depending on the operating mode of the traction vehicle.

Výše popsané zapojení protiskluzové a protismykové ochrany trakčních vozidel lze použít převážně pro kolejová vozidla, kde je požadováno vyhodnocení smyku každé nápravy a skluzu některé z náprav.The above-described anti-slip and anti-skid protection of traction vehicles can be used mainly for rail vehicles where shear evaluation of each axle and slip of one of the axles is required.

Claims

1. Anti-slip and anti-skid wiring for traction vehicles equipped with electric and pneumatic brakes where more than one axle is driven or braked, each axle having a speed sensor connected to its own axle skid evaluation block, where the number of axle skid evaluation blocks is equals the number of driven or braked axles and each axle skid evaluation block is connected to its own anti-skid actuator, characterized in that the axle skid evaluation block (2j provided with a speed input (a) which is connected to the speed sensor output (1) via control input) the frequency (bj and the skid block input (c)) is connected to the anti-skid actuator (3) by its first output (d), the second output (ej is connected both to the maximum speed axle selection block (4) and the block input selection of minimum axle speeds (5), the number of inputs of the selection block max ima of the axle speeds (4) and the number of inputs of the minimum speed selection block (5) is equal to the number of axle skid evaluation blocks (2) and that the output of the minimum speed selection block (5) is connected to the first input of the chute comparator (6) the second input is connected to the output of the maximum axle speed selection block (4) and at the same time to the maximum speed (h) input of the axle skid evaluation block (2), and that the third slip comparator input (6) is a slip lock input; 6) is connected to the first input of the summation gate (7j), the output of which is connected via the power amplifier (8) to

I invoke an anti-slip actuator (9) and that the second summation gate input (7) is connected to the slip flip-flop output (11), whose first input is the slip lock input, and that the second slip flip-flop input (lij is connected to the block output a maximum acceleration selection (10), the input of which is connected to a third output (ij of the axle shear evaluation block (2), the number of inputs of the maximum acceleration selection block (10) being equal to the number of axle shear evaluation blocks (2).

Wiring according to claim 1, characterized in that the axle shear evaluation block (2) consists of a frequency-to-analog converter (101) provided with a speed input (a) and a control frequency input (b), the output of which is connected to a derivative amplifier ( 102) to the second input of the axle shear comparator (104) and to the other output (cj of the axle shear evaluation block (2)) and that the derivative amplifier (102) output is connected to the first input of the axle shear flip-flop (103) and to a third output (i) of the axle shear evaluation block (2), the second input of the shear flip-flop (103) being the shear lock input (cj) and the shear flip-flop (103) output connected to the first summation gate input (105) is connected to the first output (d) of the axle shear evaluation block (2) via a power amplifier (106) and that the second summation gate input (105) is connected to the output of the shear comparator The first input is connected to the maximum speed input (hj) and that the third input of the axle shear comparator (104) is the shear lock input (c).