CS236473B2 - Method of circuit control for brake pressure regulation - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu ovládání obvodu pro regulaci brzdového tlaku brzdové soustavy a protiblokovací úpravou, zejména pro kolejová vozidla s nejméně jedním kolovým generátorem na kontrolovaném kole· Při způsobu podle vynálezu se odebírají z kontrolovaného kola kódované signály, úměrné počtu otáček kol, a předávají se na digitální vyhodnocovací obvod, který při překročení nastavené prahové hodnoty signálů kolového generátoru ovládá pomocí povelů, určujících hodnotu brzdového tlaku, nejméně jeden ovládací brzdový orgán, kterým se brzdový tlak rychle nebo pomalu snižuje, popřípadě se udržuje konstantní, přičemž pomalé snižování brzdového tlaku se provádí impulsovým spouštěním brzdového ovládacího orgánu, při kterém se střídají fáze s rychlým poklesem brzdového tlaku s fázemi udržování stejného tlaku.

Regulační obvody pro regulaci brzdového tlaku v brzdové soustavě zejména kolejových vozidel jsou dostatečně známé· Jejich vyhodnocovací obvody jsou zásobovány výstupními signály kolového generátoru, jejichž hodnota je úměrná počtu otáček kola a které mohou být různého druhu, například to mohou být signály, simulující rychlost vozidla, signály oznamující zrychlení nebo zpomalení kol, popřípadě diferenciální signály udávající rozdíl mezi rychlostí otáčení kola a simulovanou rychlostí vozidla a podobně.

Tyto jednotlivé signály se potom porovnávají ve vyhodnocovacím obvodu se vztažnými hodnotami a v závislosti na výsledcích porovnání se potom činí opatření pro regulaci brzdového tlaku.

Jako kolový generátor se dnes obvykle používá vysílač impulsů s ozubeným kolem, spojeným s pojezdovým kolem, jehož otáčky se snímají opticky nebo magneticky a převádějí se na soustavu impulsů 8 frekvencí úměrnou počtu otáček kola. Tento signál se potom po případném znásobení kmitočtu v průběhu stejně dlouhých taktů zaznamenává v čítači, takže na konci každého taktu odpovídá obsah Čítače rychlosti kola v průběhu určitého časového úseku. Použije-li se například dvojkový počítač, jsou naměřené hodnoty kódovány v dvojkové soustavě.

Ze za sebou následujících změřených hodnot se potom odvozují známým způsobem povelové signály.

Při tomto postupu se však nevyhnutelně vyskytují četné chyby. Jednak se zpravidla jedná o nevyhnutelné chyby při převodu do digitální soustavy· Kromě toho může docházet к tomu, že změny měřených hodnot , to znamená rychlosti otáčení kola, nejsou v průběhu měřicího intervalu dostatečně zachyceny, protože počítač zachycuje určitý druh vznikajících středních hodnot· Při lineárních změnách měřené hodnoty v průběhu měřicího intervalu odpovídá obsah počítače na konci měřicího intervalu přesně střední hodnotě měřených údajů v průběhu měřicího intervalu· Z toho vyplývá, že hodnoty naměřené rychlosti kola, získávané jako měřicí údaje, a z toho odvozené hodnoty skutečného pohybu kola se Časově zpožiují. Z toho opět vyplývá, že také změny chování kola, vyvolané vyslanými brzdicími povely, popřípadě vyslanými povely pro změny brzdicího tlaku, se zjišťují později, než se skutečně na kole vyskytují.

Proto také se dosud musí všechna opatření к regulaci brzdového tlaku provádět prudce, aby se doba pohybu brzdových prvků co nejvíce zkrátila, což má ovšem za nááledelc poměrně neklidně pracující regulaci, to znamená, že se regulační obvod poměrně často zapíná, popřípadě se brzdový tlak velmi často mění.

Úkolem způsobu podle vynálezu je proto zlepšení činnosti regulačního obvodu pro regulaci brzdového tlaku a především dosažení rovnoměrných regulačních podmínek. Samozřejmě přitom musí být zachovány výhody dosavadního řešení jako je krátký brzdicí zdvih a spolehlivé zamezení blokování kol·

Tento Úkol· je vyřešen způsobem ovládání obvodu pro regulaci brzdového tlaku v brzdové soustavě zejména kolejových vozidel, podle vystélezu, pří němž ee odčítají výchozí kódované signály, úměrné otáčkám pojezdového kola, z výstupu kolového generátoru, spojeného a kontrolním kolem, a tyto kódované signály se převádějí do digitálního vyhodnocovacího obvodu, který při překročení nastavené prahové hodnoty signálu vysílá brzdové povely ne nejméně jeden brzdový orgán a mění nebo udržuje stejnou hodnotu brzdového tlaku, přičemž rychlost zněny brzdového tlaku se nastavuje impulsním ovládáním brzdových orgánů, ' při kterém se střídají fáze rychlé změny brzdového tlaku s fázemi udržování stejného tlaku. Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, Že po povelu k rychlé zrněné brzdového tlaku, vyvoleném překročením nastavené prahové hodnoty, se v okamžiku zpětného překročení nastavené prahové hodnoty v opačném smrslu vyvolá pomalá změna brzdového tlaku ve stejném smyslu, přičemž tato pomalá zněna brzdového tlaku začíná nejprve fází udržování konstantního brzdového tlaku.

Zjistí-li se například nebezpečí blokován:/ pojezdových kol tím, že snížení rychlosti pohybu kola, to znamená zpomalení kola, překročilo nastavenou prahovou hodnotu v negativním smylu, a v důsledku tohoto zjištění se vyslal povel k rychlému snížení brzdového tlaku, pak je možno s velkou pravděpodobností učinit závěr, že snížení brzdového tlaku bylo účinné, to znamennáže nebezpečí blokování kol pominulo, jestliže se tato prahová hodnoťte opět vrátí na původní hodnotu a kladný smyl. Potom Je možno vydut povel změněný z rychlého snižován:/ tlaku na pomalé snižován:/ tlaku se stabilní .fází beze změny tlaku na počátku. V průběhu fáze se neměnnou velikostí brzdového tlaku, která zejména trvá předem stanovený počet taktů digitálního vyhodnocovacího ústrojí, se získá změřená hodnota pro skutečné chování kola a vyhodnocovací ústrojí může s jistotou zjistit, zda byl rychlý pokles tlaku v brzdové soustavě pootačujjcí. Stejné zásady platí pochopitelně také pro případ rychlého zvyšován;/ bradového tlaku při opětném uvedení kola do rycih.ejších otáček. Po této jedné fázi pomalé změny brzdového tlaku musí být zpravidla splněno další kritériím, majcí za následek odpPoVddlicí změny brzdového tlaku. Fáze pomalá- změny tlaku se prakticky a výhodně skládá z fáze udržování stejného tlaku, trvající dva tskty, a z jedoé fáze, změny tlaku s dobou trvání jednoho taktu digitálního vyhodnocovacího ústroj^.

Příklady provedení způsoby ovládání obvodu pro ’ regulaci brzdového tlaku podle vynálezu jsou znázorněny oa výkresech, kde obr. 1 znázorňuje časový průběh zp^^^al^ioí kola při jednom brzdovém cyklu, oa obr. 2 je schematicky znázorněna soustava povelů týkajcích se brzdového tlaku v závislosti oa různých uvolňovacích kritériích a oa obr. 3 je blokové schéma obvodu pro regulaci brzdového tlaku podle vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněn časový průběh úhlového zpomaLení kola kolejového vozidla v průběhu brzdění. Siloá plná čára znázorňuje skutečné zpomaaení kola. Časové intervaly mezi jednotlivými svislými 'slabými čarami odpooídají taktům čítHoového vyhodnocovacího obvodu. Vzhledem k popito o v mýte vivvCm chyb se na každého aěřřcího intervalu nenachází skutečná hodnota negativního úhlového zrychLení kola, ale přibližně střední hodnota průběhu negativního úhlového zrychlení v průběhu předchozího taktu, která je označena křížkem, čárkovaná čára, která je spoonicí těchto křížků, tedy znázorňuje schemmaicky průběh úhlového zrychlení kola, který je zjiětováo a přiváděn do vyhodnocovacího obvodu. Tato křivka je proti skutečnému průběhu úhlového zrychlení kola fázově posunuta, přičemž hodnota fázového posunu závvsí oa strmooti změny skutečného průběhu. □Odpov^jc/ br5Kddc:í povely se vydávej při překročení prahových hodnot Yg, Yg γθ, Yy, Yq, Yjj a Y_A. Vodorovnými a svislými čárkovanými čarami je naznačeno, o jaký ďasový ZOterva^ opožděně jsou činěna jednotlivá opatření pro regulaci brzdového tlaku, popřípadě a jakým časovým zpožděním se projeví jednotlivá opatření oa regi^ci brzdového tlaku vzhledem ke skutečnému .chování kola. Pod obr. 1 ' jsou například některé z regulačních povelů naznačeny; tyto povely se vydávej po zjiŠtOném sploěoí některých kritérií pro daná opatření. Jednooiivé koxOkétní povely jsou potom vyznačeny oa obr. 2.

Obr. 2 tedy znázorňuje jednotlivé povely k reguLaci brzdového tlaku, vydávané v závislosti na splnění jednotlivých kritérií. Jednoolivé řádky odppovddjí rozdělení rozsahů otáček sledovaného kola, přičemž velikost V označuje již zmíněnou zdánlivou rychlost vozidla. Obvodová rychlost kola je tedy rozdělena do několika rychlostních pásem, mezi kterýmijsou rozsahy J - V(, Vj - Jg, Vg - χ₃, V^ - V^, - Jo» tj. zastavení kola do klidu.

Jednnoiivé mezery označují jednoot-ivé rozsahy zrychlení, které jsou určeny prahovými hodnotami z obr. 1.

Stav sledovaného kola může být v každém časovém okamžiku přiřazen podle své ryclhLosti otáčení a úhlového zrychlení jednomu políčku z obr. 2· V jednotlivých políčcích jsou vyznačeny odpooídaajcí brzdicí povely symbboickými znaky, přičemž význam těchto symbolů je vysvětlen v dalším textu. Po straně políček jsou patrny čárkované nebo plné čáry. Čárkované čáry znarnennaj, že^vyhodnocovací obvod může být přepnut na odporíddt:ící povel sousedního políčka, ležícího na straně čárkované čáry, pokud jsou splněna od^ovídajcí kritétia. Plná čára znamená, že vyhodnocovací obvod nemůže být přepnut na sousední políčko.

Pro lepší objasnění příkladu z obr. 2 bude využito koník^-tního průběhu brzdění. Př tomto příkladu je sledován druhý řádek, ve kterém se rychlost kola pohybuje V oblast,l. mezi X, a Vg. Po počátečním zvýěení brzdového tlaku začíná kolo prokluzovat, takže jeho rychlost je menší než zdánlivá rychlost vozidla a leží v pásmu V, - Vg· Dooááhneli zrychlení kola neg^^vní prahové hodnoty J (obr. 1), zůstane v další .Šássi brzdový tlak zachován na neměnné hodnotě. J-síIIž- se rychlost kola a jeho negativní zrychlení snižuje a dosáhne negativní prahové hodnoty ^£g, začne se brzdový tlak impulsně a pomalu snižovat, přičemž fáze udržování stejného tlaku a fáze . pomalého snižování brzdového tlaku za sebou střídavě následtuí, přičemž nejprve se začíná se snižovací fází. Jnзtližn zrychlení kola stále klesá a dosáhne oegatiíní prahové hodnoty je nutno brzdový tlak rychle, to znamená plynule s^nž^i.t. Přikročil bezprostředně potom prahová hodnota Χθ obráceným směrem, na obr. 1 směrem zdola nahoru, pak se po předem stanovený časový úsek tlak přepne na p1Ulsaíoí snižování, poínnaící udržováním stejného tlaku. Po uplynuuí tohoto časového úseku se brzdový tlak znovu pulsašně snižuje, přičemž pro formální rozlišení od násled^ícího povelu je tento povel označen jako pulsační snižování, začínnaící ihned snižováním. Přelkooč-li potom zpoi^ení kola následiuící prahovou hodnotu Xp, přejde se na udržování konstantního tlaku. Povel k tomuto úkonu zůstává zachován po celý další rozsah mezi prahovými hodnotami

- Хд· Jestliže potom zpoi^ení kola překročí další prahovou hodnotu χ_Α, změní se povel na rychlé plynulé snižování tlaku. Po zpětném překročení prahové hodnoty Хд. to znamená shora na obr. 1, změní se povel na určitý časový úsek na pulsační zvyšovánn, začínnaící udržováním konstantního tlaku. Po uplynuuí tohoto časového úseku se povel změní na udržování konstantního tlaku.

Βο^^μο-Ι! potom zpornmaení kola další prahové hodnoty Xy, změní se povel opět na pulsační zvyšování tlaku.

Je třeba upozzrnnt na to, že v praxi nemusí být vyčerpány všechny povely, obsažené ve všech políčcích jednoho řádku. Vyhodnocovací obvod může vydat další povel po upl^uuí časového úseku, rdpooíddaícíhr jednomu taktu, takže se může stát, že při prudkých změnách zpomasní kola v průběhu nastavených měřicích intervalů může proběhnout někooik ohlassí, tj. sloupců z obr. 2, a jednotlivá políčka v jednom řádku ae přeskočí·

V průběhu jednoho brzdicího cyklu se může kromě toho měnt také rychlost otáčení kola, takže logický člen přeskočí do jiného řádku diagramu na obr. 2. Přirozeně může dooít také ke změně, při které se změní současně sloupec i řádek diagpimu a dochází k diagonálním přeskokům v diagramu na obr. 2.

Určitou zvláštností je případ, při které® rychlost' kola leží v oblasti mol a nulou. V této situaci může být pří zpětném překročení prahové hodnoty nahrazen v závorce uvedený povel také povelem “plyniHe snižovat“, “ “ ’ * * ‘ otáčení. kola Je nebezpečí blokování příliš vytoké na to, udržování stejné hodnoty tlaku.

protože při této nízké rychlosti aby bylo možno připustit fázi

Obr. 3 znázorňuje blokové schéma regulačního obvodu pro regulaci brzdového tlaku způsobem podle ' vynálezu. Obvod sestává z kolového generátoru X, který vysílá kódované imppd.sy, úměrné počtu otáček kola, které se přivádějí na spínací obvod £, ve kterém se . známým způsobem, například pomocí vybíjení kondensátoru, vytváří signál odppvvíajjeí skutečné rychlosti vozidla, tak zvaná fiktivní čára. Tento signál se ~přivádí na diferenční obvod £, k jehož druhému vstupu je připojen kolový generátor χ. Na výstupu diferenčního obvodu £ se tedy objevuje signál, který je úměrný rozdílu mezi skutečnou rychlostí kola a zdánlivou ryclhostí pojezdu vozidla, tedy diferenční signál Δ -V. Tento signál se přivádí společně s výstupním signálem kolového generátoru X na kommarátor X, na kterém se porovná s předem nastaveiýtai prahovými hodnotami z vysílače referenčních hodnot.

Nastavené prahové hodnoty vysílače £ referenčních hodnot odpovídají hodnotám signálů V’ ' Ϊ2» Ϊ3» Ϊ4 ^{a nula}í udávajícím rychlost pojezdu a uvedeným na obr. 2.

Na přísluSných výstupech koi^p^p^r^r^ltoru £ se potom objevují signály, které označují jednotlivá rychlostní pásma. Tyto signály se přivádějí na vyhodnocovací obvod £.

Kromě toho se přivádí výstupní signál kolového generátoru χ na derivační člen X£, na jehož - výstupu se objevuje signál £, úměrný zrychlení, popřípadě úhlovému zrychlení kola, a majjcí přísluSné kladné nebo záporné znaménko. Tento signál X se přivádí ke druhému komppa*átoru X, ve kterém se porovnává s prahovými hodnotami druhého vysílače £ referenčních hodnot. Nastavené prahové hodnoty vysílače £ referenčních hodnot odpovvdají prahovým hodnotám Xg, Xq, Jq, Xy, Χρ Xy, Xy, Xy, vyznačeným na obr. 1. Na odppoXdajjcích výstupech druhého kompprátoáu Z se potom objevují signály, které oznamují, ve které oblasti zrychlení, to znamená ve kterém sloupci obr. 2 se kontrolované kolo nacMzí. Tyto signály se přivádějí rovněž na vyhodnocovací obvod £. Vyhodnocovací obtfod 6. převádí signály, znázorněné na obr. 2, k logické vazbě, z jejíhož výstupu vychááej1 signály brzdicích povelů, znázorněných na obr. 2, podle druhu povelu buá přes impulsový generátor £, nebo přímo k ovládacím orgánům 10 brzdové soustavy. Ovládací orgány Χθ obsahuj zpravidla elektricky ovládané ventily, nejčaatěji ve formě vstupních a výstupních ventilů.

Podrobnější průběh způsobu ovládání obvodu regulace brzdového tlaku v brzdové soustavě - kolejového vozidla je patrný ze sledu povelů na obr. 2, přičemž konstrukce zapojení a případné vyústí mUcro procesorů je odborníků zřejmé

Na obr. 2 jsou v jednotlivých políčkách, uspořádaných do řádků a slóupců, vyznačeny povely pomooí symbolů, které znamenají:

- udržovat na stálém

ΐ	- plynule zvyšovat - plynule snižovat
Γ	- pulsačně zvyšovat,
Ί	- pulsečně snižovat,
L	- snižovat,
J	- pu^čně zvyšovat,

tlaku začínat zvyšováním začínat 8 udržováním stálého tlaku začínat se snižováním začínat s udržováním stálého tlaku

Claims (6)

1. Způsob ovládání obvodu pro regulaci brzdového tlaku v brzdové soustavě s prot,±— blokovací úpravou, zejména pro kolejová vozidla, opatřeného nejméně jedním kolovýfa generátorem na sledovaném pojezdovém kole a ČíslCcovým vyhodnocovacím obvodem, při němž kolový geneítor vysílá kočované signály, úměrně otáčkám sudovaného ^kola, ^které se převádějí na číslCcový vyhodnocovací obvod, který v závislosti na výstupních signálech kolového generátoru ovládá při překročení nastavených prahových hodnot pomocí povelů, určujících hodnotu brzdového tlaku nebo její změnu, nejméně jeden brzdový ovládací orgán, přičemž pomocí povelů.se brzdový tlak pomalu nebo rychle mění, popřípadě se udržuje na stejné hodnotě a pomalá změna brzdového.tlaku se provádí pulsačním spouštěním brzdových- ovládacích orgánů, při kterém se střídají fáze a rychlou změnou brzdového s fázemi udržování dtejlného brzdového tlaku, vyznač^jcí se tím, že po povelu k rychlé změně brzdového tlaku, vydaném po překročení nastavené prahové hodnoty zrychlení kola, se při zpětném překročení této prahové hodnoty v opačném smslu vydá povel k pomalé změně brzdového tlaku ve stejném amasuj začínající fází udržování stejného brzdového tlaku.

2. Způsob podle bodu 1, vyznaačujcí . se tím, že povel k pomalé změně brzdového tlaku, zač^naící fází udržování stejného tlaku, se vydává po dobu trvání předem stanoveného časového úseku·

3. Způsob podle bodu 2, vyznaačujcí se tím, že předem stanovený časový úsek vydávání povelu k pomalé změně brzdového tlaku odpovídá stanovenému počtu taktů čísiccového vyhodnocovacího obvodu.

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačujcí se tím, Že v povelu pro pomalou změnu brzdového tlaku je obsažen předem stanovený časový vztah mezi fází udržování stejného tlaku a fází změny tlaku.

5* Způsob podle bodu 4, se tím, že časový vztah mezi. fází udržování stejného tlaku a fází brzdového tlaku je roven 2:1.

6. Způsob podle bodu 1, oyznaaující se tím, že povel k pomcaLé změně brzdového tlaku, navazzuící na povel k rychlé změně brzdového tlaku, se v průběhu jednoho regulačního cyklu vydává pouze po povelu k rychlému snižování brzdového tlaku.