ES2604219T3 - Controlador de freno - Google Patents
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Abstract
Un controlador de freno para vagones que utiliza presión de fluido, que comprende: - una válvula de carga variable (121) que produce una presión correspondiente a una carga en un carro; - una válvula de solenoide de conmutación de sobrealimentación (111) que conmuta la salida de presión de la válvula de carga variable (121) entre una primera presión y una segunda presión más alta que la primera presión; y - una pieza de suministro de presión de freno (131, 132, 141, 142) que suministra una presión a un cilindro de freno (21, 24) usando la salida de presión de la válvula de carga variable (121) en cada frenado normal y frenado de emergencia del freno, caracterizado por que la válvula de solenoide de conmutación de sobrealimentación (111) hace que la válvula de carga variable (121) produzca la segunda presión en el frenado normal del freno; y hace que la válvula de carga variable (121) produzca la segunda presión cuando se cumple una condición dada y produzca la primera presión cuando no se cumple la condición dada en el frenado de emergencia del freno.
Description
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DESCRIPCION
Controlador de freno Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un controlador de freno para vagones.
Antecedentes de la tecnica
Los sistemas de freno de vagon emplean controladores de freno. El controlador de freno controla la presion del aire comprimido suministrado al cilindro de freno (presion de cilindro de freno) aplicando una fuerza de frenado sobre los ejes. Un ejemplo del controlador de freno se describe en la Literatura de patentes 1.
El controlador de freno descrito en la Literatura de patentes 1 calcula una fuerza de frenado y una presion de cilindro de freno (valores objetivo) necesarios para su propio vetnculo basandose en la informacion de orden de frenado procedente de la plataforma de control y la presion de los resortes neumaticos cuando el dispositivo de freno sirve en el frenado normal. El controlador de freno controla la presion de salida con el fin de cumplir con los valores objetivo calculados.
Por otra parte, cuando el dispositivo de frenado sirve como frenado de emergencia, el controlador de freno utiliza una valvula de carga variable para generar una presion de cilindro de freno proporcional a la carga variable y suministra la presion generada al cilindro de freno.
Referencia de la tecnica anterior
Literatura de patentes
Literatura de patentes 1: publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada JP-A-2007-106 287.
El controlador de freno de la literatura de patentes 1 anterior comprende una valvula de solenoide de emergencia para hacer funcionar el freno de emergencia, una valvula de solenoide de conmutacion para conmutar entre el frenado normal y el frenado de emergencia y una valvula de solenoide de sobrealimentacion para sobrealimentar la salida de presion de la valvula de carga variable. Esta configuracion requiere una valvula de solenoide para cada funcion.
Por lo tanto, se usan muchas valvulas de solenoide. Debido a las muchas valvulas de solenoide, el dispositivo tiene un gran exterior. Ademas, hay muchos puertos de entrada y salida para las valvulas de solenoide, lo que conduce a muchos pasajes de aire complejos; por lo tanto, es diffcil reducir el tamano de los controladores. Ademas, un gran numero de piezas contribuyen a una alta tasa de fallos. Ademas, la valvula de solenoide de sobrealimentacion no puede utilizarse en el frenado normal.
La presente invencion se realizo a la vista de las circunstancias anteriores y un objeto a modo de ejemplo de la presente invencion es proporcionar un controlador de freno que tenga una configuracion pequena y simple.
Otro objeto a modo de ejemplo de la presente invencion es proporcionar un controlador de freno que utilice apropiadamente una valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion tanto en el frenado de emergencia como en el frenado normal.
Descripcion de la invencion
El controlador de freno de acuerdo con la presente invencion es un controlador de freno para vagones que utiliza presion de fluido, que comprende:
una valvula de carga variable que produce una presion correspondiente a la carga;
una valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion que conmuta la salida de presion de la valvula de carga variable entre una primera presion y una segunda presion mas alta que la primera presion; y
una pieza de suministro de presion de freno que suministra una presion a un cilindro de freno que usa la salida de presion de la valvula de carga variable en cada modo de frenado, normal y de emergencia, del dispositivo de freno.
El controlador de freno anterior utiliza la salida de presion de la valvula de carga variable para generar y suministrar una presion al cilindro de freno, tanto en el frenado normal como en frenado de emergencia, respectivamente. Por lo tanto, algunas valvulas de solenoide tales como las valvulas de solenoide de emergencia y de conmutacion son innecesarias. Un numero menor de valvulas de solenoide simplifica la configuracion y requiere menos piezas. Ademas, una valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion puede utilizarse tanto en el frenado normal como en el frenado de emergencia.
Breve descripcion de los dibujos
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la figura 1 la figura 2 la figura 3 la figura 4 (a):
es un diagrama que muestra la configuracion del controlador de freno de la realizacion 1 de la presente invencion;
es un diagrama que muestra la configuracion de la valvula de control de freno mostrada en la figura 1;
es un diagrama que muestra la configuracion de la unidad de control de freno mostrada en la figura 1;
es una grafica que muestra el cambio en la presion en un cilindro de freno y
las figuras 4 (b) y (c): son graficas que muestran las senales de magnetizacion a modo de ejemplo suministradas a la valvula de control de freno;
las figuras 5 (a) a (d): son una representacion grafica que muestra la relacion entre la velocidad y el comportamiento de la valvula de carga variable;
la figura 6:
la figura 7
la figura 8
la figura 9: la figura 10:
es una ilustracion que muestra la relacion entre el carro de tren y el eje y el controlador del freno;
es un diagrama que muestra la configuracion del controlador de freno de la realizacion 2 de la presente invencion;
es un diagrama que muestra la configuracion de una realizacion modificada del controlador de freno mostrado en la figura 7;
es un diagrama que muestra la configuracion de otro controlador de freno; y es un diagrama que muestra la configuracion de un controlador de freno hidraulico.
Mejor modo de realizar la invencion
Realizacion 1
Un controlador de freno 11 de acuerdo con la realizacion 1 de la presente invencion es un dispositivo de frenado de vagon, que controla el flujo de aire comprimido suministrado a un cilindro de freno dispuesto sobre un eje.
En esta realizacion, se supone que, como se muestra en la figura 6, se proporcionan dos ejes 23a y 26a y dos ejes 23b y 26b en la parte delantera y en la parte trasera de un carro de vagones 261, respectivamente. Los controladores de freno 11a y 11b controlan cada uno el flujo de aire comprimido suministrado a cada uno de los cilindros de freno para frenar en dos ejes correspondientes 23a y 23a o 23b y 26b.
El controlador de freno 11 (11a y 11b) comprende, como se muestra en la figura 1, un puerto de entrada 181 desde el cual entra aire comprimido desde un deposito de aire comprimido 27 que sirve como una fuente de suministro de aire comprimido y los puertos de suministro 182 y 183 para suministrar el aire comprimido a los cilindros de freno 21 y 24. El controlador de freno 11 comprende ademas los puertos de carga variable 184 y 185 desde los cuales entra aire comprimido que sirve como unas presiones de senal de carga variable de los resortes neumaticos 28 y 29 que soportan el carro 261.
El controlador de freno 11 comprende ademas una valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111, una valvula de carga variable 121, dos valvulas de control de freno 131 y 132 correspondientes a los cilindros de freno en numero y unas valvulas de rele 141 y 142.
La valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 comprende una valvula de solenoide y esta conectada al puerto de entrada 181 a traves de un pasaje (pasaje de aire) 191 en el lado primario y a la valvula de carga variable 121 a traves de un pasaje 194 en el lado secundario. La valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 cierra el pasaje de aire en su estado desmagnetizado y abre el pasaje de aire para permitir que el aire fluya desde el lado primario al lado secundario en su estado magnetizado.
La valvula de carga variable 121 es una valvula mecanica y esta conectada a los puertos de carga variable 184 y 185 a traves de los pasajes de carga variables 192 y 193. La valvula de carga variable 121 esta conectada adicionalmente al puerto de entrada 181 a traves del pasaje 191 y al lado secundario de la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 a traves del pasaje 194.
Cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta en un estado cerrado (desmagnetizado), la valvula de carga variable 121 suministra una presion proporcional a la presion de senal de carga variable de los resortes neumaticos 28 y 29 que indica el cambio de presion de acuerdo con el peso total del carro 261 Incluyendo el peso de los pasajeros al lado secundario.
Por otra parte, cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta en un estado abierto
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(magnetizado), la valvula de carga variable 121 suministra una presion 1,2 veces mas alta al lado secundario que cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta en estado cerrado (desmagnetizado).
En otras palabras, la valvula de carga variable 121 conmuta la presion de salida entre una primera presion correspondiente a la carga sobre el carro 261 y una segunda presion correspondiente a la carga sobre el carro 261 y mas alta que la primera presion de acuerdo con la conmutacion de la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111.
La valvula de control de freno 131 comprende, como se muestra en la figura 2, una valvula de solenoide de suministro EV1, una valvula de solenoide de escape EV2, etc. Como se muestra en la figura 1, la valvula de control de freno 131 esta conectada al lado secundario de la valvula de carga variable 121 a traves de un pasaje 201 en el lado primario y al lado primario de la valvula de rele 141 a traves de un pasaje 203 en el lado secundario.
La valvula de control de freno 131 suministra aire al cilindro de freno 21 y descarga aire del cilindro de freno 21 en funcion de las combinaciones de magnetizacion y desmagnetizacion. En consecuencia, la presion presiona una zapata de freno 22 contra el eje 23.
La valvula de control de freno 132 comprende, como se muestra en la figura 2, una valvula de solenoide de suministro EV1, una valvula de solenoide de escape EV2, etc. Como se muestra en la figura 1, la valvula de control de freno 132 esta conectada al lado secundario de la valvula de carga variable 121 a traves de un pasaje 202 en el lado primario y al lado primario de la valvula de rele 142 a traves de un pasaje 204 en el lado secundario.
La valvula de control de freno 132 suministra aire al cilindro de freno 24 y descarga aire del cilindro de freno 24 en funcion de las combinaciones de magnetizacion y desmagnetizacion. En consecuencia, la presion presiona una zapata de freno 25 contra el eje 26.
La valvula de rele 141 es una valvula mecanica que amplifica la presion de entrada en el lado primario y que suministra la presion amplificada al lado secundario con el fin de mejorar la respuesta de control de aire. El lado primario de la valvula de rele 141 esta conectado al lado secundario de la valvula de control de freno 131 a traves del pasaje 203 para recibir la presion controlada por la valvula de control de freno 131. Ademas, el lado secundario de la valvula de rele 141 esta conectado al puerto de suministro 182 a traves de un pasaje 205 para producir el aire amplificado a presion al cilindro de freno 21 a traves del puerto de suministro 182.
La valvula de rele 142 es tambien una valvula mecanica que amplifica la presion de entrada en el lado primario y que suministra la presion amplificada al lado secundario con el fin de mejorar la respuesta de control de aire. El lado primario de la valvula de rele 142 esta conectado al lado secundario de la valvula de control de freno 132 a traves del pasaje 204 para recibir la presion controlada por la valvula de control de freno 132. Ademas, el lado secundario de la valvula de rele 142 esta conectado al puerto de suministro 183 a traves de un pasaje 206 para producir el aire amplificado a presion al cilindro de freno 24 a traves del puerto de suministro 183.
De esta manera, las valvulas de control de freno 131 y 132 y las valvulas de rele 141 y 142 sirven, en cooperacion con una unidad de control de freno 151 descrita mas adelante, como una pieza de suministro de presion de freno o medio de suministro que suministra una presion a los cilindros de freno 21 y 24 que utilizan una salida de presion de la valvula de carga variable 121 tanto en el frenado normal como en el frenado de emergencia.
Los sensores de presion P1 a P4 estan conectados a los pasajes 203 a 206. Los sensores de presion P1 a P4 miden la presion de aire en los pasajes a los que estan conectados y suministran las mediciones a la unidad de control de freno 151.
La unidad de control de freno 151 es una unidad que magnetiza/desmagnetiza las valvulas de solenoide de manera que el controlador de freno 11 funcione correctamente. La unidad de control de freno 151 comprende, como se muestra en la figura 3, un procesador 301, una memoria 302, una pieza de entrada/salida 303, una pieza de comunicacion 304 y una pieza de salida de control 305.
El procesador 301 ejecuta los programas de funcionamiento almacenados en la memoria 302 para controlar el funcionamiento del controlador de freno 11. Por ejemplo, en el procedimiento de frenado normal, el procesador 301 obtiene un valor de presion objetivo para los cilindros de freno 21 y 24, controla la desmagnetizacion/magnetizacion de la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 usando una senal de control S111, controla la desmagnetizacion/magnetizacion de la valvula de control de freno 131 usando una senal de control S131 y controla la desmagnetizacion/magnetizacion de la valvula de control de freno 132 usando una senal de control S132.
La memoria 302 almacena los programas de funcionamiento a ejecutarse por el procesador 301 y los datos fijos y sirve ademas como una memoria de trabajo para el procesador 301.
La parte de entrada/salida 303 se usa para recibir ordenes de frenado normales y de emergencia, mediciones de los sensores de presion P1 a P4 y la velocidad desde los velodmetros y suministrarlas al procesador 301. En este caso, es posible que la orden de frenado normal se suministre, por ejemplo, desde la plataforma de control 31 y se suministre la orden de frenado de emergencia desde el compartimiento del conductor ademas de desde la
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plataforma de control 31.
La pieza de comunicacion 304 conduce la comunicacion con otros controladores de freno.
La pieza de salida de control 305 comprende un circuito excitador que emite senales de magnetizacion para controlar las valvulas de solenoide y emite una senal de control S111 que controla la desmagnetizacion/magnetizacion de la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111, una senal de control S131 que controla la desmagnetizacion/magnetizacion de las multiples valvulas de solenoide que constituyen la valvula de control de freno 131, una senal de control S132 que controla la desmagnetizacion/magnetizacion de las multiples valvulas de solenoide que constituyen la valvula de control de freno 132 y similares.
A continuacion en el presente documento, se describira el funcionamiento del controlador de freno 11 que tiene la configuracion anterior.
1. Modo de frenado normal
Cuando se emite una orden de frenado normal desde la plataforma de control 31 para ordenar el modo de frenado normal, el frenado se realiza mediante una combinacion de frenado por aire y frenado electrico (frenado regenerativo).
En tal caso, el procesador 301 magnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 a traves de la pieza de salida de control 305 usando la senal de control S111. En consecuencia, la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 se abre y el aire entra en la valvula de carga variable 121. El aire que entra desde la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 hace que la valvula de carga variable 121 produzca una presion 1,2 veces mas alta que una presion proporcional a la presion de los resortes neumaticos 28 y 29. Este aire de alta presion se suministra al lado primario de las valvulas de control de freno 131 y 132.
Lo anterior se expresa mediante una ecuacion: Psalida = 1,2 * a * Pas
en la que Psalida es la presion de salida, a es un coeficiente de proporcionalidad, y Pas es la presion de los resortes neumaticos.
El procesador 301 obtiene un valor de presion objetivo para los cilindros de freno 21 y 24 basandose en parametros tales como la velocidad, la carga, la condicion de los frenos y la presion. El procesador 301 emite secuencialmente unas senales de magnetizacion para magnetizar/desmagnetizar las valvulas de solenoide, por ejemplo, como se muestra en la figura 4 (b) y la figura 4 (c) de tal manera que la presion de los cilindros de freno 21 y 24 sea igual al valor objetivo obtenido como se muestra en la figura 4 (a).
La valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 sirve para suministrar una presion de entrada relativamente mas alta a las valvulas de control de freno 131 y 132 (en comparacion con cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta ausente). Por lo tanto, la presion de los cilindros de freno 21 y 24 puede alcanzar el valor objetivo a traves de las valvulas de rele 141 y 142 en un tiempo mas corto, mejorando la respuesta de presion de cilindro de freno.
2: Modo de frenado de emergencia
Cuando se emite una orden de frenado de emergencia desde la plataforma de control 31 o desde el compartimento del conductor para ordenar el frenado de emergencia, el frenado se realiza mediante el frenado de aire.
En tal caso, el procesador 301 desmagnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111a traves de la pieza de salida de control 305 usando la senal de control S111. En consecuencia, la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 se cierra y no entra aire en la valvula de carga variable 121 desde la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111.
En consecuencia, la valvula de carga variable 121 produce una presion proporcional a la presion de los resortes neumaticos y que corresponde al frenado de emergencia.
Lo anterior se expresa mediante una ecuacion: Psalida = 1,2 * a * Pas
en la que Psalida es la presion de salida, a es un coeficiente de proporcionalidad, y Pas es la presion de los resortes neumaticos.
Ademas, el procesador 301 desmagnetiza las valvulas de control de freno 131 y 132 a traves de la pieza de salida de control 305 usando las senales de control S131 y 132. En tal caso, las valvulas de control de freno 131 y 132 suministran la presion de la valvula de carga variable 121 a las valvulas de rele 141 y 142 (el modo directo).
Por lo tanto, la presion correspondiente a la presion de los resortes neumaticos se suministra a los cilindros de freno
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21 y 24 a traves de las valvulas de control de freno 131 y 132 y las valvulas de rele 141 y 142. Por consiguiente, el frenado de emergencia esta configurado sin ningun procedimiento de software especial o ninguna valvula de freno de emergencia dedicada o valvula de conmutacion.
Como se ha descrito anteriormente, la funcion de la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta basicamente desactivada en el modo de frenado de emergencia. Sin embargo, el procesador 301 magnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 para sobrealimentar la presion de salida de la valvula de carga variable 121 incluso en el frenado de emergencia en las condiciones dadas tal como un posible aumento en la distancia de frenado.
La valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 puede magnetizarse bajo cualquier condicion. Por ejemplo, como se muestra en la figura 5 (a), cuando la velocidad del vehnculo supera un valor de referencia dado Ref, la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 se magnetiza para sobrealimentar la presion de salida de la valvula de carga variable 121.
Como alternativa, la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 puede magnetizarse para sobrealimentar la presion de salida de la valvula de carga variable 121 basandose en otros parametros tales como el peso del vehnculo y el peso del pasajero sin que se limite a la velocidad.
Ademas, puede usarse como una condicion una combinacion de multiples parametros tales como la velocidad mas la carga. Ademas, puede usarse una orden desde la plataforma de control 31 o desde el compartimiento del conductor como una condicion dada. En este caso, la tasa de sobrealimentacion no esta limitada a 1,2 y puede usarse cualquier tasa mas alta que 1.
Ademas, la tasa de sobrealimentacion de presion (multiplicador) puede cambiarse basandose en cualquier parametro. Por ejemplo, el factor de multiplicacion puede cambiarse de acuerdo con la velocidad del vehnculo de manera escalonada o continua, como se muestra en la figura 5 (b) a la figura 5 (d). Como alternativa, el factor multiplicador puede depender de otros parametros tales como el peso del vehnculo y el peso del pasajero sin que se limite a la velocidad.
En tal caso, se almacena un perfil de cambio de factor de multiplicacion en la memoria 302. El procesador 301 magnetiza/desmagnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 usando la senal de control S111 basandose en diversos parametros suministrados desde los sensores de velocidad y similares y proporciona la instruccion en el factor de multiplicacion a la valvula de carga variable 121 cuando sea necesario. Ademas, el factor de multiplicacion puede ajustarse de acuerdo con las instrucciones procedentes de la plataforma de control 31 o del compartimiento del conductor.
Tal como se ha descrito anteriormente, el controlador de freno 11 de acuerdo con esta realizacion tiene un numero menor de valvulas de solenoide y una configuracion mas sencilla en comparacion con la configuracion de la tecnica anterior. Por lo tanto, el dispositivo puede reducirse de tamano.
Ademas, la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 se usa tanto en el frenado normal como en el frenado de emergencia. Una rapida respuesta de frenado se obtiene en el frenado normal y se obtiene una gran fuerza de frenado en el frenado de emergencia.
La presente invencion no se limita a la realizacion anterior y estan disponibles varias modificaciones y aplicaciones.
Por ejemplo, en la realizacion anterior, cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 se magnetiza, la valvula de carga variable 121 produce una presion 1,2 veces mas alta que la presion de salida en el frenado de emergencia. El factor de multiplicacion no se limita a 1,2 y puede usarse cualquier factor multiplicador mas alto que 1.
Realizacion 2
La distancia de frenado puede aumentarse en el frenado de emergencia en el caso de que otro controlador de frenado haya fallado; por ejemplo, en la configuracion de la figura 6, un controlador de freno 11b ha fallado y un controlador de freno 11a controla todos los frenos en el carro 261.
Por ejemplo, en la configuracion de la figura 6 es posible que los procesadores 301 de los controladores de freno 11a y 11b se comuniquen entre sf y el procesador 301 del controlador de freno normal 11a magnetice la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111.
Por ejemplo, si el procesador 301 del controlador de freno 11b no responde a una consulta desde el procesador 301 del controlador de freno 11a, o el procesador 301 del controlador de freno 11b detecta un fallo o un evento anormal e informa al procesador 301 del controlador de freno 11a en consecuencia, el procesador 301 del controlador de freno 11a magnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 de su propio dispositivo.
Sin embargo, de esta manera, lleva tiempo antes de que se magnetice la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111.
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A continuacion en el presente documento, se describira con referencia a la figura 7 una configuracion para magnetizar rapidamente la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 de un controlador de freno 11a cuando el otro controlador de freno 11b detecta un suceso anormal en sf mismo.
En la figura 7, la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 del controlador de freno 11a abre/cierra cuando se abre/cierra un rele de control de valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion PC1. El rele de control de valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion PC1 es un tipo de fotoacoplador. Cuando un diodo emisor de luz PD1 se activa por la pieza de salida de control 305 del controlador de freno 11a y emite luz, se enciende un fototransistor PT1 conectado a la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 y se acciona y se magnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111.
Por otra parte, un fototransistor PT2 de un fotoacoplador PC2 esta conectado en paralelo al rele de control de valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion PC1. Un diodo emisor de luz PD2 del fotoacoplador PC2 esta conectado al controlador de freno 11b, que esta conectado a tierra a traves de una impedancia de limitacion de corriente Z1 y esta conectado a una fuente de alimentacion a traves de un fototransistor PT3 de un fotoacoplador PC3. Un sensor de deteccion de fallo 401 del controlador de freno 11b esta conectado a un diodo emisor de luz PD3 del fotoacoplador PC 3.
En la configuracion anterior, cuando el controlador de freno 11b es normal, el sensor de deteccion de fallo 401 no envfa corriente electrica al diodo emisor de luz PD3. Por lo tanto, el diodo emisor de luz PD3 no emite luz, el fototransistor PT3 esta apagado, ninguna corriente fluye a traves del diodo emisor de luz PD2 y el fototransistor PT2 permanece apagado. A continuacion, la valvula de control de conmutacion de sobrealimentacion 111 del controlador de freno 11a funciona de acuerdo con la apertura/cierre del rele de control de valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion PC1.
Por otra parte, cuando el controlador de freno 11b ha fallado, el sensor de deteccion de fallo 401 envfa una corriente electrica al diodo emisor de luz PD3 de manera que el diodo emisor de luz PD3 emite luz. A continuacion, el fototransistor PT3 se enciende y una corriente electrica fluye de la siguiente manera: la fuente de alimentacion VDD ^ fototransistor PT3 ^ diodo emisor de luz PD2 ^ impedancia Z1 ^ tierra.
En otras palabras, el fototransistor PT3 sirve como transmisor y transmite una senal de informacion de fallo al controlador de freno normal 11a. A continuacion, el diodo emisor de luz PD2 emite luz y el fototransistor PT2 se enciende.
A medida que se enciende el fototransistor PT2, la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 se alimenta a traves del fototransistor PT2 encendido, independientemente de si se abre o se cierra el rele de control de valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion PC1. A continuacion, se magnetiza la valvula de control de conmutacion de sobrealimentacion 111 del controlador de freno 11a.
Con la configuracion anterior, la valvula de control de conmutacion de sobrealimentacion 111 del controlador de freno 11a puede magnetizarse casi en sincroma con la deteccion del fallo del controlador de frenado 11b, lo que permite una respuesta rapida.
En otras palabras, en sincroma con la deteccion de fallo del sensor de deteccion de fallo 401, el fotoacoplador PC3 transmite una senal para controlar la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion del controlador de freno normal 11a. En respuesta a la senal transmitida, el rele de control de valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion (fotoacoplador) PC1 controla (enciende) la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 de su propio dispositivo.
La configuracion mostrada en la figura 7 no es restrictiva y pueden hacerse modificaciones apropiadas. En otras palabras, puede emplearse cualquier otra configuracion siempre que la valvula de control de conmutacion de sobrealimentacion 111 de un controlador de freno pueda magnetizarse directamente cuando se detecta un fallo o un suceso anormal en el otro controlador de freno. Por ejemplo, puede emplearse la configuracion mostrada en la figura 8.
En la figura 8, la salida del sensor de deteccion de fallo 401 del controlador de freno 11b hace que se encienda un transistor (FET) FT1 y una corriente electrica fluya a traves de una impedancia de limitacion de corriente Z2 a traves del transistor FT1 encendido. La tension generada en la impedancia Z2 enciende un segundo transistor FT2 conectado en paralelo con el rele de control de valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion PC1 y magnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111.
En este caso, los transistores no estan limitados a los transistores de efecto de campo y pueden ser transistores bipolares o incluso reles. Ademas, pueden realizarse modificaciones apropiadas en la configuracion.
Tambien es natural en la configuracion de la figura 7 o la figura 8 proporcionar el sensor de deteccion de fallo al controlador de freno 11a y la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 y una estructura para magnetizarla al controlador de freno 11b.
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La configuracion para magnetizar la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion de un controlador de freno normal cuando el otro controlador de freno ha fallado es ampliamente aplicable no solo al controlador de freno 11 que tiene la configuracion mostrada en la figura 1, sino tambien para controlar los frenos con multiples controladores de freno.
Por ejemplo, es aplicable a un controlador de freno 500 que tiene la configuracion mostrada en la figura 9. En la figura 9, el aire comprimido en un deposito de aire comprimido 501 se suministra a las valvulas de solenoide normales 503, a las valvulas de rele 502, a las valvulas de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 505 y a las valvulas de carga variable 506, proporcionandose tantas como los ejes a frenar.
La presion de salida de la valvula de solenoide normal 503 se suministra a una valvula de solenoide de emergencia 504. La salida de la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 505 se suministra a la valvula de carga variable 506. La presion de un resorte neumatico tambien se suministra a la valvula de carga variable 506.
La salida de la valvula de carga variable 506 se suministra a la valvula de solenoide de emergencia 504. La salida de la valvula de solenoide de emergencia 504 se suministra a la valvula de rele 502. La salida de la valvula de rele 502 se suministra a un cilindro de freno.
En la configuracion anterior, la valvula de solenoide de emergencia 504 selecciona la presion de salida de la valvula de solenoide normal 503 en el frenado normal y selecciona la presion de salida de la valvula de carga variable 506 en el frenado de emergencia. En otras palabras la valvula de solenoide de emergencia 504 sirve como una valvula de solenoide de conmutacion de emergencia/normal para conmutar entre el frenado normal y el frenado de emergencia.
En el frenado normal, la valvula de solenoide normal 503 se magnetiza/desmagnetiza bajo el control de la unidad de control de freno 151 para producir una presion correspondiente a una presion de cilindro de freno objetivo. La valvula de solenoide de emergencia 504 transmite la presion de salida de la valvula de solenoide normal 503 a la valvula de rele 502. La valvula de rele 502 suministra una presion correspondiente a la presion suministrada al cilindro de freno.
Por otra parte, en el frenado de emergencia, la valvula de carga variable 506 produce una presion correspondiente a la presion de un resorte neumatico. Sin embargo, si la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 505 esta magnetizada, la valvula de carga variable 506 produce una presion mas alta (por ejemplo, 1,2 veces mas alta) que cuando se desmagnetiza la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 505.
La valvula de solenoide de emergencia 504 transmite la presion de salida de la valvula de carga variable 506 a la valvula de rele 502. La valvula de rele 502 suministra una presion correspondiente a la presion suministrada al cilindro de freno.
El controlador de freno 500 tiene una configuracion mas compleja y mas piezas en comparacion con el controlador de freno 11 de la realizacion 1. Ademas, el controlador de freno 500 no tiene capacidad de respuesta de presion mas rapida en el frenado normal magnetizando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 505.
Sin embargo, con las configuraciones de las figuras 7 y 8, en el caso de que haya fallado uno de los multiples controladores de freno 500, la presion de frenado de otro controlador de freno 500 puede sobrealimentarse rapida y automaticamente en el frenado de emergencia.
La presente invencion no se limita a las realizaciones anteriores y estan disponibles diversas modificaciones y aplicaciones. Por ejemplo, en las realizaciones anteriores, se emplea aire comprimido como medio de transmision de presion. Puede emplearse cualquier otro gas. Ademas, el medio de transmision de presion no esta restringido a un gas y puede ser un lfquido tal como aceite.
Por ejemplo, es posible que, tal como se muestra en la figura 10, un deposito hidraulico 601 este lleno de aceite a alta presion, el aceite se suministra a una valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 605, a una valvula de carga variable 602 y a una valvula de rele 604 y la presion de un resorte de aceite se suministra a una valvula de control de freno 603.
En la explicacion anterior, un controlador de freno controla dos ejes. La presente invencion no esta limitada a la misma. Un controlador de freno puede controlar un solo eje o tres o mas ejes. En tal caso, la valvula de control de freno y la valvula de rele se proporcionan de acuerdo con el numero de ejes a frenarse.
En las realizaciones anteriores, la valvula de carga variable produce en el lado secundario una presion proporcional a la presion en el lado primario. La presente invencion no esta limitada a lo mismo. La valvula de carga variable puede producir una presion que tenga una relacion lineal o cualquier otra relacion con la presion en el lado primario.
En las realizaciones anteriores, la valvula de carga variable 121 sobrealimenta la presion cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta magnetizada. Es posible que la valvula de carga variable 121 sobrealimente la presion cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta desmagnetiza. En otras palabras, la valvula de carga variable 121 sobrealimenta la presion cuando la valvula de
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solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta en uno de los dos estados y no sobrealimenta la presion cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion 111 esta en el otro estado.
Las estructuras y operaciones de circuito anteriormente descritas se proporcionan a modo de ejemplo y la presente invencion no esta limitada a las mismas.
Lista de signos de referencia
- 11, 11a, 11b, 500, 600
- controlador de freno
- "3 CM CM
- cilindro de freno
- 22, 25
- zapata de freno
- 23, 26
- eje
- 27
- deposito de aire comprimido
- 28, 29
- resorte neumatico
- 31
- plataforma de control
- 111
- valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion
- 121
- valvula de carga variable
- 131, 132
- valvula de control de freno
- 141, 142
- valvula de rele
- 151
- unidad de control de freno
- 261
- carro
Claims (9)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Un controlador de freno para vagones que utiliza presion de fluido, que comprende:- una valvula de carga variable (121) que produce una presion correspondiente a una carga en un carro;- una valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion (111) que conmuta la salida de presion de la valvula de carga variable (121) entre una primera presion y una segunda presion mas alta que la primera presion;y- una pieza de suministro de presion de freno (131, 132, 141, 142) que suministra una presion a un cilindro de freno (21,24) usando la salida de presion de la valvula de carga variable (121) en cada frenado normal y frenado de emergencia del freno, caracterizado por quela valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion (111)hace que la valvula de carga variable (121) produzca la segunda presion en el frenado normal del freno; yhace que la valvula de carga variable (121) produzca la segunda presion cuando se cumple una condicion dada y produzca la primera presion cuando no se cumple la condicion dada en el frenado de emergencia del freno.
- 2. El controlador de freno de acuerdo con la reivindicacion 1,caracterizado por que la condicion dada es una condicion que indica que la fuerza de frenado en el frenado de emergencia es insuficiente.
- 3. El controlador de freno de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2,caracterizado por que la condicion dada es una condicion que incluye la velocidad del vehnculo.
- 4. El controlador de freno de acuerdo con la reivindicacion 1, 2 o 3,caracterizado por que la condicion dada incluye una condicion de que cualquier otro controlador de frenofalla.
- 5. El controlador de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado por comprender ademas:- un sensor de deteccion de fallo (401) que detecta un fallo en su propio controlador de freno;- un transmisor (FT1, FT2) que transmite una senal para controlar la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion (111) de otro controlador de freno en respuesta a la deteccion de fallo por el sensor de deteccion de fallo (401); y- una pieza de control que controla la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion (121) de su propio controlador de freno en respuesta a la senal transmitida desde el transmisor de otro dispositivo de freno.
- 6. El controlador de freno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado por que la pieza de suministro de presion de freno (131, 132; 141, 142) comprende:- una valvula de control de freno (131, 132) que produce una presion de control de freno usando la presion de salida de la valvula de carga variable (121); y- una valvula de rele (141, 142) que suministra una presion obtenida amplificando la salida de presion de control de freno desde la valvula de control de freno (131, 132) a un cilindro de freno (21, 24).
- 7. El controlador de freno de acuerdo con la reivindicacion 6,caracterizado por que la valvula de control de freno (131, 132)controla y produce la salida de presion de la valvula de carga variable (121) y produce una presion controlada a la valvula de rele (141, 142) en el frenado normal del freno; yproduce la salida de presion de la valvula de carga variable (121), cuando es para la valvula de rele (141, 142) en el frenado de emergencia del freno.
- 8. El controlador de freno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,caracterizado por quela valvula de carga variable (121) recibe una senal de presion que indica la carga en un carro, yproduce una primera presion correspondiente a la carga cuando la valvula de solenoide de conmutacion de 5 sobrealimentacion (ill) esta en un primer estado, y produce una segunda presion correspondiente a lacarga y que es mas alta que la primera presion cuando la valvula de solenoide de conmutacion de sobrealimentacion (111) esta en un segundo estado.
- 9. El controlador de freno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,caracterizado por que 10 el fluido es aire o aceite; yla presion es presion de aire o presion de aceite.
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