DE69727085T2

DE69727085T2 - Bremssteuereinheit mit redundanz

Info

Publication number: DE69727085T2
Application number: DE69727085T
Authority: DE
Inventors: B. Kevin ROOT; O. Ronald NEWTON; Premal Desai
Original assignee: New York Air Brake LLC
Current assignee: New York Air Brake LLC
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: CA2305311C; EP1023214A1; WO1999020510A1; EP1023214B1; AU4469397A; EP1023214A4; DE69727085D1; AU740118B2; CA2305311A1; US6318811B1

Description

HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Bremssteuereinheit nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie im Dokument US-A-5,172,316 offenbart.
Das Angebot computergesteuerter Zugbremsausrüstungen (CCB) umfasst auch die CCB-Ausrüstungen der New York Air Brake Corporation. Die CCB Lokomotivbremsensteuerungsausrüstungen sind beschrieben in US-Patent Nr. 5,172,316 und illustriert in 1 und 2. Die in diesem Patentantrag benützten Bezugszeichen entsprechen aus Gründen größerer Klarheit und Konsistenz jenen, die in diesem Patent verwendet werden. Bei computerisierter und elektrischer Steuerung muss der Betrieb der Lokomotive und des Zuges sicher gegen Fehler eines elektrisch gesteuerten Abschnitts sein. In dem oben genannten Patent schaffte das Steuerventil 93 in 7 in Kombination mit der Schlepp-Abschaltung 92 die pneumatische Back-up-Steuerung des Bremszylinders für die Lokomotive. Hinsichtlich der in 6 des gegenständlichen Patents dargestellten Bremsleitung wurde für die Bremsleitung 40 keine Druckluftsteuerung bereitgestellt.
Es ist deshalb das Ziel der vorliegenden Erfindung, zusätzliche Redundanz einschließlich einer Steuerung der Bremsleitung zu schaffen.
Dieses und andere Ziele werden in einer Bremssteuereinheit gemäß Anspruch 1 erreicht. Die Steuerung umfasst ein erstes elektropneumatisches Ventil, welches das primäre Bremssignal vom Bremssignalventil oder das Backup-Bremssignal vom Backup-Bremsventil und ein zweites elektropneumatisches Ventil verbindet, welches den Ausgleichsbehälter mit dem Ausgleichsbehälterventil oder dem primären Bremssignal vom Bremssignalventil verbindet. Ein erster Druckwandler, der mit dem Ausgang des Bremssignalventils verbunden ist, wird zur Steuerung des Drucks des primären Bremssignals oder des Ausgleichsbehälters verwendet. Ein zweiter Druck wandler ist mit dem Ausgang des Ausgleichsbehälterventils verbunden und wird dazu verwendet, den Druck des Ausgleichsbehälters zu steuern, wenn das Ausgleichsbehälterventil dazu verwendet wird, den Ausgleichsbehälter zu steuern.
Vorzugsweise umfasst die Steuerung eine lokale Bremssignalsteuerung zur Steuerung des Bremssignalventils und des ersten elektromagnetischen Ventils und für den Anschluss an den ersten Wandler. Sie umfasst des weiteren eine lokale Ausgleichsbehältersteuerung zur Steuerung des Ausgleichsbehälterventils und des zweiten elektromagnetischen Ventils und für den Anschluss an den zweiten Wandler. Ein dritter, mit dem Bremszylinder verbundener Wandler ist ebenfalls mit der lokalen Bremssignalsteuerung verbunden. Ein vierter, mit der Bremsleitung verbundener Druckwandler ist ebenfalls mit der lokalen Bremssignalsteuerung verbunden. Die Steuerung kann auch eine lokale Bremsleitungssteuerung zur Steuerung des Bremsleitungsventils und einen fünften Wandler umfassen, der an die Bremsleitung und die lokale Bremsleitungssteuerung angeschlossen ist.
Zusätzlich zur Aktivierung eines Bremsleitungsentlüftungsventil, das die Bremssignalleitung für Notfälle entlüftet, durch ein pneumatisches Notsignal von der Leitstation und von einem ersten elektropneumatischen Ventil, das in Reaktion auf den Bremsleitungswandler durch die lokale Bremsleitungssteuerung betrieben wird, wird das Bremsleitungsentlüftungsventil von einem pneumatischen Signal von einem zweiten elektropneumatischen Ventil aktiviert, das in Reaktion auf ein Steuersignal von einer zentralen Steuerung aus bedient wird. Die zentrale Steuerung hat Auswirkungen auf die Bremsleitungsentlüftungsredundanz zur lokalen Bremsleitungssteuerung und auf Notsignale von einem Operator.
Andere Ziele, Vorteile und Neuheiten der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Lokomotivensteuerungssystems der älteren Technik.
2 ist ein Blockdiagramm einer computergesteuerten Eisenbahnlokomotivenbremsanlage der älteren Technik.
3 ist ein Blockdiagramm der Bremsleitungssteuerung, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
4 ist ein Blockdiagramm, in dem die Bremszylindersteuerung dargestellt ist, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein computerisiertes Lokomotivensteuerungssystem der älteren Technik, das die Verbesserung der vorliegenden Erfindung enthält, ist in 1 illustriert. Es ist darauf hinzuweisen, dass in den Figuren die Fluidleitungen des Druckluftsystems mit durchgezogenen Linien dargestellt werden, wohingegen die elektrischen Verbindungen mit gestrichelten Linien dargestellt werden. Wo immer möglich, haben die Elemente in den 3 und 4 die selben Bezugszeichen wie jene der älteren Technik, wie sie in 1 und 2 beschrieben sind. Alle Modifikationen sind mit Hunderter-Bezugszeichen versehen. Eine Hauptleitstelle 50 umfasst den automatischen Bremsgriff 31, den unabhängigen Bremsgriff 32 und die Drossel 39. Die Lokomotive umfasst die Bremsleitung 40, die Hauptbehälterausgleichsleitung 41, die unabhängige Anwendungs- und Löseleitung 42, die Betätigungsleitung 43 und eine 27-ädrige elektrische Multiple-Unit-Zugleitung 44. Das Standardpaar von Entlüftungsventilen 46 ist auf der Bremsleitung 42 vorgesehen.
Die Hauptleitstelle 50 ist fluidal mit der Bremsleitung 40 verbunden, um eine Notfallbedingung direkt fluidal auf die Bremsleitung anwenden zu können. Ein Leiterventil 49 ist ebenfalls mit der Bremsleitung 40 verbunden, um eine Notfallbedingung anzuwenden. Die Hauptleistelle 50 ist elektrisch mit dem Mikrocomputer 56 verbunden, ebenso wie das berührungsempfindliche Display 52 und eine Hilfsleitstelle 54. Der Mikrocomputer 56 ist mit dem Antriebspaket 45 verbunden, bei dem es sich um ein Standardantriebspaket der älteren Technik handelt, und beide sind mit der 27-ädrigen Zugleitung 44 für die elektrische Kommunikation mit den anderen Lokomotiven auf dem Zug verbunden.
Ein elektropneumatisches Schnittstellensteuerungsventil 60 zwischen dem Mikrocomputer 56 und dem Druckluftbremssystem umfasst gemäß Darstellung den Bremssteuerungsabschnitt 62 und einen Zusatzabschnitt 64, die beide mit der Leitungshalterung 63 verbunden sind. Das Schnittstellensteuerungsventil 60 bietet alle Funktionen der Bremsensteuerung, pneumatische und elektrische Signalgebung und für die Zusatzsteuerungen. Die Leitungshalterung 63 ist eine Verbindung aller Leitungsschnittstellen, die aus Gründen der einfacheren Wartung ein vereinheitlichtes Ventil schafft. Die Leitungshalterung hat das erforderliche Reservoir für Bremsoperationen und enthält Wegwerffilter für die Drucklufteingänge. Die Bremssteuerungsabschnitte 62 stellen alle Bremsabschnitte bereit, die sich auf der Lokomotive finden. Diese steuern die Bremsleitung 40, den Bremszylinder 66 der Lokomotive, die unabhängige Bremsleitung 42 und die Betätigungsleitung 43. Sie stellen alle erforderlichen elektrischen Schnittstellen für den Betrieb der Bremsanlage. Der Zusatzabschnitt 64 schafft die Druckluftsteuerungen für Sonderfunktionen. Das kann sich auf Sandstreuen, pneumatische Hupen, Klingeln usw. beziehen. Der Zusatzabschnitt 64 wird unabhängig vom Bremsventil betrieben. Ein erster Hauptausgleichsbehälter 47 ist mit der Hauptbehälterausgleichsleitung 41 verbunden, ebenso wie ein zweiter Hauptausgleichsbehälter 48. Der zweite Hauptausgleichsbehälter 48 ist mit dem elektromagnetischen Schnittstellensteuerungsventil 60 verbunden.
Das System der 1 ist eine Vereinfachung der Steuerung durch Konsolidierung der zahlreichen technischen Steuerungsvorrichtungen in einer Zentralstelle. Die Steuerung ist in eine dreigriffige Hauptsteuereinheit 50 und einem berührungsempfindlichen Display 52 konsolidiert. Alle normalen Zugoperationen sind über diese beiden Vorrichtungen abrufbar. Kontrollen für Kraftstoffpumpe, Motorbetrieb, Frontscheinwerfer, Zusatzbeleuchtung und Heizung sind nicht in den Mikrocomputer 56 aufgenommen, weil die den Betrieb nicht vereinfachen würden. Diese Funktionen befinden sich in der Hilfsleitstelle 54. Anders als die Hauptleitstelle 50 und die Bremsleitung 40, die eine Notbremsanwendung direkt auf die Bremsleitung 40 schaffen, ist die Hauptleitstelle 50 mit dem pneumatischen Teil des Bremssystems durch den Mikrocomputer 56 verbunden.
Der automatische Bremsengriff 31 gibt Signale an den Mikrocomputer 56 auf die Ebene von Befehlsbremsung oder Sonderbefehlen ab. Der unabhängige Bremsgriff 32, der eine unabhängige Steuerung der Lokomotivenbremse gegenüber der Zugbremse des automatischen Bremsgriffes 31 bereitstellt, gibt ebenfalls Signale an den Mikrocomputer 56 in Entsprechung zu den Extremstellungen des Griffes ab. Der unabhängige Bremsgriff 32 umfasst eine Taste 32b, welche einen Momentschalter betätigt. Das Drücken der Taste 32b ist ein Befehl zur Unterdrucksetzung der Betätigungsleitung 43. Das Lösen der Taste belüftet die Betätigungsleitung 43. Dies schafft die „Bailoff"-Funktion (Öffnungsfunktion) der automatischen Bremse, und wenn die Taste kontinuierlich gedrückt wird, die „Freigabe" eines Notventils. Alternativ dazu könnte der unabhängige Bremsgriff 32 selbst physisch niedergedrückt werden, um diese Funktion mechanisch und pneumatisch auszulösen. Die Drossel 39 ist eine Steuerung für die 27-ädrige Zugleitung 44 für Strom und dynamisches Bremsen.
Ein Überblick über den Bremssteuerungsabschnitt 62 des Schnittstellensteuerungsventils 60 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Der Bremssteuerungsabschnitt 62 ist mit dem Hauptbehälter MR, der Hauptbehälter-Ausgleichsleitung 41 und dem Auslass EXH sowie dem Ausgleichsbehälter 36, dem Steuerungsbehälter 65 und dem Zusatzbehälter 68 pneumatisch verbunden. Er schafft zudem einen Luft druckausgang zum Bremszylinder BC 66, der Bremsleitung 40, der unabhängigen Anwendungs- und Löseleitung 42 und der Betätigungsleitung 43.
Der Bremssteuerungsabschnitt 62 empfängt elektrische Steuersignale für den Ausgleichsbehälterdruck, das Bremsleitungsausschaltventil, den Steuerbehälterdruck, den Druck für die unabhängige Anwendungs- und Löseleitung und den Betätigungsleitungsdruck vom Mikrocomputer 56. Eingänge in den Mikrocomputer 56 umfassen die elektrischen Signale für die automatische Bremse und die unabhängige Bremse von der Hauptleitstelle 50, Penalty-Eingänge von Standard-Penalty-Vorrichtungen als elektrische Signale sowie als Gruppe elektrischer Rückkoppelungssignale. Diese Rückkoppelungssignale von Drucksensoren in den 2, 3 und 4 umfassen den Bremsleitungsdruck 70, den Notausschaltdruck 71, den Ausgleichsbehälterdruck 72, den Steuerbehälterdruck 74, den Bremszylinderdruck 73, den Betätigungsleitungsdruck 76 und den Druck der unabhängigen Anwendungs- und Löseleitung 75.
Der Schaltkreis für die Bremsleitungssteuerung 80 des Bremssteuerungsabschnitts 62 des Schnittstellensteuerungsventils 60 ist nur dann aktiv, wenn die Lokomotive in Führung oder modusabgestimmt ist, wie in 3 dargestellt. Die Bremsleitungssteuerung 80 ist mit dem zweiten Hauptbehälter 48 durch ein Filter 67 verbunden. Der Druck des Ausgleichsbehälters 36 wird durch den Ausgleichsbehälterdruckregler 82 auf Befehle des Mikrocomputers 184 geregelt. Der Druck des Ausgleichsbehälters 36 wird durch einen Drucksensor 72 gemessen und in den Mikrocomputer 184 zurück gespeist. Der Wert des Drucks im Ausgleichsbehälter 36 wird an das Bremsleitungsrelais 84 abgegeben, das einen Teil des Drucks des Hauptbehälters 48 über die Bremsleitungsabschaltung 86 auf die Zugleitungsbremsleitung 40 überträgt. Die Bremsleitungsabschaltung 86 ist eine elektropneumatische Vorrichtung unter der Kontrolle des Mikrocomputers 186. Der Bremsleitungsdrucksensor 71 und der Notdruckausschaltsensor 70 sind ebenfalls in 3 dargestellt.
Ebenfalls mit der Bremsleitung 40 verbunden ist ein pneumatisches Bremsleitungsentlüftungsventil 87, das die Bremsleitung in den Auslass entlüftet, um eine Notfall bedingung herzustellen. Das Entlüftungsventil 87 reagiert auf ein Luftdruckbremsleitungssignal EMR BP von der Leitstelle 50 und dem Leiterventil 49. Ein elektropneumatisches Entlüftungsventil 89 wird vom Mikrocomputer 186 gesteuert, wenn es eine Notfallbedingung feststellt, beispielsweise vom Notfallsensor 70 zur pneumatischen Bedienung des BP Entlüftungsventils 87.
Die erste Modifikation des älteren Systems ist die Bereitstellung eines Ausgleichsbehälterauswahlventils 180. Das Ausgleichsbehälterauswahlventil 180 erhält einen Eingang vom Ausgleichsbehälterdruckregler 82 und einen weiteren als Backup-Signal ERBU von der Bremszylindersteuerung 90 der 4. Das Ausgleichsbehälterauswahlventil 180 ist ein elektropneumatisches Ventil unter einer Computersteuerung. Sein Ausgang wird zur Steuerung des Drucks des Ausgleichsbehälters 36 und als Eingang in das Bremsleitungsrelais 84 benützt.
Eine zweite Modifikation der Bremsleitungssteuerung 80 ist die Hinzufügung eines zweiten elektropneumatischen Entlüftungsventils 182, das parallel mit dem ersten elektropneumatischen Entlüftungsventil 89 geschaltet ist, um ein Luftdrucksignal zum Betrieb des Bremsleitungsentlüftungsventils 87 bereitzustellen. Das elektropneumatische Entlüftungsventil 182 reagiert auf ein Notfall- oder Bremsleitungsentlüftungssignal vom Mikrocomputer 56. Dies liefert einen Backup für die lokale Steuerung 186 und das elektropneumatische Entlüftungsventil 89 sowie Luftdrucksignale von der Leitstelle. Zwar reagiert das Entlüftungsventil 89 auf Bremsleitungsnotsignale, doch kann das Entlüftungsventil für jede Bedingung betrieben werden, die der Kontroll-Mikrocomputer 56 als Notfall festgelegt hat.
Als bevorzugte dritte Modifikation umfasst die Bremsleitungssteuerung 80 zwei separate Mikrocomputer 184 und 186. Der Mikrocomputer 184 steuert die Ausgleichsbehälterkomponenten, der Mikrocomputer 186 die Verbindung des Ausgleichsbehälters 36 mit dem Bremsleitungsabschaltventil 86 und dem Bremsleitungsentlüftungsventil 182. Obwohl separate Mikrocomputer 184 und 186 bevorzugt werden, kann auch eine einzelne Steuerung bzw. Computer verwendet werden.
Der Ausgleichsbehälterdruckregler 82 ist eine elektropneumatische Vorrichtung, welche dazu dient, den Referenzdruck im Ausgleichsbehälter 36 zu regeln. Vorzugsweise besteht der Ausgleichsbehälterdruckregler 82 aus einem Paar elektropneumatischer Ventile, von denen eines ein an den Hauptbehälter MR2 angeschlossenes Versorgungsventil und das andere ein an den Auslass EXH angeschlossenes Auslassventil ist. Eine Analogregelkreissteuerung, die den gewünschten Druck vom Mikrocomputer 184 und die Rückkopplung vom Ausgleichsbehälterdrucksensor 72 benützt, liefert entsprechende Drucksignale für den Ausgleichsbehälter 36. Die Steuerung ist vorzugsweise pulsbreitenmoduliert, beispielsweise das Unit AW4 von der New York Air Brake Corporation, das in US-Patent Nr. 4,253,480 detailliert beschrieben ist. Andere elektropneumatische Ventile können dazu verwendet werden, selektiv an den Hauptbehälter MR oder den Auslass EXH anzuschließen, um den Druck des Ausgleichsbehälters 36 zu regeln.
Das Ausgleichsbehälterauswahlventil 180 ist ein elektropneumatisches Ventil unter der Kontrolle des Mikrocomputers 184, um als Steuersignal für den Ausgleichsbehälter 36 entweder den Ausgang des Ausgleichsbehälterdruckreglers 82 oder ein Back-up-Ausgleichsbehältersignal ERBU zu wählen. Während dem Normalbetrieb wählt dieses Ausgleichsbehälterauswahlventil 186 den Ausgleichsbehälterdruckregler 182. Bei einem Ausfall eines Signals vom Mikrocomputer 184 wird das Backup-Signal ERBU ausgewählt.
Wie gut bekannt ist, ist das Bremsleitungsrelais 84 eine pneumatische Vorrichtung, die den Druck im Ausgleichsbehälter 36 überwacht und das Druckniveau zum Ausgang für die Bremsleitung 40 dupliziert. Nach einer Druckreduzierung des Ausgleichsbehälters 36 evakuiert das Bremsleitungsrelais 84 die Bremsleitung 40 in einer kontrollierten Servicerate. Das Bremsleitungsrelais 84 und der Ausgleichsbehälterdruckregler 82 sind selbstwartend. Die Bremsleitungsabschaltung 86 ist eine digitale, elektropneumatische Vorrichtung, die Bremsleitungsladung oder Auslass verhindert, a) wenn die Lokomotive sich im Versuchsmodus befindet, b) im Falle einer Not bremsanwendung, c) während Bremsleitungslecktests auf Anweisung des Technikers und d) für den Hosting-Betrieb. Die Bremsleitungsabschaltvorrichtung 86 steht unter der Kontrolle des Mikrocomputers 186, und ein Nullsignal ist ein Einschaltbefehl.
Wie oben festgestellt, überwachen der Bremsleitungsdrucksensor 71 und der Notabschaltdrucksensor 70 die Bremsleitung 40. Der Bremsleitungssensor 71 gibt ein Signal des aktuellen Drucks in der Bremsleitung 40 ab, wohingegen der Notabschaltsensor 70 nur die Notbremsanwendung überwachen muss. So geben die zwei unterschiedlichen Vorrichtungen spezifische und unabhängige Signale ab.
Der Schaltkreis für die Bremszylindersteuerung 90 des Bremssteuerungsabschnitts 62 des Schnittstellensteuerungsventils 60 ist in 4 mit einem Eingang vom zweiten Hauptbehälter 48 durch den gemeinsamen Filter 67 zur Kontrollbehältersteuerung 91 dargestellt. Der Kontrollbehälterdruckregler 91 bestimmt unter der Kontrolle des Mikrocomputers 196 den Druck an seinem Ausgang, der vom Kontrollbehälterdrucksensor 74 erfasst und als Eingang in den Mikrocomputer 196 bereitgestellt wird. Der Kontrollbehälterdruckregler 91 ist mit dem Kontrollbehälter 65 durch das Kontrollbehälterauswahlventil 192 verbunden, das vom Mikrocomputer 196 gesteuert wird. Ein Steuerventil 93 reagiert auf die Bremsleitung 40, um den Zusatzbehälter 68 mit dem Kontrollbehälterauswahlventil 192 zu verbinden.
Der Ausgang des Kontrollbehälterauswahlventils 192 ist mit einem Doppelrückschlagventil 96 verbunden. Der zweite Eingang in das Doppelrückschlagventil 96 ist ein Notfallventil 95, das auf seinen Steuerungseingang den Bremsleitungsdruck auf der Bremsleitung 40 oder den Druck von der Betätigungsleitung 43 empfängt. Das höhere der beiden Signale wird vom Doppelrückschlagventil 94 an das Notfallventil 95 abgegeben. Der Hauptbehälter 48 ist der Versorgungseingang in das Notfallventil 95. Der höhere Wert vom Ausgang des Notfallventils 95 und Kontrollbehälterauswahlventil 192 wird vom Doppelrückschlagventil 96 an den Kontrollbehälter 65 abgegeben.
Der Kontrollbehälter 65 und die unabhängige Anwendungs- und Löseleitung 42 werden als zwei Eingänge eines Doppelrückschlagventils 194 bereitgestellt. Der Ausgang des Doppelrückschlagventils 194, welcher der höhere der beiden ist, wird als Steuerungseingang in ein Bremszylindenelais 37 abgegeben. Der Quelleingang des Bremszylindenelais 37 stammt aus dem Hauptbehälter 48. Der Ausgang des Bremszylindenelais 37 ist mit dem Bremszylinder 66 verbunden. Der Druck des Bremszylinders 66 wird mit dem Bremszylinderdrucksensor 73 gemessen und als Eingang in den Mikrocomputer 190 zurückgeführt.
Der Ausgang der Kontrollbehälterdruckregler 91 wird auch als Ausgleichsbehälter-Backupsignal ERBU an das Ausgleichsbehälterauswahlventil 180 der 3 abgegeben. Ein zusätzlicher Bremsleitungssensor 196 ist mit der Bremsleitung 40 und dem Mikrocomputer 190 der Bremszylindersteuerung 90 verbunden. Wie oben erörtert, wird der Mikrocomputer 190 vorzugsweise in Kombination mit den Steuerungen 184 und 186 verwendet. Alternativ dazu kann auch eine einzelne Mikrosteuerung verwendet werden.
Wie unten erörtert wird, ermöglichen das Ausgleichsbehälterauswahlventil 180, das Kontrollbehälterauswahlventil 192, der Bremsleitungsdrucksensor 196 und der Mikrocomputer 190 dem Kontrollbehälterdruckregler 91 die Bereitstellung eines Backups an die Ausgleichsbehältersteuerung und dem Steuerventil 93 die Funktion als pneumatisches Backup für den Kontrollbehälterdruckregler 91, wenn er nicht operabel oder Backup für den Ausgleichsbehälterdruckregler 82 ist. Die Verwendung der getrennten Mikrocomputer 184, 186 und 190 ermöglicht ein Backup oder eine Redundanz bezüglich der Computer sowie der Druckregler.
Der Betriebsbremszylinderdruck wird bei normalen Betriebsbedingungen ausschließlich vom Mikrocomputer 190 geregelt. Der Notbremsdruck wird unter Umgehung aller Befehle des Mikrocomputers 190 pneumatisch geregelt. Das Kontrollbehälterauswahlventil 192 stellt in Kombination mit dem Steuerventil 93 die pneumatische Steuerung der Betriebsbremse zum Abschleppen einer defekten Lokomotive oder beim Ausfall des Mikrocomputers 190 oder des Kontrollbehälterdruckreglers 91 zur Verfügung. Der Kontrollbehälterdruckregler 91 ist eine elektropneumatische Vorrichtung zur Regelung des Referenzdrucks im Kontrollbehälter 65. Der Mikrocomputer 190 regelt den Ausgangsdruck elektrisch zur Bestimmung des automatischen Betriebsbremswerts. Die Regelung ist von Null psi bis zum Hauptbehälterdruck voll variabel. Vorzugsweise ist der Kontrollbehältenegler 91 eine Analogversorgung und ein Ablassventil AW4.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bezieht der Mikrocomputer 190 die Steuerung für den Kontrollbehälterdruckregler 91 von erfassten Leitungsdrucksignalen von der Bremsleitung 40 und von einem Kontroll-Mikrocomputer 56, der die unabhängige Anwendungs- und Löseleitung 42 und die Betätigungsleitung 43 überwacht. Das Zugbremssignal auf diese drei Leitungen wird vom Bremssteuerungsabschnitt 62 auf dieser oder einer anderen Lokomotive produziert, und die Mikrocomputer 56 auf allen Lokomotiven reagieren gleichzeitig auf die selben Leitungsdrucksignale. Als Alternative könnte der Mikrocomputer 56 die Steuerungen für den Mikrocomputer 190 und den Kontrollbehälterdruckregler 91 von der Hauptleitstelle 50 beziehen, wenn sich die Lokomotive im Führungszustand befindet. Dies wird aber nicht bevorzugt, weil die entsprechenden Zeitverzögerungen vorhanden sein müssten, um die Führungslokomotive an der Betätigung ihrer Bremsen vor dem Restzug zu hindern.
Im Falle eines Notbremssignals auf der Bremsleitung 40 löst das Notfallventil 95 pneumatisch einen Verlust an Bremsleitungsdruck aus. Das Notfallventil 95 gibt einen voreingestellten Druckausgang vom Hauptbehälter 48 direkt an den Steuerport des Bremszylindenelais 37 ab, unter Negierung jedes Befehlsdrucks auf den anderen Eingang des Doppelrückschlagventils 96 vom mikrocomputergesteuerten Regler 91 oder der unabhängigen Leitung 42 am Doppelrückschlagventil 194. Dieser Notfalldruckausgangsbefehl kann entfernt werden, um die Lokomotivenbremse 66 durch Unterdrucksetzen der Betätigungsleitung 43 zu lösen. Dieses Signal auf die Betätigungsleitung 43 durch das Doppelrückschlagventil 94 ändert den Steuerungseingang des Notfallventils 95. Das Doppelrückschlagventil 96 begrenzt auch den Ausgangs druck vom Kontrollbehälter 65 zum Notfalldruckpegel und verhindert eine Fehlfunktion des Kontrollbehälterdruckreglers 91.
Bei einem wie auch immer begründeten Ausfall des Mikrocomputers 190 oder des Kontrollbehälterdruckreglers 91 wird das Steuerventil 93 als Backup und zum Ziehen der Lokomotive einbezogen. Das Steuerventil 93 schafft einen automatischen Betriebsbremsensteuerungsdruck und ist eine Verdrängungsventil-Bremssteuerungsvorrichtung. Das Umschalten vom Kontrollbehälterdruckregler 91 auf das Steuerventil 93 als Steuerung für den Kontrollbehälter 65 erfolgt unter der Kontrolle des Kontrollbehälterauswahlventils 192.
Das Steuerventil 93 dotiert den Zusatzbehälter 68 in einer kontrollierten Geschwindigkeit innerhalb des Wertes des Drucks der Bremsleitung 40. Wenn der Bremsleitungsdruck reduziert ist, bewegt sich das Steuerventil 93 in die angelegte Position und versorgt den Kontrollbehälter 65 mit Druck des Zusatzbehälters 68. Dieser Strom hört auf, sobald der Druck des Zusatzbehälters auf den Druck der Bremsleitung 40 abgefallen ist. Das Steuerventil 93 bewegt sich in die Mittelstellung. Eine weitere Reduzierung der Bremsleitung veranlasst erneut den Zusatzbehälterdruck dazu, in den Kontrollbehälter 65 zu strömen und damit den Bremszylinderdruck zu erhöhen, bis der Zusatzbehälter 68 auf das Niveau der Bremsleitung 40 reduziert ist. Auf diese Weise kann die Bremse graduell betätigt werden, bis ein Ausgleich des Drucks des kombinierten Volumens des Zusatzbehälters 68 und des Kontrollbehälters 65 erreicht ist. Weitere Bremsleitungsreduzierungen erhöhen den Druck des Bremszylinders 66 nicht. Die Erhöhung des Drucks der Bremsleitung 40 bringt eine unmittelbare vollständige Lösung des Drucks des Kontrollbehälters 65 und damit eine Lösung des Bremszylinderdrucks mit sich. Das Steuerventil 93 hat sich in die Löseposition bewegt.
Um die in 3 und 4 dargestellte Redundanz zusammen zu fassen, ermöglicht das Kontrollbehälterauswahlventil 192 die Trennung des Ausgangs des Kontrollbehälterdruckreglers 91 von der Steuerung des Kontrollbehälters 65 für das Bremszylindene lais 37. Dies ermöglicht den vollständig pneumatischen Betrieb des Kontrollbehälters 65 und des Bremszylindenelais 37 durch das Steuerventil 93 in Kombination mit dem Notfallventil 95. Auch ermöglicht das Kontrollbehälterauswahlventil 192 durch Trennung des Kontrolldruckreglers 191 vom Kontrollbehälter 65 die Verwendung des Kontrolldruckreglers 191 als Backup für den Ausgleichsbehälter 36 und dessen Steuerung des Bremsleitungsrelais 84.
Nach Feststellung des Ausfalls des Ausgleichsbehälterdruckreglers 82 oder von dessen Computer wählt das Ausgleichsbehälterauswahlventil 180 das Ausgleichsbehälter-Backupsignal ERBU vom Ausgang des Kontrollbehälterdruckreglers 191. Der Mikrocomputer 190 geht nun von der Identität und Verantwortlichkeit der Ausgleichsbehältersteuerung aus. Der Kontrollbehälterdrucksensor 74 wird als Ausgleichsbehälterdrucksensor 72 betrachtet, und der Mikrocomputer 190 empfängt die Ausgleichsbehältersteuerungssignale vom Hauptcomputer 56. Der zusätzliche Bremsleitungssensor 196 gibt das Bremsleitungs-Feedback an den Mikrocomputer 190 in Entsprechung zum Bremsleitungssensor 71 ab.
Mit Bezug auf den Kontrollbehälter 65 wird der Ausgang des Kontrollbehälterdruckreglers 191 als primäres pneumatisches Bremssignal betrachtet. Der Ausgang des Steuerventils 93 wird als Backup-Bremssteuerungssignal für den Kontrollbehälter 65 betrachtet. Folglich wird das primäre Bremssignal vom Kontrollbehälterdruckregler 91 als Signal für die Ausgleichsbehältersteuerung bereitgestellt.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und illustriert, es ist jedoch deutlich darauf hinzuweisen, dass dies nur illustrativen und beispielhaften Charakter und keine einschränkende Wirkung hat. Der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung wird nur durch die Bestimmungen der angehängten Patentansprüche begrenzt.

Claims

Bremssteuereinheit, umfassend: ein Bremsleitungsventil (84), das den Druck am Bremsleitungsanschluss (40) in Reaktion auf ein Eingangssignal steuert; ein Bremszylinderventil (37), das den Druck an einem Bremszylinderanschluss (66) als Reaktion auf ein Bremssignal steuert; ein Bremsleitungssignalventil (82), das pneumatische Bremsleitungssignale abgibt; ein Bremssignalventil (91), das pneumatische Primärbremssignale abgibt; und ein Backup-Bremsventil (93), das pneumatische Backup-Bremssignale als Reaktion auf Druck am Bremsleitungsanschluss (40) abgibt, gekennzeichnet durch eine Steuerung (182, 184; 190, 192), die das Bremsleitungssignal oder das Primärbremssignal selektiv mit dem Bremsleitungsventil (84) als das Eingangssignal verbindet und das Primär- oder Backup-Bremssignal selektiv mit dem Bremszylinderventil (37) als das Bremssignal verbindet.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Steuerung umfasst: eine lokale Bremsleitungssteuerung (182, 184), welche das Bremsleitungssignalventil (82) steuert und das Bremsleitungssignal oder das Primärbremssignal selektiv mit dem Bremsleitungsventil (84) als Eingangssignal verbindet; eine lokale Bremssignalsteuerung (190, 192), welche das Bremssignalventil (91) steuert und das Primär- oder Backup-Bremssignal selektiv mit dem Bremszylinderventil (37) als Bremssignal verbindet.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei das Bremsleitungssignalventil (82) ein Ausgleichsbehälterventil (82) ist, das den Druck an einem Ausgleichsbehälter anschluss (36) regelt, und wobei das Eingangssignal in das Bremsleitungsventil (84) der Druck am Ausgleichsbehälteranschluss (36) ist.
Steuereinheit nach Anspruch 3, wobei die Steuerung umfasst: ein erstes elektropneumatisches Ventil (192), welches das Primärbremssignal vom Bremssignalventil (91) oder das Backup-Bremssignal vom Backup-Bremsventil (93) mit dem Bremszylinderventil (37) verbindet; und ein zweites elektropneumatisches Ventil (180), welches den Ausgleichsbehälteranschluss (36) mit dem Ausgleichsbehälterventil (82) oder dem Primärbremssignal vom Bremssignalventil (91) verbindet.
Steuereinheit nach Anspruch 4, wobei die Steuerung einen ersten Druckwandler (74) umfasst, der mit dem Ausgang des Bremssignalventils (91) verbunden ist und dazu verwendet wird, den Druck des Primärbremssignals oder des Ausgleichsbehälteranschlusses (36) zu steuern, und einen zweiten Druckwandler (72), der mit dem Ausgang des Ausgleichsbehälterventils (82) verbunden ist und dazu verwendet wird, den Druck des Ausgleichsbehälteranschlusses (36) zu steuern.
Steuereinheit nach Anspruch 5, wobei die Steuerung umfasst: eine lokale Bremssignalsteuerung (190), welche das Bremssignalventil (91) und das erste elektromagnetische Ventil (192) steuert und mit dem ersten Wandler (74) verbunden ist; eine lokale Ausgleichsbehältersteuerung (184), welche das Ausgleichsbehälterventil (82) und das zweite elektromagnetische Ventil (180) steuert und mit dem zweiten Wandler (72) verbunden ist; und einen dritten Druckwandler (73), der mit dem Bremszylinderanschluss (66) und der lokalen Bremssignalsteuerung (190) verbunden ist.
Steuereinheit nach Anspruch 6, wobei die Steuerung einen vierten Druckwandler (196) umfasst, der mit dem Bremsleitungsanschluss (40) und der lokalen Bremssignalsteuerung (190) verbunden ist.
Steuereinheit nach Anspruch 3, wobei das Ausgleichsbehälterventil (82) und das Bremssignalventil (91) elektropneumatische Ventile sind, die von der Steuerung gesteuert werden.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Steuerung eine elektropneumatische Steuerung ist.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Steuerung umfasst: eine lokale Bremssignalsteuerung (190), welche das Bremssignalventil (91) steuert und das Primär- oder Backup-Bremssignal selektiv mit dem Bremszylinderventil (37) selektiv verbindet; und eine lokale Ausgleichsbehältersteuerung (184), welche das Ausgleichsbehälterventil (82) steuert und den Ausgleichsbehälteranschluss (36) mit dem Ausgleichsbehälterventil (82) oder dem Primärbremssignal selektiv steuert.
Steuereinheit nach Anspruch 10, wobei die lokalen Steuerungen je einen Computer und elektropneumatische Ventile umfassen.
Steuereinheit nach Anspruch 1, umfassend: ein elektropneumatisches Bremsleitungsventil (84), das den Druck am Bremsleitungsanschluss steuert; ein pneumatisches Entlüftungsventil (87), das einen Bremsleitungsanschluss als Reaktion auf ein pneumatisches Eingangssignal entlüftet; ein erstes elektropneumatisches Entlüftungssignalventil (89), das pneumatische Eingangssignale an das Entlüftungsventil (87) abgibt; ein zweites elektropneumatisches Entlüftungssignalventil (182), das die pneumatischen Eingangssignale an das Entlüftungsventil (87) abgibt; eine lokale Bremsleitungssteuerung (186), die den Bremsleitungsanschluss überwacht und das Bremsleitungsventil (84) und das erste Entlüftungssignalventil (89) steuert, und eine Zentralsteuerung (56), welche das zweite Entlüftungssignalventil (182) steuert.
Steuereinheit nach Anspruch 12, umfassend ein manuell betätigtes Entlüftungssignalventil (49, 50), welches pneumatische Eingangssignale an das Entlüftungsventil (87) abgibt.