JP2022508442A - 機関車ブレーキ制御システム及び制御方法 - Google Patents

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Abstract

本出願は、機関車ブレーキ制御の分野に属し、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム及びブレーキシリンダ制御システムを含む機関車ブレーキ制御システム及び制御方法に関する。ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムは、ブレーキシリンダの事前制御圧力とブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とを比較して、高い方をブレーキシリンダ釣り合い管圧力として出力することができる。ブレーキシリンダ制御システムは、ブレーキシリンダの事前制御圧力とブレーキシリンダ釣り合い管圧力とを比較することができ、高い方をブレーキシリンダ圧力として出力してブレーキを実現することができ、2つの制御システムの冗長性も実現することができる。【選択図】図2

Description

本出願は、機関車ブレーキ制御の分野に属する機関車ブレーキ制御システム及び制御方法に関する。
機関車ブレーキ制御システムの重要な機能の1つは、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力及びブレーキシリンダ圧力を制御することである。従来、高周波電磁弁によって事前制御圧力が制御され、その後、事前制御圧力に一致するブレーキシリンダ釣り合い管圧力又はブレーキシリンダ圧力が、リレー弁によって出力される。
特許文献1は、機関車ブレーキのブレーキシリンダ釣り合い管制御方法及び装置を開示している。装置は、空気源濾過装置と、空気源濾過装置に接続され、空気ライン取付板上に配置された第1の電磁弁、圧力増幅弁及び第3の電磁弁と、第1の電磁弁に接続され、空気ライン取付板上に配置された第2の電磁弁と、第1の電磁弁及び第2の電磁弁に接続された制御ユニット及び圧力検出装置と、圧力増幅弁及び圧力検出装置に接続された制御リザーバと、圧力増幅弁及び第3の電磁弁に接続された空圧逆止弁と、を含み、空圧逆止弁の空気出口は、ブレーキシリンダ釣り合い管の出力ポートに接続されている。
CN104442903A
本出願の第1の実施形態は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム及びブレーキシリンダ制御システムを備える機関車ブレーキ制御システムを提供し、
ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムは、
第1の主リザーバと、
両方とも第1の主リザーバに接続された第1の電磁弁及び第1の流量増幅弁と、
第1の電磁弁に接続された第2の電磁弁と、
第2の電磁弁に接続された第1の圧力選択装置、および第2の電磁弁と第1の圧力選択装置との間に配置された第1の圧力検出装置と、
を含み、
第1の圧力選択装置は、第1の流量増幅弁に接続され、
ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムは、第1の電磁弁、第2の電磁弁、及び第1の圧力検出装置に電気的に接続された第1の制御ユニットをさらに含む。
ブレーキシリンダ制御システムは、
第2の主リザーバと、
両方とも第2の主リザーバに接続された第3の電磁弁及び第2の流量増幅弁と、
第3の電磁弁に接続された第4の電磁弁と、
第4の電磁弁に接続された第2の圧力選択装置、および第4の電磁弁と第2の圧力選択装置との間に配置された第2の圧力検出装置と、
を含み、
第2の圧力選択装置は、第2の流量増幅弁に接続され、
第2の流量増幅弁は、ブレーキを実現するようにブレーキシリンダ管に接続され、
ブレーキシリンダ制御システムは、第3の電磁弁、第4の電磁弁、及び第2の圧力検出装置と電気的に接続された第2の制御ユニットをさらに含む。
ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムとブレーキシリンダ制御システムとの間で、
第1の圧力選択装置は、第4の電磁弁と第2の圧力選択装置との間に配置されたパイプラインに接続され、
第1の流量増幅弁は、第2の圧力選択装置に接続される。
さらに、
第1の圧力検出装置は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第1の制御ユニットに送信して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値を取得するように構成されている。
第1の制御ユニットは、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値を計算するように構成されるか、又は、第1の制御ユニットは、統合制御ユニットから第1の目標値を受信し、統合制御ユニットは、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力された指示情報を受信し、指示情報に従って第1の目標値を計算するように構成され、第1の目標値とブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値とは等しく、目標値と総称される。
第1の制御ユニットは、目標値を第1の圧力検出装置によって取得された実際値と比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第1の電磁弁及び/又は第2の電磁弁を制御して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を取得し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を第1の圧力選択装置に送信するように構成されている。
第1の電磁弁は、事前制御給気用電磁弁であり、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値とブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値との差に従って、第1の主リザーバからブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御容積までの給気通路を開閉するように構成されている。
第2の電磁弁は、事前制御排気用電磁弁であり、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値とブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値との差に従って、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御容積から大気への排気通路を開閉するように構成されている。
第1の圧力選択装置は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とのうち、第1の圧力と表記される、より高い方の圧力を第1の流量増幅弁に出力するように構成され、ブレーキシリンダの事前制御圧力は、ブレーキシリンダ制御システムからのものである。
第1の流量増幅弁は、低流量の第1の圧力を、高流量のブレーキシリンダ釣り合い管圧力に増幅するように構成される。
第2の圧力検出装置は、ブレーキシリンダ制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第2の制御ユニットに送信し、従ってブレーキシリンダの事前制御圧力実際値を取得するように構成される。
第2の制御ユニットは、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力された指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算するように構成され、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値に等しい。又は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第2の制御ユニットは、統合制御ユニットから第1の目標値を受信する。
第2の制御ユニットは、目標値を第2の圧力検出装置によって取得された実際値と比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第3の電磁弁及び/又は第4の電磁弁を制御して、ブレーキシリンダの事前制御圧力を取得し、ブレーキシリンダの事前制御圧力を第2の圧力選択装置及び第1の圧力選択装置に送信するように構成されている。
第3の電磁弁は、事前制御給気用電磁弁であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値とブレーキシリンダの事前制御圧力実際値との差に従って、第2の主リザーバからブレーキシリンダ制御システムの事前制御容積までの給気通路を開閉するように構成される。
第4の電磁弁は、事前制御排気用電磁弁であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値とブレーキシリンダの事前制御圧力実際値との差に従って、ブレーキシリンダ制御システムの事前制御容積から大気への排気通路を開閉するように構成される。
第2の圧力選択装置は、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較し、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とのうち、第2の圧力と表記される、より高い方の圧力を第2の流量増幅弁に出力するように構成され、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムからのものである。
第2の流量増幅弁は、低流量の第2の圧力を高流量のブレーキシリンダ圧力に増幅し、ブレーキシリンダ圧力をブレーキシリンダ管に伝達してブレーキを実現するように構成されている。
本出願の第2の実施形態は、上述の制御システムを採用することができる機関車ブレーキ制御方法を提供し、
第1の圧力検出装置によって、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第1の制御ユニットに送信して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値を取得し、
機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第1の制御ユニットによって、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値を計算するか、又は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、統合制御ユニットによって、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力された指示情報を受信し、指示情報に従って第1の目標値を計算し、第1の制御ユニットによって、統合制御ユニットから第1の目標値を受信し、ブレーキシリンダ釣り合い管の第1の目標値及び事前制御圧力目標値は等しく、目標値と総称され、
第1の制御ユニットによって、目標値と実際値とを比較し、実際値が目標値に等しくなるように目標値と実際値との差に従って、第1の電磁弁及び/又は第2の電磁弁を制御して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を取得し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を第1の圧力選択装置に送信し、
第2の圧力検出装置によって、ブレーキシリンダ制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第2の制御ユニットに送信して、ブレーキシリンダの事前制御圧力実際値を取得し、
機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるときに、第2の制御ユニットによって、運転者によって操作されたブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算し、ここでブレーキシリンダの事前制御圧力目標値が、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値に等しく、又は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第2の制御ユニットによって、統合制御ユニットから第1の目標値を受信し、
第2の制御ユニットによって、目標値を実際値と比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第3の電磁弁及び/又は第4の電磁弁を制御して、ブレーキシリンダの事前制御圧力を取得し、ブレーキシリンダの事前制御圧力を第2の圧力選択装置及び第1の圧力選択装置に送信し、
第1の圧力選択装置によって、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とのうち、第1の圧力と表記される、より高い方の圧力を第1の流量増幅弁に出力し、
第1の流量増幅弁によって、低流量の第1の圧力を高流量のブレーキシリンダ釣り合い管圧力に増幅し、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を第2の圧力選択装置に出力し、
第2の圧力選択装置によって、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較して、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とのうち、第2の圧力と表記される、より高い方の圧力を第2の流量増幅弁に出力し、
第2の流量増幅弁によって、低流量の第2の圧力を高流量のブレーキシリンダ圧力に増幅し、ブレーキを実現するためブレーキシリンダ圧力をブレーキシリンダ管に伝達する、
ことを含む。
本出願の第3の実施形態は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムとブレーキシリンダ制御システムとの間の冗長切換を実現することができる機関車ブレーキ制御方法を提供し、
ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力が無効である場合、第1の電磁弁101及び第2の電磁弁102は非通電であり、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、第1の圧力選択装置104は、ブレーキシリンダのより高い事前制御圧力を第1の流量増幅弁106に出力される第1の圧力として選択し、その後、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を出力するか、又は、
ブレーキシリンダの事前制御圧力が無効である場合、第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202は非通電であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、第2の圧力選択装置204は、より高いブレーキシリンダ釣り合い管圧力を第2の流量増幅弁206に出力される第2の圧力として選択し、その後、ブレーキシリンダ圧力を出力する。
先行技術と比較して、本出願は以下の有益な効果を有する。
(1)ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムとブレーキシリンダ制御システムとの相互連携が実現され、
(2)ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御部又はブレーキシリンダ制御システムの事前制御部に故障が発生した場合に、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御部とブレーキシリンダ制御システムの事前制御部とは互いに冗長であることができ、その結果、機関車ブレーキ制御システムの制御精度及び信頼性を効果的に向上させることができる。
機関車ブレーキ制御システムの第1の実施形態の概略図である。
機関車ブレーキ制御システムの第2の実施形態の概略図である。
機関車ブレーキ制御システムの一例の概略図である。
図中、1 ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム、101 第1の電磁弁、102 第2の電磁弁、103 第1の主リザーバ、104 第1の圧力選択装置、105 第1の圧力検出装置、106 第1の流量増幅弁、107 第1の事前制御リザーバ、108 遮断弁、109 第3の圧力検出装置、110 第1の制御ユニット、111 第1のパイプライン、112 第3のパイプライン、2 ブレーキシリンダ制御システム、201 第3の電磁弁、202 第4の電磁弁、203 第2の主リザーバ、204 第2の圧力選択装置、205 第2の圧力検出装置、206 第2の流量増幅弁、207 第5の電磁弁、208 機械式分配弁、209 第6の電磁弁、210 第2の事前制御リザーバ、211 第4の圧力検出装置、212 ブレーキシリンダ管、213 第2の制御ユニット、214 第2のパイプライン、215 第4のパイプライン、及び3 統合制御ユニット。
本出願の技術的解決策は、特定の実施形態と組み合わせて以下で詳細に説明される。しかしながら、一実施形態における要素、構造及び特徴はまた、さらなる説明なしに他の実施形態に有利に組み込まれ得ることを理解されたい。
本出願の説明では、「第1」及び「第2」などの用語は説明目的のみに使用され、相対的な重要性を示す又は暗示すると理解することはできないことに留意されたい。特に指定及び定義されない限り、接続は、直接接続又は中間媒体を介した間接接続であってもよく、2つの要素の内部接続であってもよい。実施形態は、本出願の好ましい実施形態としてのみ説明されており、本出願の範囲を限定することを意図するものではない。本出願の設計精神から逸脱することなく、当業者によって本出願の技術的解決策に対して行われる様々な修正及び改善は、本出願の特許請求の範囲によって確認される保護範囲内に含まれるものとする。
本出願の一実施形態は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1及びブレーキシリンダ制御システム2を含む、図1に示す機関車ブレーキ制御システムを提供する。
(1)ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1は、
第1の主リザーバ103;第1の電磁弁101及び第1の流量増幅弁106であって、それら両方ともが第1の主リザーバ103に接続された、第1の電磁弁101及び第1の流量増幅弁106;第1の電磁弁101に接続された第2の電磁弁102;第2の電磁弁102に接続された第1の圧力選択装置104、および第2の電磁弁102と第1の圧力選択装置104との間に位置する第1の圧力検出装置105;を含み、第1の圧力選択装置104は第1の流量増幅弁106に接続されている。ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1は、第1の電磁弁101、第2の電磁弁102、及び第1の圧力検出装置105と電気的に接続された第1の制御ユニット110をさらに含む。
(2)ブレーキシリンダ制御システム2は、
第2の主リザーバ203;第3の電磁弁201及び第2の流量増幅弁206であって、それら両方ともが第2の主リザーバ203に接続された、第3の電磁弁201及び第2の流量増幅弁206;
第3の電磁弁201に接続された第4の電磁弁202;第4の電磁弁202に接続された第2の圧力選択装置204および第4の電磁弁202と第2の圧力選択装置204との間に位置する第2の圧力検出装置205;を含み、第2の圧力選択装置204は第2の流量増幅弁206と接続され、第2の流量増幅弁206はブレーキシリンダ管212と接続され、ブレーキが実現されている。ブレーキシリンダ制御システム2は、第3の電磁弁201、第4の電磁弁202、及び第2の圧力検出装置205と電気的に接続された第2の制御ユニット213をさらに含む。
(3)ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1とブレーキシリンダ制御システム2との間で、
第1の圧力選択装置104は、第4の電磁弁202と第2の圧力選択装置204との間に配置された第2のパイプライン214に接続され、第1の流量増幅弁106は第2の圧力選択装置204に接続されている。
さらに、
第1の圧力検出装置105は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1の事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第1の制御ユニット110に送信し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値を取得するように構成される。
第1の制御ユニット110は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値を計算するように構成されるか、又は、第1の制御ユニット110は、統合制御ユニットから第1の目標値を受信し、統合制御ユニットは、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるときに、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従って第1の目標値を計算するように構成され、第1の目標値とブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値とは等しい。
第1の制御ユニット110は、さらに、目標値と第1の圧力検出装置105によって取得された実際値(すなわち、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値)とを比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第1の電磁弁101及び/又は第2の電磁弁102を制御して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を取得するように構成され、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を第1の圧力選択装置104に送信するように構成されている。
第1の電磁弁101は、事前制御給気用電磁弁であり、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値とブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値との差に従って、第1の主リザーバ103からブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1の事前制御容積までの給気通路を開閉するように構成されている。
図1から分かるように、事前制御容積は、第2の電磁弁102と第1の圧力選択装置104との間に位置する第1のパイプライン111の容積を指すことができ、パイプラインの容積の圧力は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力である。
第2の電磁弁102は、事前制御排気用電磁弁であり、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値とブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値との差に従って、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1の事前制御容積から大気への排気通路を開閉するように構成されている。
第1の圧力選択装置104は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力をブレーキシリンダの事前制御圧力と比較し、第1の圧力と表記されるより高い方の圧力を第1の流量増幅弁106に出力するように構成され、ブレーキシリンダの事前制御圧力はブレーキシリンダ制御システム2からのものである。
第1の流量増幅弁106は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1の低流量の第1の圧力を、高流量のブレーキシリンダ釣り合い管圧力に増幅するように構成されている。
第2の圧力検出装置205は、ブレーキシリンダ制御システム2の事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第2の制御ユニット213に送信し、ブレーキシリンダの事前制御圧力実際値を取得するように構成される。
第2の制御ユニット213は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算するように構成されており、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値はブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値に等しい、又は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第2の制御ユニット213は、統合制御ユニットから第1の目標値を受信する。
ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値、及び第1の目標値は等しいので、これらは目標値と総称されることに留意されたい。前述の説明から分かるように、目標値は、第1の制御ユニット110及び第2の制御ユニット213によってそれぞれ計算されてもよく、又は統合制御ユニットによって計算され、その後、図4に示すように、取得された目標値が第1の制御ユニット110及び第2の制御ユニット213に分配されてもよい。図4の統合制御ユニット3は、第1の制御ユニット110及び第2の制御ユニット213と点線で接続されており、これは、本出願が、第1の制御ユニット及び第2の制御ユニットが統合制御ユニットによって制御されるように達成され得るか、又は本出願が統合制御ユニットなしで達成され得ることを意味する。
第2の制御ユニット213は、さらに、目標値と第2の圧力検出装置205によって取得された実際値(すなわち、ブレーキシリンダの事前制御圧力実際値)とを比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第3の電磁弁201及び/又は第4の電磁弁202を制御して、ブレーキシリンダの事前制御圧力を取得し、ブレーキシリンダの事前制御圧力を第2の圧力選択装置204及び第1の圧力選択装置104に送信するように構成されている。
第3の電磁弁201は、事前制御給気用電磁弁であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値とブレーキシリンダの事前制御圧力実際値との差に従って、第2の主リザーバ203からブレーキシリンダ制御システム2の事前制御容積までの給気通路を開閉するように構成されている。
図1から分かるように、事前制御容積は、第4の電磁弁202と第2の圧力選択装置204との間に位置する第2のパイプライン214の容積を指すことができ、パイプラインの容積の圧力は、ブレーキシリンダの事前制御圧力である。
第4の電磁弁202は、事前制御排気用電磁弁であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値とブレーキシリンダの事前制御圧力実際値との差に従って、ブレーキシリンダ制御システム2の事前制御容積から大気への排気通路を開閉するように構成されている。
第2の圧力選択装置204は、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較し、第2の圧力と表記される、より高い方の圧力を第2の流量増幅弁206に出力するように構成され、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力はブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1からのものである。
第2の流量増幅弁206は、ブレーキシリンダ制御システム2の低流量の第2の圧力を高流量のブレーキシリンダ圧力に増幅し、ブレーキシリンダ圧力をブレーキシリンダ管212に伝達してブレーキを実現するように構成されている。
好ましい実施形態として、圧力検出装置105、205は、圧力センサから選択することができるが、これに限定されない。
好ましい実施形態として、圧力選択装置104、204は、二方弁、又は二位置三方電磁弁から選択することができるが、これらに限定されない。二位置三方電磁弁を追加で電気的に制御する必要があるため、二方弁が好ましい。
好ましい実施形態として、流量増幅弁106、206は、リレー弁から選択することができるが、これに限定されない。
好ましい実施形態として、第1の主リザーバ103及び第2の主リザーバ203は、同じ主リザーバであっても又は異なる主リザーバであってもよい。
好ましい実施形態として、図1に示すように、第2の電磁弁102は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1の事前制御容積を増加させるために第1の事前制御リザーバ107とさらに接続される。第1の事前制御リザーバ107の事前制御圧力は、第1の圧力検出装置105によってリアルタイムで取得され、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値として使用されるため第1の制御ユニット110に送信され得る。次に、実際値と目標値とが比較され、第1の電磁弁101及び/又は第2の電磁弁102を制御することにより、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値と目標値とが等しくなる。第1の事前制御リザーバ107は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御容積を増加させることができ、第1のパイプライン111を事前制御容積として使用することができることに加えて、事前制御リザーバを事前制御容積の一部として使用することもでき、したがって、圧力制御を実現することが好都合である。
好ましい実施形態として、図1に示すように、第4の電磁弁202は、ブレーキシリンダ制御システム2の事前制御容積を増加させるために第2の事前制御リザーバ210とさらに接続され、第2の事前制御リザーバ210の動作原理は第1の事前制御リザーバと同じであるため、ここでは説明を省略する。一方、第2の事前制御リザーバ210は、第1の圧力選択装置104及び第2の圧力選択装置204の前端に位置することがさらに分かる。本出願における前端又は後端は、空気圧の流れ方向に関して主に説明される。
好ましい実施形態として、図2に示すように、第1の制御ユニット110は、遮断弁108とさらに電気的に接続することができる。遮断弁108は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1内に配置され、好ましくは第1の流量増幅弁106の後方に位置し、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1のブレーキシリンダ釣り合い管圧力出力パイプラインを開閉するために使用される。
機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第1の制御ユニット110は遮断弁108を非通電にするように制御し、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力出力パイプラインは接続状態にある。機関車ブレーキ制御システムがトレールモードにあるときには、第1の制御ユニット110が遮断弁108を通電状態に制御し、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力出力パイプラインが閉状態となるので、外部インタフェース(図示せず)からの空気圧がブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1にそれ以上侵入することを防止できる。
好ましい実施形態として、図2に示すように、ブレーキシリンダ制御システム2では、第2の制御ユニット213は、分配弁切換電磁弁である第5の電磁弁207とさらに電気的に接続されている。第5の電磁弁207は、一方では第4の電磁弁と接続され、他方では機械式分配弁208と接続され、さらに他方では第2の圧力選択装置204と接続される。第5の電磁弁207は、ブレーキシリンダの事前制御圧力の供給源を切り替え及び選択するために使用される。
具体的には、第5の電磁弁207が通電状態のとき、ブレーキシリンダの事前制御圧力は、第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202によって生成される事前制御圧力からのものである。第5の電磁弁207が非通電であるとき、ブレーキシリンダの事前制御圧力は、外部に接続された機械式分配弁208からのものである。機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあり、第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202によって生成される事前制御圧力が異常ではないとき、第5の電磁弁207は通電状態にある。
好ましい実施形態として、ブレーキシリンダ制御システム2では、第2の制御ユニット213は、ベイルオフ電磁弁である第6の電磁弁209とさらに電気的に接続され得る。一方、第6の電磁弁209は、第4の電磁弁と接続されているか、又は第5の電磁弁207が存在する場合には好ましくは第5の電磁弁207と接続されている。他方、第6の電磁弁209は第2の圧力選択装置204に接続され、第6の電磁弁209はさらに大気に接続されている。第6の電磁弁209は、機関車ブレーキ制御システムが独立して解放されるときに、第6の電磁弁209の後端でブレーキシリンダの事前制御圧力を空にするために使用することができる。
好ましい実施形態として、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1では、第1の流量増幅弁106から第2の圧力選択装置204までの第3のパイプライン112には、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力値を取得するための、好ましくは圧力センサである第3の圧力検出装置109が設けられる。第3の圧力検出装置109は、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力をリアルタイムで表示及び監視するために使用でき、また、第1の圧力と実際のブレーキシリンダ釣り合い管圧力との差に従って、第1の流量増幅弁106に故障が生じているか否かの判断を補助するために使用することができる。
好ましい実施形態として、ブレーキシリンダ制御システム2では、第2の流量増幅弁206からブレーキシリンダ管212までの第4のパイプライン215には、ブレーキシリンダ圧力値を取得するための、好ましくは圧力センサである第4の圧力検出装置211が設けられている。第4の圧力検出装置211は、ブレーキシリンダ圧力をリアルタイムで表示及び監視するために使用でき、また、第2の圧力と実際のブレーキシリンダ圧力との差に従って、第2の流量増幅弁206に故障が生じているか否かの判断を補助するために使用することができる。
好ましい実施形態として、ブレーキシリンダの事前制御圧力がブレーキシリンダ釣り合い管圧力に近いときに第2の圧力選択装置204の空気接続によって引き起こされる圧力不安定性を防止するため、第1の流量増幅弁106の出口での圧力は、第1の圧力選択装置104からの第1の圧力以下である。
本出願の第2の実施形態は、上述の機関車ブレーキ制御システムによって実現することができる機関車ブレーキ制御方法を提供する。機関車ブレーキ制御方法は、以下のステップを含む。
(1)第1の圧力検出装置105は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1の事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第1の制御ユニットに送信し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値を取得する。
第1の制御ユニット110は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値を計算するか、又は、第1の制御ユニット110は、統合制御ユニット3から第1の目標値を受信し、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、統合制御ユニット3は、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力された指示情報を受信し、指示情報に従って第1の目標値を計算し、第1の目標値及びブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値は等しく、目標値と総称される。
第1の制御ユニット110は、目標値と実際値とを比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第1の電磁弁101及び/又は第2の電磁弁102を制御して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を取得し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を第1の圧力選択装置104に送信する。
(2)第2の圧力検出装置205は、ブレーキシリンダ制御システム2の事前制御圧力をリアルタイムで取得し、取得した事前制御圧力を第2の制御ユニット213に送信し、ブレーキシリンダの事前制御圧力実際値を取得する。
機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第2の制御ユニット213は、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算し、ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値に等しいか、又は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第2の制御ユニットは、統合制御ユニット3から第1の目標値を受信する。
第2の制御ユニットは、目標値と実際値とを比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第3の電磁弁201及び/又は第4の電磁弁202を制御して、ブレーキシリンダの事前制御圧力を取得し、ブレーキシリンダの事前制御圧力を第2の圧力選択装置204及び第1の圧力選択装置104に送信する。
(3)第1の圧力選択装置104は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力のうち、より高い方の圧力(第1の圧力と称する)を第1の流量増幅弁106に出力する。第1の流量増幅弁106は、低流量の第1の圧力を高流量のブレーキシリンダ釣り合い管圧力に増幅し、その後、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を第2の圧力選択装置204に出力する。
(4)第2の圧力選択装置204は、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較し、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力のうち、より高い方の圧力(第2の圧力と称する)を第2の流量増幅弁206に出力する。第2の流量増幅弁206は、低流量の第2の圧力を高流量のブレーキシリンダ圧力に増幅し、その後、ブレーキシリンダ圧力をブレーキシリンダ管212に出力してブレーキを実現する。
機関車ブレーキ制御方法は、上述した機関車ブレーキ制御システムを採用することによって達成することができ、したがって、機関車ブレーキ制御システムの実施形態は、以下を含むがそれらに限定されない本方法にも効果的に適用することができる。
好ましい実施形態として、圧力検出装置105、205は、圧力センサから選択するが、これに限定されない。圧力選択装置104、204は、二方弁又は二位置三方電磁弁から選択することができるが、これらに限定されない。流量増幅弁106、206は、リレー弁から選択することができるが、これに限定されない。
好ましい実施形態として、第2の電磁弁102は、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1の事前制御容積を増加させるため、第1の事前制御リザーバ107にさらに接続される。第1の圧力検出装置105は、第1の事前制御リザーバ107の事前制御圧力をブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値としてリアルタイムで取得し、第1の制御ユニット110に送信する。第4の電磁弁202は、ブレーキシリンダ制御システム2の事前制御容積を増加させるため、第2の事前制御リザーバ210にさらに接続される。第2の圧力検出装置205は、第2の事前制御リザーバ210の事前制御圧力をブレーキシリンダの事前制御圧力実際値としてリアルタイムで取得し、第2の制御ユニット213に送信することができる。
好ましい実施形態として、第1の制御ユニット110は遮断弁108とさらに電気的に接続され、遮断弁108は第1の流量増幅弁106の背後に位置する。機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第1の制御ユニット110は遮断弁108を非通電にするように制御し、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力出力パイプラインは接続状態にある。
好ましい実施形態として、第2の制御ユニット213は、分配弁切換電磁弁である第5の電磁弁207とさらに電気的に接続されている。第5の電磁弁207が通電状態のとき、ブレーキシリンダの事前制御圧力は、第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202によって生成される事前制御圧力からのものである。第5の電磁弁207が非通電であるとき、ブレーキシリンダの事前制御圧力は、外部に接続された機械式分配弁208からのものである。機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあり、第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202によって生成される事前制御圧力が異常ではないとき、第5の電磁弁207は通電状態にある。
本出願によって提供される機関車ブレーキ制御方法を使用することによって、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1とブレーキシリンダ制御システム2との間の冗長切換をさらに実現することができる。
ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力が無効である場合、第1の電磁弁101及び第2の電磁弁102は非通電であり、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、第1の圧力選択装置104は、より高い方の圧力であるブレーキシリンダの事前制御圧力を第1の流量増幅弁106に出力される第1の圧力として選択し、その後、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を出力するか、又は、
ブレーキシリンダの事前制御圧力が無効である場合、第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202は非通電であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、第2の圧力選択装置204は、より高い方の圧力であるブレーキシリンダ釣り合い管圧力を第2の流量増幅弁206に出力される第2の圧力として選択し、その後、ブレーキシリンダ圧力を出力する。
又は、より具体的には、
(1)ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1に故障が発生した場合、
第1の制御ユニット110は、第1の圧力検出装置105によってブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力をリアルタイムで取得して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値を取得する。
機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第1の制御ユニット110は、実際値と目標値とを比較し、比較結果に従って第1の電磁弁101及び第2の電磁弁102を制御する。
予め設定された時間範囲内で実際値が目標値と一致しない場合、第1の制御ユニット110は、第1の電磁弁101、第2の電磁弁102又は第1の圧力検出装置105に故障が発生したと判定して、それら三つの要素を非通電にし、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を第2の電磁弁102によって大気中に排出する。
ブレーキシリンダ制御システム2からのブレーキシリンダの事前制御圧力が、第1の圧力選択装置104によってより高い出力として選択され、第1の流量増幅弁106に出力され、その後、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力が出力される。
又は、
(2)ブレーキシリンダ制御システム2に故障が発生した場合、
第2の制御ユニット213は、ブレーキシリンダの事前制御圧力を第2の圧力検出装置205によってリアルタイムで取得し、ブレーキシリンダの事前制御圧力実際値を取得する。
機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第2の制御ユニット213は、実際値と目標値とを比較し、比較結果に従って第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202を制御する。
予め設定された時間範囲内で実際値が目標値と一致しない場合、第2の制御ユニット213は、第3の電磁弁201、第4の電磁弁202又は第2の圧力検出装置205に故障が発生したと判定して、それら三つの要素を非通電にし、ブレーキシリンダの事前制御圧力を第4の電磁弁202によって大気中に排出する。
ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1からのブレーキシリンダ釣り合い管圧力が、第2の圧力選択装置204によってより高い出力として選択され、第2の流量増幅弁206に出力され、その後、ブレーキシリンダ圧力が出力される。
ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1又はブレーキシリンダ制御システム2の事前制御部に故障が発生した場合、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御部とブレーキシリンダ制御システムの事前制御部とは互いに冗長であることができ、その結果、空気分配弁又は他の構成が追加されていない場合にシステムの制御精度及び信頼性が効果的に向上する。
本願では、第1の主リザーバ103及び第2の主リザーバ203は、本願における機能を実現できる限り、同一の主リザーバであってもよく、又は異なる主リザーバであってもよいことに留意されたい。圧力選択装置は、好ましくは制御ユニットによって追加的に制御される必要がないように、二方弁などの圧力比較機能を有する装置から選択することができ、もちろん、二位置三方弁を選択して制御ユニットによって制御する、又は上記目的を達成できる他の装置を選択することもできる。流量増幅弁は、好ましくは制御ユニットによって追加的に制御される必要がないように、リレー弁などの流量増幅機能を有する装置から選択することができ、又は上記目的を達成できる他の装置を選択することもできる。機関車ブレーキ制御システムでは、本願における第1の制御ユニット110及び第2の制御ユニット213の機能を実現できる限り、第1の制御ユニット110及び第2の制御ユニット213は、統合制御ユニット3にさらに統合することもできる。
本出願は、図3、図4及び実施形態を参照して以下で詳細に説明される。本実施形態は、本出願の好ましい実施形態にすぎず、本出願の保護範囲に対する限定として理解され得ないことを理解されたい。
(1)ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム
ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム1は、第1の制御ユニット110を含み、第1の制御ユニット110は、第1の電磁弁101、第2の電磁弁102、遮断弁108、及び第1の圧力検出装置105と電気的に接続されている。第1の電磁弁101は、事前制御給気用電磁弁であり、第2の電磁弁102は、事前制御排気用電磁弁であり、第1の圧力検出装置105は、圧力センサである。第1の電磁弁101の第1のポート1011は、第1の主リザーバ103に接続され、第1の電磁弁101の第2のポート1012は、第2の電磁弁102の第1のポート1021に接続され、第2の電磁弁102の第2のポート1022は、大気に接続されている。第2の電磁弁102の第1のポート1021は、第1の二方弁104の第1のポート1041にさらに接続され、第1の圧力検出装置105は、第1のポート1021と第1のポート1041との間に配置されている。第1の二方弁104の第2のポート1042は、ブレーキシリンダ制御システム2に接続され、第1の二方弁104の第3のポート1043は、第1のリレー弁106の第1のポート1061に接続され、第1のリレー弁106の第2のポート1062は、第1の主リザーバ103に接続され、第1のリレー弁106の第3のポート1063は、遮断弁108の第1のポート1081に接続され、遮断弁108の第2のポートは、ブレーキシリンダ制御システム2に接続されている。
(2)ブレーキシリンダ制御システム
ブレーキシリンダ制御システム2は、第2の制御ユニット213を含み、第2の制御ユニットは、第3の電磁弁201、第4の電磁弁202、第5の電磁弁207、第6の電磁弁209、及び第2の圧力検出装置205と電気的に接続されている。第3の電磁弁201は、事前制御給気用電磁弁であり、第4の電磁弁202は、事前制御排気用電磁弁であり、第2の圧力検出装置205は、圧力センサである。第3の電磁弁201の第1のポート2011は、第2の主リザーバ203に接続され、第3の電磁弁201の第2のポート2012は、第4の電磁弁202の第1のポート2021に接続され、第4の電磁弁202の第2のポート2022は大気に接続されている。第4の電磁弁202の第1のポート2021は、第5の電磁弁207の第1のポート2071とさらに接続され、第2の圧力検出装置205は、第1のポート2021と第1のポート2071との間に配置されている。第5の電磁弁207の第2のポート2072は、機械式分配弁208に接続され、第5の電磁弁207の第3のポート2073は、第6の電磁弁209の第1のポート2091及び第2の事前制御リザーバ210に接続されている。第6の電磁弁209の第1のポート2091はまた、第2の事前制御リザーバ210に接続され、第6の電磁弁209の第2のポート2092は、第2の二方弁204の第1のポート2041及び第1の二方弁104の第2のポート1042に接続されて、第6の電磁弁209の第3のポート2093は、大気に接続されている。第2の二方弁204の第2のポート2042は、遮断弁108の第2のポート1802に接続され、第2の二方弁204の第3のポート2043は、第2のリレー弁206の第1のポート2061に接続され、第2のリレー弁206の第2のポート2062は、第2の主リザーバ203に接続され、第2のリレー弁206の第3のポート2063は、ブレーキシリンダ管212に接続され、その結果、ブレーキが実現され得る。
(3)動作説明
機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第1の制御ユニット110は、運転者によって操作される自動ブレーキハンドル及び独立ハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値を計算し、目標値を第1の圧力検出装置105によって取得されたブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値と比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第1の電磁弁101及び/又は第2の電磁弁102を制御して、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力を取得する。具体的には、実際値が目標値よりも大きい場合には、実際値を減少させるために、第2の電磁弁102は、その第2のポート1022を介して大気に空気を排出するように制御され、その結果、実際値は目標値に等しくなる。実際値が目標値よりも小さい場合、実際値を増加させるために、第1の電磁弁101は、第1の電磁弁101は、第1の主リザーバ103を介して第1の事前制御リザーバ107に空気を入れるように制御され、その結果、実際値が目標値に等しくなる。一方、第1の制御ユニットは、遮断弁108を非通電にするように制御し、その結果、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力出力パイプラインは接続状態になる。
同様に、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、第2の制御ユニット213は、運転者によって操作される自動ブレーキハンドル及び独立ブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算し、目標値を第2の圧力検出装置205によって取得されたブレーキシリンダの事前制御圧力実際値と比較し、実際値が目標値に等しくなるように、目標値と実際値との差に従って第3の電磁弁201及び/又は第4の電磁弁202を制御して、ブレーキシリンダの事前制御圧力を取得する。具体的には、実際値が目標値よりも大きい場合には、実際値を減少させるために、第4の電磁弁202は、その第2のポート2022を介して大気に空気を排出するように制御され、その結果、実際値が目標値に等しくなる。実際値が目標値よりも小さい場合、実際値を増加させるために、第3の電磁弁201は、第2の主リザーバ203を介して第2の事前制御リザーバ210に空気を入れるように制御され、その結果、実際値が目標値に等しくなる。一方、第2の制御ユニットは、第5の電磁弁207を通電にするように制御され、その結果、第1のポート2071は第3のポート2073と接続される。第2の制御ユニットは、第6の電磁弁209を非通電にするように制御され、その結果、第1のポート2091は第2のポート2092と接続され、それによりブレーキシリンダ事前制御圧力出力パイプラインは接続状態になる。したがって、ブレーキシリンダの事前制御圧力は、第5の電磁弁207及び第6の電磁弁209を介して第1の二方弁104の第2のポート1042及び第2の二方弁204の第1のポート2041に到達することができる。
又は、機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、統合制御ユニット3は、運転者によって操作される自動ブレーキハンドル及び独立ブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、指示情報に従ってブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算し、目標値と実際値との比較及び制御を実現するために第1の制御ユニット110及び第2の制御ユニット213にそれぞれ目標値を送信するために使用される。
第1の二方弁104は、第1のポート1041からのブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力と第2のポート1042からのブレーキシリンダの事前制御圧力とを比較し、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とのうち、より高い方の圧力(すなわち、第1の圧力)を第1のリレー弁106の第1のポート1061に出力するために使用される。
第1のリレー弁106は、低流量の第1の圧力を、第1のリレー弁の第3のポート1063から流出し、遮断弁108を介して第2の二方弁204の第2のポート2042に伝達される高流量のブレーキシリンダ釣り合い管圧力に増幅するため使用される。
第2の二方弁204は、第1のポート2041からのブレーキシリンダの事前制御圧力と第2のポート2042からのブレーキシリンダ釣り合い管圧力とを比較し、ブレーキシリンダの事前制御圧力とブレーキシリンダ釣り合い管圧力とのうち、より高い方の圧力(すなわち、第2の圧力)を第2のリレー弁206の第1のポート2061に出力するために使用される。
第2のリレー弁206は、低流量の第2の圧力を高流量のブレーキシリンダ圧力に増幅し、ブレーキシリンダ圧力を第3のポート2063を介してブレーキシリンダ管212に伝達してブレーキを実現するために使用される。
第5の電磁弁207は、分配弁切換電磁弁であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力の供給源を切り換え及び選択するために使用される。具体的には、第5の電磁弁207が通電されるとき、第1のポート2071は第3のポート2073に接続され、ブレーキシリンダの事前制御圧力は、第3の電磁弁201及び第4の電磁弁202の後端からの事前制御圧力となる。第5の電磁弁207が非電通であるとき、第2のポート2072は第3のポート2073と接続され、ブレーキシリンダの事前制御圧力は外部接続された機械式分配弁208からのものである。機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあり、第3の電磁弁201及び/又は第4の電磁弁202によって生成されるブレーキシリンダの事前制御圧力が異常ではないとき、第5の電磁弁207は通電状態にある。
第6の電磁弁209は、ベイルオフ電磁弁であり、機関車ブレーキ制御システムが独立して解放されるときに、第6の電磁弁209の後端でのブレーキシリンダの事前制御圧力を空にするために使用することができる。機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあり、通常の動作状態にあるとき、第6の電磁弁209は非通電であり、第1のポート2091は第2のポート2092と接続され、それによって、ブレーキシリンダ事前制御圧力出力パイプラインは接続状態にある。
追加で、第2の二方弁204の第1のポート2041と第2のポート2042との実際の圧力差が第2の二方弁204自体の許容可能な圧力差以下であるとき、第1のポート2041と第2のポート2042との間の空気接続が起こり得る。したがって、第2の二方弁の第1のポート2041でのブレーキシリンダの事前制御圧力が第2のポート2042でのブレーキシリンダ釣り合い管圧力に近いとき、2つのポート間の空気接続が生じる。第1のリレー弁の第3のポート1063での圧力P1が第1のポート1061での圧力P2よりも高い場合、第2の二方弁の第1のポート2041での圧力=第1の二方弁の第2のポート1042での圧力=第1の二方弁の第3のポート1043の圧力=第1のリレー弁の第1のポート1061での圧力=P1>P2であり、したがって、第1のリレー弁の第1のポート1061での圧力はますます高くなる。
例えば、一般的な条件下で、第1のリレー弁の第3のポート1063での圧力が常に第1のポート1061での圧力よりも5kPa(二方弁の許容可能な圧力差以下)大きい場合、第1のリレー弁の第1のポート1061での圧力を例にとると、90kPaであり、第1のリレー弁の第3のポート1063での圧力は95kPaであり、第2の二方弁の第2のポート2042での圧力は95kPaである。第2の二方弁の第1のポート2041でのブレーキシリンダの事前制御圧力は第2のポート2042でのブレーキシリンダ釣り合い管圧力に近いため、第1のポート2041と第2のポート2042との間の空気接続が引き起こされ、次いで、第2の二方弁の第1のポート2041での圧力は95kPaであり、第1の二方弁の第2のポート1042での圧力は95kPaであり、第1の二方弁の第3のポート1043での圧力は95kPaであり、すなわち、第1のリレー弁の第1のポート1061での圧力は、95kPaであり、元の90kPaと比べると5kPa増加している。このような循環により、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力は最終的に主リザーバの圧力まで上昇し、それによって機関車の動作に影響を及ぼす。
したがって、本技術的解決策では、第1のリレー弁の出力ポート(すなわち、第3のポート1063)の圧力は、常に第1のポート1061の圧力以下であることが好ましく、それにより、機関車の通常の動作が影響を受けるのを防止できる。
(4)冗長性の説明
上述の構成により、ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムとブレーキシリンダ制御システムとの間の冗長切替を行うことができる。具体的には、第1の制御ユニット及び第2の制御ユニットは、自動ブレーキハンドル及び独立ブレーキハンドルを操作する運転者の操作に応じて対応する圧力を同時に出力することができ、両方の目標値は一致する。
第1の二方弁104は、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力とブレーキシリンダの事前制御圧力とのうち、より高い方の圧力を第1のリレー弁106の第1のポート1061に出力し、第1のポート1061の圧力が第1のリレー弁の出力ポート(すなわち、第3のポート1063)を介して流量増幅された後にブレーキシリンダ釣り合い管圧力を出力する。
第2の二方弁204は、ブレーキシリンダの事前制御圧力とブレーキシリンダ釣り合い管圧力とのうち、より高い方の圧力を第2のリレー弁206の第1のポート2061に出力し、第1のポート2061の圧力が第2のリレー弁の出力ポート(すなわち、第3のポート2063)を介して流量増幅された後にブレーキシリンダ圧力を出力する。
第1のポート及び第2のポートは、事前制御排気用電磁弁102、202が非通電であるとき、開放され、第1のポート及び第2のポートは、事前制御給気用電磁弁101、201が非通電であるとき、閉鎖される。したがって、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力及びブレーキシリンダの事前制御圧力は、両方が非通電であるとき、0に徐々に減少され得る。
ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力が無効である場合、第1の電磁弁101及び第2の電磁弁102は非通電であり、ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、第1の二方弁104は、より出力の高いブレーキシリンダの事前制御圧力を第1のリレー弁106に出力し、その後、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を出力する。
ブレーキシリンダの事前制御圧力が無効である場合、第3の電磁弁201と第4の電磁弁202は非通電であり、ブレーキシリンダの事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、第2の二方弁204は、より出力の高いブレーキシリンダ釣り合い管圧力を第2のリレー弁206に出力し、その後、ブレーキシリンダ圧力を出力する。
要約すると、本願では、ブレーキシリンダ制御システムとブレーキシリンダ釣り合い管制御システムとの相互冗長化を実現することができる。

Claims (12)

  1. ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムとブレーキシリンダ制御システムとを備える機関車ブレーキ制御システムであって、
    前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムは、
    第1の主リザーバと、
    両方とも前記第1の主リザーバに接続された第1の電磁弁及び第1の流量増幅弁と、
    前記第1の電磁弁に接続された第2の電磁弁と、
    前記第2の電磁弁に接続された第1の圧力選択装置、及び前記第2の電磁弁と前記第1の圧力選択装置との間に配置された第1の圧力検出装置と、
    を含み、
    前記第1の圧力選択装置は、前記第1の流量増幅弁に接続され、
    前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムは、前記第1の電磁弁、前記第2の電磁弁、及び前記第1の圧力検出装置に電気的に接続された第1の制御ユニットをさらに含み、
    前記ブレーキシリンダ制御システムは、
    第2の主リザーバと、
    両方とも前記第2の主リザーバに接続された第3の電磁弁及び第2の流量増幅弁と、
    前記第3の電磁弁に接続された第4の電磁弁と、
    前記第4の電磁弁に接続された第2の圧力選択装置、及び前記第4の電磁弁と前記第2の圧力選択装置との間に配置された第2の圧力検出装置と、
    を含み、
    前記第2の圧力選択装置は、前記第2の流量増幅弁に接続され、
    前記第2の流量増幅弁は、ブレーキを実現するためにブレーキシリンダ管に接続され、
    前記ブレーキシリンダ制御システムは、前記第3の電磁弁、前記第4の電磁弁、及び前記第2の圧力検出装置に電気的に接続された第2の制御ユニットをさらに含み、
    前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムと前記ブレーキシリンダ制御システムとの間で、
    前記第1の圧力選択装置は、前記第4の電磁弁と前記第2の圧力選択装置との間に配置されたパイプラインに接続され、
    前記第1の流量増幅弁は、前記第2の圧力選択装置に接続され、
    さらに、
    前記第1の圧力検出装置は、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、前記取得した事前制御圧力を前記第1の制御ユニットに送信して、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値を取得するように構成され、
    前記第1の制御ユニットは、前記機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるときに、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力された指示情報を受信し、前記指示情報に従って前記ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値を計算するように構成され、
    前記第1の制御ユニットはさらに、前記目標値を前記第1の圧力検出装置によって取得された前記実際値と比較し、前記実際値が前記目標値と等しくなるように、前記目標値と前記実際値との差に従って前記第1の電磁弁及び/又は前記第2の電磁弁を制御して、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力を取得し、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力を前記第1の圧力選択装置に送信するように構成され、
    前記第1の電磁弁は、事前制御給気用電磁弁であり、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力目標値と前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力実際値との差に従って、前記第1の主リザーバから前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御容積までの給気通路を開閉するように構成され、
    前記第2の電磁弁は、事前制御排気用電磁弁であり、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力目標値と前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力実際値との差に従って、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御容積から大気への排気通路を開閉するように構成され、
    前記第1の圧力選択装置は、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力を前記ブレーキシリンダの事前制御圧力と比較し、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力と前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力とのうち、第1の圧力と表記されるより高い方の圧力を前記第1の流量増幅弁へ出力するように構成され、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力は、前記ブレーキシリンダ制御システムからのものであり、
    前記第1の流量増幅弁は、低流量の前記第1の圧力を高流量のブレーキシリンダ釣り合い管圧力に増幅するように構成されており、
    前記第2の圧力検出装置は、前記ブレーキシリンダ制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、前記取得した事前制御圧力を前記第2の制御ユニットに送信して、前記ブレーキシリンダの事前制御圧力実際値を取得するように構成されており、
    前記第2の制御ユニットは、前記機関車ブレーキ制御システムが前記リードカットインモードにあるときに、前記運転者によって操作される前記ブレーキハンドルにより出力された前記指示情報を受信し、前記指示情報に従って前記ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算するように構成されており、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力目標値と前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力目標値は等しく、
    前記第2の制御ユニットは、前記目標値を前記第2の圧力検出装置によって取得された実際値と比較し、前記実際値が前記目標値と等しくなるように、前記目標値と前記実際値との差に従って前記第3の電磁弁及び/又は前記第4の電磁弁を制御して、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力を取得し、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力を前記第2の圧力選択装置及び前記第1の圧力選択装置に送信するようにさらに構成されており、
    前記第3の電磁弁は、事前制御給気用電磁弁であり、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力目標値と前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力実際値との差に従って前記第2の主リザーバから前記ブレーキシリンダ制御システムの事前制御容積までの給気通路を、開閉するように構成されており、
    前記第4の電磁弁は、事前制御排気用電磁弁であり、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力目標値と前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力実際値との差に従って前記ブレーキシリンダ制御システムの前記事前制御容積から大気への排気通路を、開閉するように構成されており、
    前記第2の圧力選択装置は、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力と比較し、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力と前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力とのうち、第2の圧力と表記されるより高い方の圧力を前記第2の流量増幅弁へ出力するように構成され、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力は、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムからのものであり、
    前記第2の流量増幅弁は、低流量の前記第2の圧力を高流量のブレーキシリンダ圧力に増幅し、前記ブレーキシリンダ圧力を前記ブレーキシリンダ管に伝達してブレーキを実現するように構成されている、
    機関車ブレーキ制御システム。
  2. 前記第1の制御ユニット及び前記第2の制御ユニットは、前記統合制御ユニットから前記第1の目標値を受信し、前記統合制御ユニットは、前記機関車ブレーキ制御システムが前記リードカットインモードにあるときに、前記運転者によって操作される前記ブレーキハンドルにより出力される前記指示情報を受信し、前記指示情報に従って第1の目標値を計算するように構成され、前記第1の目標値、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力目標値、及び前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力目標値は等しく、目標値と総称される、請求項1に記載の制御システム。
  3. 前記圧力検出装置は、圧力センサを選択し、前記圧力選択装置は、二方弁又は二位置三方電磁弁を選択し、前記流量増幅弁は、リレー弁を選択し、前記第1の主リザーバ及び前記第2の主リザーバは、同じ主リザーバ又は異なる主リザーバである、請求項1又は2に記載の制御システム。
  4. 前記第2の電磁弁は、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの前記事前制御容積を増加させるために第1の事前制御リザーバとさらに接続され、前記第4の電磁弁は、前記ブレーキシリンダ制御システムの前記事前制御容積を増加させるために第2の事前制御リザーバにさらに接続される、請求項1又は2に記載の制御システム。
  5. 前記第1の制御ユニットは、遮断弁とさらに電気的に接続され、前記遮断弁は、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムのブレーキシリンダ釣り合い管圧力出力パイプラインを開閉するために、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システム内に配置され、かつ前記第1の流量増幅弁の後方に配置される、請求項1又は2に記載の制御システム。
  6. 前記第2の制御ユニットは、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力の供給源を切り替え及び選択するため、分配弁切換電磁弁である第5の電磁弁とさらに電気的に接続されている、請求項1又は2に記載の制御システム。
  7. 前記第2の制御ユニットは、ベイルオフ電磁弁である第6の電磁弁とさらに電気的に接続され、一方で、前記第6の電磁弁は前記第5の電磁弁と接続され、他方で、前記第6の電磁弁は前記第2の圧力選択装置と接続され、前記第6の電磁弁はさらに大気に接続される、請求項6に記載の制御システム。
  8. 前記第1の流量増幅弁から前記第2の圧力選択装置までの第3のパイプラインには、ブレーキシリンダ釣り合い管圧力値を取得するための第3の圧力検出装置が設けられており、前記第2の流量増幅弁から前記ブレーキシリンダ管までの第4のパイプラインには、ブレーキシリンダ圧力値を取得するための第4の圧力検出装置が設けられている、請求項1、2及び7のいずれか一項に記載の制御システム。
  9. 前記第1の流量増幅弁の出口での圧力が、前記第1の圧力選択装置からの前記第1の圧力以下である、請求項1、2、及び7のいずれか一項に記載の制御システム。
  10. 請求項1~9のいずれかに記載の制御システムを採用する機関車ブレーキ制御方法であって、
    前記第1の圧力検出装置により、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、前記取得した事前制御圧力を前記第1の制御ユニットに送信して、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力実際値を取得し、
    前記機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、前記第1の制御ユニットにより、運転者によって操作されるブレーキハンドルにより出力される指示情報を受信し、前記指示情報に従って前記ブレーキシリンダ釣り合い管の事前制御圧力目標値を計算し、
    前記第1の制御ユニットにより、前記目標値と前記実際値を比較し、前記実際値が前記目標値に等しくなるように、前記目標値と前記実際値との差に従って前記第1の電磁弁及び/又は前記第2の電磁弁を制御して、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力を取得し、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力を前記第1の圧力選択装置に送信し、
    前記第2の圧力検出装置により、前記ブレーキシリンダ制御システムの事前制御圧力をリアルタイムで取得し、前記取得した事前制御圧力を前記第2の制御ユニットに送信して、前記ブレーキシリンダの事前制御圧力実際値を取得し、
    前記機関車ブレーキ制御システムがリードカットインモードにあるとき、前記第2の制御ユニットにより、前記運転者によって操作される前記ブレーキハンドルにより出力された指示情報を受信し、前記指示情報に従って前記ブレーキシリンダの事前制御圧力目標値を計算し、ここで、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力目標値と前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力目標値は等しく、
    前記第2の制御ユニットにより、前記目標値と前記実際値を比較し、前記実際値が前記目標値に等しくなるように前記目標値と前記実際値との差に従って前記第3の電磁弁及び/又は前記第4の電磁弁を制御して、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力を取得し、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力を前記第2の圧力選択装置及び前記第1の圧力選択装置に送信し、
    前記第1の圧力選択装置により、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力を前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力と比較し、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力と前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力とのうち、第1の圧力と表記されるより高い方の圧力を前記第1の流量増幅弁に出力し、
    前記第1の流量増幅弁により、低流量の前記第1の圧力を高流量のブレーキシリンダ釣り合い管圧力に増幅し、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を前記第2の圧力選択装置に出力し、
    第2の圧力選択装置により、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力と比較し、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力と前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力とのうち、第2の圧力と表記されるより高い方の圧力を第2の流量増幅弁へ出力し、
    前記第2の流量増幅弁により、低流量の前記第2の圧力を高流量のブレーキシリンダ圧力に増幅し、ブレーキを実現するため前記ブレーキシリンダ圧力を前記ブレーキシリンダ管に伝達する、
    ことを含む機関車ブレーキ制御方法。
  11. 前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力が無効であるとき、前記第1の電磁弁と前記第2の電磁弁とは非通電であり、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、前記第1の圧力選択装置は、前記ブレーキシリンダの前記より高い方の事前制御圧力を前記第1の流量増幅弁に出力される前記第1の圧力として選択し、その後、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を出力するか、又は、
    前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力が無効であるとき、前記第3の電磁弁と前記第4の電磁弁とは非通電であり、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力は徐々にゼロまで低下し、前記第2の圧力選択装置は、前記より高い方のブレーキシリンダ釣り合い管圧力を前記第2の流量増幅弁に出力される前記第2の圧力として選択し、その後、前記ブレーキシリンダ圧力を出力する、請求項10に記載の制御方法。
  12. 前記第1の制御ユニットは、前記第1の圧力検出装置によって前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力をリアルタイムで取得して、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力実際値を取得し、前記機関車ブレーキ制御システムが前記リードカットインモードにあるとき、前記第1の制御ユニットは前記実際値を前記目標値と比較し、比較結果に従って前記第1の電磁弁及び前記第2の電磁弁を制御し、設定時間範囲内に前記実際値が前記目標値と一致できない場合、前記第1の制御ユニットは、前記第1の電磁弁、前記第2の電磁弁、又は前記第1の圧力検出装置で故障が発生したと判定して、前記三つの要素を非通電にし、前記ブレーキシリンダ釣り合い管の前記事前制御圧力を前記第2の電磁弁によって大気中に排出し、前記ブレーキシリンダ制御システムからの前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力は、前記第1の圧力選択装置によってより高い出力として選択され、前記第1の流量増幅弁に出力され、その後、前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力を出力するか、又は、
    前記第2の制御ユニットは、前記第2の圧力検出装置によって前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力をリアルタイムで取得し、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力実際値を取得し、前記機関車ブレーキ制御システムが前記リードカットインモードにあるとき、前記第2の制御ユニットは前記実際値を前記目標値と比較し、比較結果に従って前記第3の電磁弁及び前記第4の電磁弁を制御し、設定時間範囲内に前記実際値が前記目標値と一致できない場合、前記第2の制御ユニットは、前記第3の電磁弁、前記第4の電磁弁、又は前記第2の圧力検出装置で故障が発生したと判定して、前記三つの要素を非通電にし、前記ブレーキシリンダの前記事前制御圧力が前記第4の電磁弁によって大気中に排出され、前記ブレーキシリンダ釣り合い管制御システムからの前記ブレーキシリンダ釣り合い管圧力は、前記第2の圧力選択装置によってより高い出力として選択され、前記第2の流量増幅弁に出力され、その後、前記ブレーキシリンダ圧力を出力する、請求項10に記載の制御方法。
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