ES2859073T3 - Procedimiento para mantener la fuerza de frenado total de un tren teniendo en cuenta las relaciones de arrastre de fuerza disponibles - Google Patents

Abstract

Procedimiento para mantener la fuerza de frenado total de un vehículo ferroviario teniendo en cuenta las relaciones de arrastre de fuerza disponibles, que comprende las etapas de: - detectar que al menos una unidad (I, II, III) está siendo controlada para evitar el patinaje; - recuperar el tipo de arrastre de fuerza (nH, xnH) presente en las unidades (I, II, III) que están siendo controladas para evitar el patinaje; - determinar los valores μ0 y Kμ0 para cada unidad (I, II, III) que está siendo controlada para evitar el patinaje, indicando μ0 y Kμ0 variables de la adhesión entre carril y rueda del vehículo ferroviario; - generar una función para el valor μ0 y una función para el valor Kμ0, en cada caso a lo largo de toda la trayectoria de las unidades (I, II, III), es decir en la dirección longitudinal de un vehículo ferroviario, basándose en los valores determinados de μ0 y Kμ0 de las unidades (I, II, III) que están siendo controladas para evitar el patinaje; - comparar el requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA-III) actual en cada una de las unidades (I, II, III), es decir, también de las unidades (I, II, III) que no están siendo controladas para evitar el patinaje, con el valor de la función de Kμ0 en el lugar del respectivo requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III); - variar cada requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) en cada una de las unidades (I, II, III), es decir también en las unidades (I, II, III) que no están siendo controladas para evitar el patinaje, hasta el respectivo valor de la función de Kμ0 en el lugar del respectivo requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para mantener la fuerza de frenado total de un tren teniendo en cuenta las relaciones de arrastre de fuerza disponibles

Para acelerar o frenar un vehículo ferroviario, tienen que transmitirse fuerzas de aceleración o de frenado del tren en el punto de contacto entre rueda y carril. La fuerza máxima que puede transmitirse en este punto de contacto entre rueda y carril depende esencialmente de las relaciones de fricción entre rueda y carril. Sobre un carril seco pueden transmitirse fuerzas superiores que sobre un carril mojado o resbaladizo. Si al frenar un vehículo ferroviario se requiere una fuerza de frenado mayor de lo que puede transmitirse debido a las relaciones de fricción entre rueda y carril, al menos una de las ruedas puede bloquearse y resbalar sobre el carril. Este estado se denomina patinaje. Si, por el contrario, al acelerar un vehículo ferroviario se requiere una aceleración (fuerza de tracción) mayor de lo que puede transmitirse debido a las relaciones de fricción entre rueda y carril, al menos una de las ruedas puede embalarse. Este estado se denomina derrape. Dicho de otro modo, el derrape describe un estado en el que la velocidad periférica de la rueda es mayor que la velocidad de la marcha. De manera análoga, el patinaje describe un estado en el que la velocidad periférica de la rueda es menor que la velocidad de la marcha. Cuando la velocidad periférica de la rueda y la velocidad de la marcha sean idénticas, este estado se denomina rodadura.

En términos generales, la aparición de un movimiento relativo entre circunferencia de la rueda y carril se denomina deslizamiento. Por tanto, cuando la velocidad periférica de la rueda y la velocidad de la marcha no son idénticas, se produce como consecuencia un deslizamiento. El deslizamiento es necesario, además, para poder transmitir fuerzas de tracción o de frenado entre carril y rueda. Cuando en una rueda se produce un deslizamiento cero, esto significa que esta rueda rueda libremente, es decir que no actúa ningún momento de giro en la rueda. Por consiguiente, sin deslizamiento no es posible transmisión de potencia, es decir, transmisión de fuerzas de tracción o de frenado entre rueda y carril. En el caso de un deslizamiento muy grande, por ejemplo en caso de patinaje o derrape, no pueden transmitirse, dado el caso, grandes fuerzas entre rueda y carril. Por consiguiente, el deslizamiento óptimo para transmitir fuerzas de tracción o de frenado máximas se sitúa entre cero (estado de rodadura) y un valor muy grande, tal como, por ejemplo, un 100 por cien (estado de patinaje o derrape).

El deslizamiento óptimo depende de las relaciones de fricción o del estado de fricción entre rueda y carril. El deslizamiento óptimo con el carril mojado puede ser, por lo tanto, distinto que con el carril seco. Las distintas relaciones de fricción entre rueda y carril se denominan, a continuación, tipos de arrastre de fuerza. Se ilustran distintos tipos de arrastre de fuerza a modo de ejemplo en la figura 1.

La figura 1 muestra dos diagramas (arrastre de fuerza o adhesión con respecto al deslizamiento) con distintos tipos de arrastre de fuerza. El diagrama de la izquierda muestra un tipo de arrastre de fuerza que entre los especialistas se conoce como nH (coeficiente de adherencia bajo), mientras que el tipo de arrastre de fuerza mostrado a la derecha se conoce como xnH (coeficiente de adherencia extremadamente bajo). En el eje x (horizontal) de los diagramas está representado en cada caso el deslizamiento, mientras que el eje y (vertical) indica la adhesión o la fuerza de fricción proporcional a la misma que puede transmitirse como máximo entre rueda y carril, o su coeficiente de fricción. En los diagramas está representado además un valor |j0 que se sitúa en el punto de transición entre el microdeslizamiento y el macrodeslizamiento. La parte de los gráficos a la izquierda de j 0 indica en cada caso el intervalo de microdeslizamiento, y la parte de los gráficos a la derecha de j 0 indica en cada caso el intervalo de macrodeslizamiento. Además, j 0 se define básicamente como el coeficiente de fricción máximo en el intervalo de microdeslizamiento (parte izquierda del gráfico).

En el caso del tipo de arrastre de fuerza nH mostrado a la izquierda pueden transmitirse fuerzas máximas en el intervalo de macrodeslizamiento, mientras que en el caso del tipo de arrastre de fuerza xnH mostrado a la derecha pueden transmitirse las fuerzas máximas en el intervalo de j 0. Si, por ejemplo, se produce una condición de arrastre de fuerza nH (diagrama izquierdo en la figura 1), se puede aplicar una fuerza de frenado adicional a partir de j 0, que se materializa en el intervalo de macrodeslizamiento, porque la gráfica sigue subiendo a partir de j 0. Este comportamiento se denomina también "self-improvement". Si, por el contrario, se producen condiciones de arrastre de fuerza xnH, entonces en un intervalo entre 0 y j 0 la fuerza de frenado solo puede aumentarse hasta una fracción máxima establecida de j 0, para evitar una transición al intervalo de macrodeslizamiento (ya que en este caso la gráfica vuelve a caer a partir de j 0; no se produce "self-improvement"). Esta fracción máxima establecida de j 0 está representada en los diagramas como Kj 0 y se refiere a j 0. El valor Kj 0 representa, por consiguiente, un factor que hace referencia a j 0 y que indica la fracción porcentual de j 0 que puede utilizarse para la transmisión de fuerza sin tener que temer, en el caso de un tipo de arrastre de fuerza xnH, una transición al intervalo de macrodeslizamiento. Para el tipo de arrastre de fuerza nH (diagrama izquierdo en la figura 1) se obtiene un Kj 0>1, mientras que para el tipo de arrastre de fuerza xnH (diagrama derecho en la figura 1) se obtiene un Kj 0<1. Si, por ejemplo, en el caso de un tipo de arrastre de fuerza xnH debe utilizarse un 80 % (=0,8) de j 0 durante el frenado, para garantizar un 20 % de "distancia de seguridad" con respecto al intervalo de macrodeslizamiento, se obtiene un Kj 0 de 0,8.

En el estado de la técnica se conocen procedimientos y dispositivos para redistribuir fuerzas de frenado entre vagones y/o ejes individuales de un vehículo ferroviario, en caso de que no pueda materializarse una fuerza de frenado requerida debido a una limitación local en uno del os vagones y/o ejes frenados. Tal limitación local puede deberse a que, por ejemplo, se haya vitrificado un disco de freno, a que la fuerza tensora requerida no pueda aplicarse por diversos motivos, o a que las zapatas de freno no se hayan reajustado correctamente. En tal caso, por el estado de la técnica se conoce redistribuir las fuerzas de frenado de manera estática.

Sin embargo, si una rueda frenada (o un eje frenado, o u vagón frenado) no puede aplicar la fuerza de frenado requerida a causa de las relaciones de fricción entre rueda y carril, no se conoce para ello ningún procedimiento para redistribuir de manera controlada las fuerzas de frenado.

El documento DE 102014 102 881 A1 describe un procedimiento y un dispositivo correspondiente para controlar un sistema de frenado de un vehículo ferroviario, comprendiendo el sistema de frenado varios dispositivos de frenado. Durante un frenado, la desaceleración del vehículo ferroviario se regula según una especificación de valores por medio de un dispositivo de regulación de frenado común conectado a los dispositivos de frenado mediante una correspondiente activación variable de los dispositivos de frenado.

La presente invención se basa en el objetivo de especificar un procedimiento para mantener la fuerza de frenado total de un vehículo ferroviario teniendo en cuenta las relaciones de arrastre de fuerza disponibles, un dispositivo así como un uso para ello, para frenar un vehículo ferroviario con una desaceleración requerida, a pesar de que haya presentes relaciones de fricción en el límite de lo aceptable en el punto de contacto entre rueda y carril. Este objetivo se consigue mediante una configuración de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes.

A continuación se usará el término unidades. En una unidad puede/pueden englobarse una rueda, un eje, varios ejes, un bogie, un vagón, o varios vagones. Además, a continuación se describe un estado en el que el control antipatinaje está activo para una unidad, o que una unidad está siendo controlada para evitar el patinaje. Esto significa que en esta unidad se ha detectado el estado de patinaje, y en consecuencia se reduce la fuerza de frenado en esta unidad para impedir el patinaje en esta unidad. En las figuras se usa además la sigla WSP, que significa "Wheel Slide Protection". El sistema WSP, a continuación denominado simplemente WSP, detecta el estado de patinaje en una unidad y reduce en consecuencia las fuerzas de frenado que actúan sobre esta unidad, para limitar el deslizamiento y evitar así, además, el estado de patinaje o de bloqueo de las ruedas en esta unidad. De manera análoga al modo de actuación del WSP, del ámbito de los vehículos de carretera se conoce el sistema antibloqueo (ABS).

Asimismo, las funciones mencionadas en las reivindicaciones se denominan a continuación gráficas y están representadas como tales en las figuras, para poder describir gráficamente el procedimiento reivindicado. No obstante, de acuerdo con la invención, las funciones no tienen por qué representarse como gráficas, sino que el procedimiento puede llevarse a cabo basándose en cálculos matemáticos sin representación gráfica.

Partiendo de las explicaciones anteriores, se produce patinaje básicamente en el intervalo de macrodeslizamiento. Cuando aparece patinaje en una unidad, y este patinaje es detectado por el WSP, el WSP determina, además, qué tipo de arrastre de fuerza (nH o xnH, véase la Fig. 1) está presente en esta unidad.

Cuando a continuación se explica que el WSP está activo en una unidad, esto significa que el WSP ha detectado en esta unidad el estado de patinaje, y en consecuencia reduce la fuerza de frenado en esta unidad para limitar el patinaje.

Además, a continuación se usa el término fuerza de frenado total. Para detener un vehículo ferroviario hasta un punto de parada predefinido, o para alcanzar en un punto de la vía predefinido una determinada velocidad desacelerada, el vehículo ferroviario tiene que frenarse mediante una fuerza de frenado global o total. A partir de esta fuerza de frenado total se obtienen las fuerzas de frenado individuales requeridas (requisitos de frenado o requisitos de fuerza de frenado) de las unidades individuales. La suma de los requisitos de fuerza de frenado individuales de todas las unidades da lugar a la fuerza de frenado global o total.

Mediante el procedimiento de acuerdo con la invención se evita una caída de la fuerza de frenado total de todas las unidades, provocada por relaciones de adhesión o de fricción insuficientes entre carril y rueda, mediante la complementación temporal de las fuerzas de frenado en unidades que hasta el momento no están siendo controladas para evitar el patinaje. En comparación con el estado de la técnica, en este estado se pone a disposición fuerza de frenado total adicional potencialmente presente y, al mismo tiempo, se evita una caída de la fuerza de frenado total debido a relaciones de adhesión o de fricción insuficientes entre carril y rueda.

De acuerdo con la invención, en un ejemplo de realización, se calcula el valor medio de |j0 y K|j0 para todos los ejes que están siendo controlados para evitar el patinaje. Sobre la base de los valores medios calculados de j 0 y Kj 0 se genera en cada caso una gráfica constante para j 0 y Kj 0, que incluye en cada caso el valor medio calculado. Por consiguiente, para cada unidad que todavía no está siendo controlada para evitar el patinaje puede determinarse si y, en caso afirmativo, cuánta fuerza de frenado adicional puede materializarse. En consecuencia, estas unidades ponen a disposición, de manera complementaria, la fuerza de frenado adicional. La generación/cálculo de las gráficas (para los valores de |j0 y K|j0) como gráficas de desarrollo constante es ventajoso en el sentido de que solo se necesita para ello una potencia computacional reducida, y los desarrollos de las gráficas están presentes por tanto rápidamente. Por consiguiente puede conseguirse un comportamiento de respuesta extremadamente corto durante el control. De acuerdo con la invención, en otro ejemplo de realización, las gráficas para j 0 y Kj 0 se generan como una función de primer grado, es decir con un desarrollo lineal. La generación/cálculo de las gráficas (para los valores de ji0 y Kji0) como una función de primer grado es ventajosa en el sentido de que, si bien es necesaria una potencia computacional algo superior a la de en el caso del desarrollo constante, pueden tenerse en cuenta mejor, sin embargo, relaciones de fricción variables entre rueda y carril a lo largo de toda la longitud del vehículo ferroviario (mayor granularidad). Por consiguiente, el control de las fuerzas de frenado individuales puede tener lugar en las unidades individuales de manera más precisa.

De acuerdo con la invención, en otro ejemplo de realización, las gráficas para ji0 y Kji0 se generan como una función al menos de segundo grado. Para ello, de manera análoga a las explicaciones anteriores, si bien es necesaria una mayor potencia computacional, se obtiene, sin embargo, un desarrollo aún más preciso de la gráfica, con lo cual resulta posible un control aún más preciso de las fuerzas de frenado individuales en las unidades individuales.

Un control más preciso significa que las fuerzas de frenado individuales pueden aproximarse más a su potencial de frenado máximo, con lo cual aumenta la fuerza de frenado total de todo el vehículo ferroviario.

De acuerdo con la invención, en otro ejemplo de realización, para el cálculo/determinación de las gráficas para ji0 y Kj 0 influyen otros factores de influencia externos, tales como, por ejemplo, la posición del vehículo ferroviario, el tiempo atmosférico, la humedad, la velocidad o el sentido de la marcha del vehículo ferroviario. De este modo pueden tenerse en cuenta de antemano factores de influencia conocidos, que hacen prever una variación del desarrollo de las gráficas para ji0 y Kji0. Esto tiene lugar de manera análoga a una prealimentación conocida en la técnica de control.

Si no fuera posible complementar dinámicamente la fuerza de frenado total aumentando las fuerzas de frenado individuales de las unidades individuales en un momento actual, entonces, como complemento del procedimiento anteriormente mencionado, puede complementarse de acuerdo con la invención el recorrido de frenado perdido (fuerza de frenado con respecto a tiempo y velocidad) dentro de la operación de frenado posteriormente mediante un aumento del requisito de fuerza de frenado global (suma del requisito de fuerza de frenado de todas las unidades). El recorrido perdido se determina basándose en la fuerza de frenado total teniendo en cuenta velocidad y masa del vehículo, y determina el cálculo del requisito de frenado complementario. Esto tiene lugar de manera iterativa, hasta que se haya compensado el recorrido de frenado perdido.

De acuerdo con la invención puede tener lugar una adaptación de los requisitos de frenado individuales hasta el respectivo valor de la función de Kji0 tanto mediante un aumento como mediante una disminución de los requisitos de frenado individuales. De este modo se consigue en cada unidad una fuerza de frenado óptima.

Alternativamente a esto, los requisitos de frenado individuales pueden variarse únicamente cuando se aumentan mediante el procedimiento de acuerdo con la invención. De este modo se garantiza que los requisitos de frenado individuales no disminuyan en ningún caso. Mediante una configuración de este tipo se simplifica la integración del procedimiento de acuerdo con la invención en un sistema de control de frenado, ya que pueden plantearse problemas jurídicos generales y, en particular, de homologación, en caso de que el procedimiento de acuerdo con la invención o un dispositivo de acuerdo con la invención también esté configurado para poder disminuir requisitos de frenado individuales.

La figura 2 muestra, en la parte superior, un vehículo ferroviario con tres vagones, en concreto un vagón a la izquierda, un vagón en el centro, y un vagón a la derecha, en una vista lateral esquemática. En este ejemplo de realización se asume un sentido de la marcha del vehículo ferroviario hacia la izquierda. Además, en este ejemplo de realización, en cada caso un vagón corresponde en cada caso a una unidad. Por consiguiente, el vagón izquierdo corresponde a una unidad I, el vagón central a una unidad II y el vagón derecho a una unidad III. Cada vagón I, II, III presenta una superestructura X00 (X=1, 2, 3) representada como rectángulo, estando dispuestos bajo cada una de estas superestructuras en cada caso dos bogies XY0 (Y=1,2), así como en cada caso dos ejes XYZ (Z=1,2) por cada bogie Y, de los cuales en cada caso es visible una rueda en la vista lateral. La variable X designa en este caso los vagones (primero, segundo o tercero, o I, II o III), la cifra Y, el bogie (primer o segundo bogie del vagón X) y Z, el eje (primer o segundo eje del bogie Y). Las ruedas de los ejes XYZ están representadas en este caso como círculos, y los bogies XY0 como rayas horizontales sobre las ruedas o los ejes XYZ.

En la unidad/vagón I, los ejes 111, 112 están montados en el bogie 110 y los ejes 121, 122, en el bogie 120. Los bogies 110, 120 están montados, además, en la superestructura 100. La configuración de las otras unidades/vagones II, III se comporta de manera análoga a esto. En el ejemplo de realización aquí mostrado, la unidad I comprende la superestructura 100, los bogies 110, 120, así como los ejes 111, 112, 121, 122. En otro ejemplo de realización, no mostrado, una unidad corresponde en cada caso a un bogie con los ejes montados en el mismo. En otro ejemplo de realización más, no mostrado, una unidad corresponde en cada caso a un eje. En otro ejemplo de realización más, no mostrado, cada vagón presenta un número arbitrario de bogies con un número arbitrario de ejes montados en los mismos.

La asociación de los componentes individuales con las unidades puede establecerse conforme a los requisitos. Si se desea una alta precisión de control, una unidad puede comprender en cada caso un eje. Para reducir la granularidad y por tanto también el esfuerzo computacional para el control, una unidad puede comprender en cada caso un vagón. Para alcanzar un equilibrio entre precisión de control y esfuerzo computacional, una unidad puede comprender en cada caso un bogie. Para conseguir ventajas adicionales, esta asociación puede variar, además, a lo largo de todo el vehículo ferroviario. Por ejemplo, una unidad puede comprender solamente un eje y/o un bogie, mientras que otra unidad puede comprender todo un vagón. Estas asociaciones de componentes individuales con las unidades pueden ser invariables en el tiempo, pero también pueden ser variables en el tiempo.

Como ya se ha mencionado, en la figura 2 cada unidad I, II, III comprende un vagón. Las ruedas del vagón de la unidad I están marcadas con una cruz, mientras que las ruedas de los vagones de las unidades II y III no lo están. Una rueda marcada con una cruz significa que el eje asociado a la misma está siendo actualmente controlado para evitar el patinaje, por lo que en este eje hay presente patinaje, es decir, que el eje resbala actualmente sobre el carril. Puesto que la unidad I comprende todo el primer vagón, es decir, también todos los ejes 111, 112, 121, 122, puede detectarse ahora patinaje en toda la unidad I, es decir en todos los ejes anteriormente mencionados. Si a cada unidad solo estuviera asociado un eje, podría detectarse patinaje en cada eje individual de manera independiente.

En la figura 2 se detecta, por consiguiente, patinaje en la primera unidad I. Las demás unidades II, III no están siendo actualmente controladas para evitar el patinaje debido a un requisito de fuerza de frenado reducido, por lo que en sus ejes no se ha detectado patinaje. Las ruedas de las unidades II, III no están por tanto marcadas con una cruz. En la única unidad I que está siendo controlada para evitar el patinaje se determina ahora el tipo de arrastre de fuerza presente; en la figura 2 este corresponde al tipo de arrastre de fuerza xnH. Asimismo se determinan los valores |j0 y K|j0. Estas etapas están representadas en la figura 2 aproximadamente en el centro con respecto a la disposición vertical. En consecuencia se genera una gráfica para el valor j 0 y una gráfica para el valor Kj 0. Estas gráficas corresponden en la presente representación a una constante (con desarrollo horizontal). Los desarrollos de las gráficas se representan mediante una línea discontinua. En el caso del tipo de arrastre de fuerza xnH, la gráfica para el valor j 0 se sitúa sobre la gráfica para el valor Kj 0. El valor Kj 0 corresponde, como ya se explicó anteriormente, a la fracción de la fuerza de fricción disponible (potencial de adhesión) que puede utilizarse para un frenado. Para cada unidad II, III se asume ahora (en este ejemplo de realización), basándose en los datos de la única unidad I que está siendo controlada para evitar el deslizamiento, un tipo de arrastre de fuerza xnH idéntico, con un desarrollo idéntico del diagrama arrastre de fuerza con respecto a deslizamiento D1, D2, D3. Por consiguiente, para las unidades II, III se asume el mismo valor para j 0 y Kj 0 que se ha determinado para la unidad I. Esto es así porque que j 0 y Kj 0 pueden determinarse para una unidad I, II, III en particular cuando esta está siendo actualmente controlada para evitar el patinaje.

Ahora, como ya se ha mencionado, a partir de j 0 y Kj 0 determinados en la unidad I hay presente un desarrollo constante de las gráficas, con lo cual para las unidades II y III se obtiene idénticos j 0 y Kj 0. Por consiguiente, para cada unidad I, II, III se obtiene un diagrama idéntico arrastre de fuerza con respecto a deslizamiento D1, D2, D3. En este diagrama arrastre de fuerza con respecto a deslizamiento D1, D2, D3, para cada una de las unidades I, II, III está marcado, además, en el eje de arrastre de fuerza (vertical), el requisito de frenado BA_I, BA_II, BA_III actualmente recuperado. Para la unidad I, el requisito de frenado BA_I actualmente recuperado se sitúa por encima del valor j 0. Retrospectivamente, este es también el motivo por el que la unidad I patina. Esto es, se recupera un requisito de frenado BA_I superior a lo permitido por el coeficiente de fricción j 0. De acuerdo con esta primera forma de realización se disminuye ahora el requisito de frenado BA_I de la unidad I al valor Kj 0 y, de acuerdo con la invención, también se controlan, además, los requisitos de frenado BA_II de la unidad II y el requisito de frenado BA_III de la unidad III al valor Kj 0, sin que haya aparecido patinaje en las unidades II, III. El requisito de frenado BA_II actual de la unidad II se sitúa por debajo de Kj 0 y, por consiguiente, se aumenta (hay un potencial de fuerza de frenado F_Pot > 0). El requisito de frenado BA_III actual de la unidad III se sitúa por encima de Kj 0 y, por consiguiente, se reduce (hay un potencial de fuerza de frenado F_Pot < 0). Por lo tanto, se aprovecha el potencial de arrastre de fuerza óptimo en todas las unidades. La unidad II puede frenarse más (flecha hacia arriba en BA_II), sin llegar al estado de patinaje. En cambio, en el caso de la unidad III se reduce la fuerza de frenado (flecha hacia abajo en BA-III), para prevenir el riesgo de patinaje.

De acuerdo con otra forma de realización no representada, no se efectúa en principio una reducción de las fuerzas de frenado. El requisito de frenado BA_I de la unidad I así como el requisito de frenado BA_III de la unidad III no se disminuyen, por consiguiente, al valor Kj 0. Los requisitos de frenado BA_II de la unidad II, no obstante, se controlan de acuerdo con la invención al valor Kj 0 , es decir, se aumentan, ya que hay un potencial de fuerza de frenado F_Pot > 0. Por tanto se aprovecha el potencial de arrastre de fuerza óptimo en todas las unidades, con la condición de que en ninguna de las unidades I, II, III se reduzca el requisito de frenado.

De acuerdo con una tercera forma de realización no representada solo tiene lugar de manera opcional una reducción las fuerzas de frenado o de los requisitos de frenado BA_I, BA_II, BA_III. De acuerdo con esta tercera forma de realización, puede preajustarse o seleccionarse si se realiza un procedimiento de acuerdo con la primera forma de realización anterior o de acuerdo con la segunda forma de realización anterior.

La figura 3 muestra el ejemplo de realización de la figura 2, pero en el estado mostrado en la figura 3 se ha determinado el tipo de arrastre de fuerza nH en la única unidad I que está patinando. Por consiguiente, en este estado es valor K|j0 se sitúa por encima del valor j 0. Tanto el actual requisito de frenado BA_II de la unidad II como el actual requisito de frenado BA_III de la unidad III se sitúan aquí por debajo de Kj 0, por lo que para ambas unidades II, III puede aumentarse la fuerza de frenado actual (F_Pot > 0, flecha en BA_II y Ba _III hacia arriba).

Si en el ejemplo de realización mostrado en las figuras 2 y 3 se detecta patinaje en varias unidades I, II, III, entonces, para la determinación de las gráficas (constantes) para Kj 0 y j 0, se calcula el valor promedio a partir de los valores para j 0 detectados en las unidades que están patinando, y a partir de ello se determina la gráfica constante para j 0 o se calcula para Kj 0. En otro ejemplo de realización, mostrado a continuación, solo se genera una gráfica constante para Kj 0 y j 0 cuando solo se ha detectado patinaje en una de las unidades I, II, III. Si se detecta patinaje en varias unidades I, II, III, entonces se genera para Kj 0 y j 0 una gráfica tal como la que se describe a continuación.

La denominación de los componentes individuales y la asociación de los componentes con las unidades I, II, III no cambia en los ejemplos de realización que se describen a continuación.

La figura 4 muestra otro ejemplo de realización en el que las gráficas para Kj 0 y j 0 no son constantes, sino de desarrollo lineal (según una función de primer grado). En el estado mostrado, en las unidades I y III se detecta patinaje (ruedas marcadas con una cruz en las unidades I y III), por lo que en las unidades I, III puede determinarse el tipo de arrastre de fuerza actual (en este caso nH), así como los valores j 0_I y Kj 0_I para la unidad I y j 0_III y Kj 0_III para la unidad III. A partir de estos valores se genera ahora una gráfica de desarrollo lineal para j 0, que incluye los valores j 0_I y j 0_III. Además, se genera una gráfica de desarrollo lineal para Kj 0, que incluye los valores Kj 0_I y Kj 0_III. El actual requisito de frenado BA_II de la unidad II se sitúa en este caso por debajo del valor Kj 0 en el lugar de la unidad II (intersección de la gráfica de Kj 0 con el eje y de la unidad II), de modo que el requisito de frenado BA_II de la unidad II se aumenta hasta el valor de Kj 0 en este punto (flecha en BA_II hacia arriba), para aprovechar el potencial de arrastre de fuerza disponible.

La figura 5 muestra otro ejemplo de realización, en el que las gráficas para Kj 0 y j 0 no son ni constantes, ni lineales, sino que tienen un desarrollo según una función al menos de segundo grado. El resto de la configuración de este ejemplo de realización es idéntica a la de los ejemplos de realización descritos hasta ahora, en particular también la asociación de los componentes con las unidades I, II, III. En el estado mostrado, en la unidad I se detecta patinaje (véanse las ruedas marcadas con una cruz en la unidad I), por lo que en la unidad I puede determinarse el actual tipo de arrastre de fuerza (en este caso nH), así como los valores j 0 y Kj 0 para la unidad I. Para calcular el desarrollo de la gráfica de los valores j 0 y Kj 0 se recurre, en este ejemplo de realización, no obstante, además a factores de influencia adicionales, tales como, por ejemplo, la velocidad del vehículo V_Fzg, y/o el sentido de la marcha, y/o la humedad actual del aire, y/o la humedad actual de los carriles y/o la temperatura exterior y/o características especiales del vehículo (p. ej. masa, distancia entre ejes), etc. Al recurrir a estos factores de influencia adicionales y debido al modo de cálculo empleado, se obtiene un desarrollo de las gráficas para j 0 y Kj 0 que no es ni constante ni lineal, sino que sigue una función al menos de segundo grado. Se determina que los requisitos de frenado BA_II y BA_III en las unidades II y III se sitúan por debajo de los respectivos valores Kj 0. Por consiguiente, los requisitos de frenado BA_II y BA_III en las unidades II y III se aumentan, hasta el respectivo valor de la gráfica de Kj 0 (flecha hacia arriba en BA_II y BA_III).

En otro ejemplo de realización, no mostrado, los desarrollos de las gráficas para j 0 y Kj 0 presentan un desarrollo constante o lineal, pero se recurre a factores de influencia adicionales, como los anteriormente descritos, para calcular el desarrollo de las gráficas.

En otro ejemplo de realización, no mostrado, las gráficas para j 0 y Kj 0 se determinan en un momento en el que ninguna de las unidades patina en el intervalo de macrodeslizamiento. Los desarrollos de las gráficas se determinan, a este respecto, mediante mediciones, basándose en una o varias determinaciones de pendiente de arrastre de fuerza con respecto a deslizamiento con posterior evaluación, por ejemplo a partir de una familia de curvas características memorizada.

Lista de referencias

nH tipo de arrastre de fuerza "coeficiente de adherencia bajo"

xnH tipo de arrastre de fuerza "coeficiente de adherencia extremadamente bajo"

j 0 punto de transición de micro a macrodeslizamiento

WSP Wheel Slide Protection

I, II, III unidades

X00 superestructura de la unidad X

100 superestructura de la unidad I (de la primera unidad)

XY0 bogie Y de la unidad X

110 bogie 1 de la unidad 1 (I)

XYZ eje Z del bogie Y de la unidad X

321 eje 1 del bogie 2 de la unidad 3 (III)

D1 diagrama arrastre de fuerza con respecto al deslizamiento de la unidad 1 (I) D2 diagrama arrastre de fuerza con respecto al deslizamiento de la unidad 2 (II) D3 diagrama arrastre de fuerza con respecto al deslizamiento de la unidad 3 (III)

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para mantener la fuerza de frenado total de un vehículo ferroviario teniendo en cuenta las relaciones de arrastre de fuerza disponibles, que comprende las etapas de:

- detectar que al menos una unidad (I, II, III) está siendo controlada para evitar el patinaje;

- recuperar el tipo de arrastre de fuerza (nH, xnH) presente en las unidades (I, II, III) que están siendo controladas para evitar el patinaje;

- determinar los valores |j0 y K|j0 para cada unidad (I, II, III) que está siendo controlada para evitar el patinaje, indicando j 0 y Kj 0 variables de la adhesión entre carril y rueda del vehículo ferroviario;

- generar una función para el valor j 0 y una función para el valor Kj 0, en cada caso a lo largo de toda la trayectoria de las unidades (I, II, III), es decir en la dirección longitudinal de un vehículo ferroviario, basándose en los valores determinados de j 0 y Kj 0 de las unidades (I, II, III) que están siendo controladas para evitar el patinaje;

- comparar el requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA-III) actual en cada una de las unidades (I, II, III), es decir, también de las unidades (I, II, III) que no están siendo controladas para evitar el patinaje, con el valor de la función de Kj 0 en el lugar del respectivo requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III);

- variar cada requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) en cada una de las unidades (I, II, III), es decir también en las unidades (I, II, III) que no están siendo controladas para evitar el patinaje, hasta el respectivo valor de la función de Kj 0 en el lugar del respectivo requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III).

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde

la variación de cada requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) hasta el respectivo valor de la función de Kj 0 solo tiene lugar en caso de que tal requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) aumente de este modo.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde

tanto la función para el valor j 0 como la función para el valor Kj 0 es en cada caso constante, generada por el valor promedio de los respectivos valores de j 0 o Kj 0 en las unidades (I, II, III) que están siendo controladas para evitar el patinaje.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde

tanto la función para el valor j 0 como la función para el valor Kj 0 es lineal, generada por los respectivos valores de j 0 o Kj 0 de dos unidades (I, II, III) que están siendo controladas para evitar el patinaje.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde

tanto la función para el valor j 0 como la función para el valor Kj 0 es una función al menos de segundo grado, generada por los respectivos valores de j 0 o Kj 0 de varias unidades (I, II, III) que están siendo controladas para evitar el patinaje.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 5, en donde

al menos una de las funciones de los valores para j 0 o Kj 0 se adapta a causa de factores de influencia adicionales, tales como, por ejemplo, la posición del vehículo ferroviario, el tiempo atmosférico, la humedad, la velocidad, la temperatura exterior, los parámetros del vehículo tales como, en particular, la masa del vehículo o las distancias entre ejes, o el sentido de la marcha.

7. Procedimiento para mantener la fuerza de frenado total de un vehículo ferroviario teniendo en cuenta las relaciones de arrastre de fuerza disponibles, que comprende las etapas de:

- determinar una función para los valores j 0 y Kj 0 basándose en una o varias determinaciones de pendiente de arrastre de fuerza con respecto al deslizamiento en al menos una de las unidades (I, II, III) con posterior evaluación, sin que una de las unidades (I, II, III) esté siendo controlada para evitar el patinaje, indicando j 0 y Kj 0 variables de la adhesión entre carril y rueda del vehículo ferroviario;

- comparar el requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) actual en cada una de las unidades (I, II, III) con la función del valor Kj 0 en el lugar del respectivo requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III);

- variar cada requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) en cada una de las unidades (I, II, III) hasta el respectivo valor de la función de Kj 0 en el lugar del respectivo requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III).

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde

la variación de cada requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) hasta el respectivo valor de la función de Kj 0 solo tiene lugar en el caso de un requisito de frenado (BA_I, BA_II, BA_III) tal que se eleve de este modo.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que presenta las etapas adicionales de:

- determinar que no es posible una compensación de una fuerza de frenado total requerida de todas las unidades (I, II, III) basándose en los procedimientos anteriores, debido a relaciones de adhesión o de fricción temporalmente insuficientes entre rueda y carril;

- aumentar la fuerza de frenado total requerida de todas las unidades (I, II, III), de modo que sea posible una compensación de un recorrido de frenado perdido en un momento posterior, cuando las relaciones de adhesión o de fricción sean adecuadas para ello.

10. Dispositivo para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

11. Uso de un dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.