MXPA01005796A - Sistema de emulacion neumatica del extremo del tren neumatico controlado electricamente. - Google Patents

Abstract

Un extremo del tren neumatico controlado electronicamente (ECP) del sistema neumatico de emulacion (EOT) permite la operacion completa del tren de las unidades del tren equipadas con ECP independiente, aun con locomotoras equipadas con ECP. El sistema de emulacion esta basado en la integracion cercana con el sistema EOT y permite la operacion de los trenes de la unidad equipados con ECP "todo electrico" sin el revestimiento neumatico o capacidades de emulacion, utilizando locomotoras estandar no equipadas con ECP.

Description

SISTEMA DE EMULACIÓN NEUMÁTICA DEL EXTREMO DEL TREN NEUMÁTICO CONTROLADO ELÉCTRICAMENTE.

Campo del Invento La presente invención se refiere generalmente a un sistema de emulación neumático (EOT) del extremo del tren neumático controlado electrónicamente (ECP) y, más particularmente, el sistema neumático de emulación el cual permite la operación de velocidad completa del tren de las unidades de ECP del tren independientes con locomotoras con equipos que no son ECP.

Antecedentes del Invento Los frenos de aire son los frenos más comúnmente usados en los trenes de carga. Estos frenos usan cambios de presión de aire comprimido para controlar la operación de los frenos en cada carro a lo largo del tren. Un "tubo del freno" conecta todos los carros en el tren y las locomotoras, suministrando las locomotoras el aire presurizado al tubo del freno. El tubo del freno puede extenderse hacia arriba una milla o ser más largo y proporcionar la presión de aire necesaria para los frenos de cada carro del tren para las operaciones de frenado.

En la mayoría de los sistemas típicos de aplicación de frenos, el control del freno es activado desde una "válvula de frenado del conductor". La válvula de frenado del conductor permite que el aire sea alimentado en el tubo del freno o liberado del tubo del freno durante las operaciones de frenado. Un distribuidor o "válvula triple" localizado en cada carro también monitorea la presión en el tubo de freno de modo que, cuando la presión del tubo del freno desciende más abajo de cierto nivel, el distribuidor permite que el aire del depósito auxiliar pase a los cilindros del freno con el objeto de activar los frenos de cada carro del tren. Sin embargo, cuando la presión del tubo del freno se eleva más allá de un cierto nivel, el distribuidor libera el aire de los cilindros del freno y vuelve a cargar el depósito auxiliar para la siguiente aplicación de frenado. Como es conocido por aquellos expertos en la técnica, tales longitudes del tubo de frenado implican varios obstáculos que deben de ser superados tales como por ejemplo, el control de la presión del aire al lo largo de toda la longitud del tubo del freno con el objeto de asegurar un frenado adecuado del tren de carga. Con el objeto de resolver este problema, las unidades del extremo del tren (EOT) fueron desarrolladas para supervisar la presión de aire dentro del tubo del freno en el último carro del tren de carga. Estas unidades EOT están acopladas a la locomotora mediante un enlace de radio u otro enlace de comunicación de modo que la unidad EOT pueda monitorear la presión del tubo del freno y comunicar dicha información al ingeniero en la locomotora. Otro problema de los sistemas convencionales de frenos que utiliza el sistema neumático de control son los índices lentos de propagación del aire comprimido a lo largo del tubo del freno lo cual reduce la eficiencia del frenado del tren así como la falta de capacidad para una liberación graduada. Para resolver este problema, las unidades EOT fueron modificadas para proporcionar comunicaciones de dos vías entre la locomotora y la unidad EOT. La unidad EOT fue provista con una válvula que podría ser actuada por el comando desde la locomotora, así como para ventilar el tubo del freno a la atmósfera en situaciones de frenado de emergencia, reduciendo a la mitad el índice de propagación de la operación de frenado de emergencia. Con el objeto de solucionar el problema de los índices lentos de propagación para la operación de frenos de servicio así como mejorar de manera general la capacidad de respuesta de la aplicación del frenado, se han implementado sistemas neumáticos controlados electrónicamente (ECP) para usarse con los sistemas de aplicación de frenado. Los sistemas ECP emplean válvulas controladas eléctricamente en cada carro del tren. La operación de frenado de servicio (y emergencia) es iniciada y controlada con una señal eléctrica, la cual es propagada generalmente a lo largo de la línea del tren que se extiende por toda la longitud del tren aunque también se puede usar un enlace inalámbrico. Actualmente, la implementación del sistema ECP ha comenzado en la forma del sistema de revestimiento pero existe un deseo de moverlo a las operaciones de servicio "todas eléctricas". Esto es debido principalmente a los costos extras asociados con la necesidad de apoyar los sistemas de aplicación de frenos tanto neumáticos como ECP en cada carro del tren de los que consiste el mismo. En la actualidad, existen dos métodos alternativos para proporcionar toda la operación ECP eléctrica: El ECP independiente; y ECP con capacidad de emulación La implementación de costo más bajo en los sistemas ECP, es el sistema "independiente", el cual no incluye las dos válvulas extras necesarias para proporcionar las capacidades neumáticas de emulación (servicio rápido y liberación rápida) . En la actualidad, el sistema independiente es deseable para flotas cautivas, en donde puede ser equipado un número relativamente pequeño de locomotoras para la operación ECP. Sin embargo, la implementación de los sistemas ECP en los ferrocarriles mayores de la clase 1 es mucho más desafiante debido a la dificultad para dedicar las locomotoras para la operación ECP antes de equipar la flota completa. El sistema ECP puede ser retroajustado a los trenes (incluyendo la locomotora y la unidad EOT), mientras que se utilizan los tubos de freno de aire convencionales, y puede operar válvulas individuales con el objeto de controlar los frenos de cada carro del tren de los que consiste el mismo. Este retroajuste puede incluir, proporcionar un sistema de control con un cableado a cada uno de los trenes mediante un cable que se extiende por toda la longitud del tren así como un enlace de comunicación y sistemas de control alojados en la locomotora. En la operación, la unidad de control ECP codifica y envía señales a todos los carros del tren con el objeto de controlar las operaciones de frenado. Una vez que los carros individuales reciben las señales, el aire comprimido de los depósitos es liberado con el objeto de activar el cilindro del freno hasta que se ha logrado una presión deseada del cilindro en cada uno de los carros individuales. Los microprocesadores en cada uno de los carros monitorean de manera continua la presión del cilindro del freno contra las filtraciones y mantiene la presión deseada. Por lo tanto, como no existen controles de flujo y similares, la reacción teórica instantánea de todos los carros del tren es posible, haciendo de este modo que los frenos controlados por el ECP tengan mucha capacidad de respuesta (por ejemplo, un cambio en la presión del aire del tubo de frenado no tiene que propagarse desde el inicio del tren hasta el extremo del tren) . Una desventaja de los sistemas ECP es el costo de implementación del equipo para una flota completa tal como por ejemplo, el retroajuste de la locomotora con unidades y tranceptores de control y a cada carro con sensores, válvulas de control y similares. Además, los sistemas ECP independientes, sin capacidad de emulación todavía necesitan tener un nivel de capacidad "sencilla flexible" para acomodar los casos en donde las únicas locomotoras disponibles no están equipadas con sistemas ECP, o existe una falla en la ruta del hardware de la unidad del extremo a cabeza de ECP (HEU) . Desafortunadamente, sin tener capacidades de servicio y liberación rápidas, la capacidad para emular la operación neumática del freno está bastante limitada, y resultaría en restricciones severas de la velocidad probablemente en el área de 12.428 km. por hora. Estro no sería aceptable para operaciones planeadas con locomotoras equipadas con un equipo que no es ECP para distancias significativas algunas. * Sumario de la Invención Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema el cual tiene la capacidad de operar trenes de unidades equipadas con sistemas ECP "todos eléctricos", sin el revestimiento neumático o la capacidad de emulación que utilizan las locomotoras estándar no equipadas con ECP. Todavía es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema el cual tiene la capacidad de la propagación eléctrica de los comandos del freno a todos los carros en un tren simultáneamente. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema el cual tiene la capacidad de la operación individual de soporte del carro siguiendo la presión del tubo del freno en el caso de pérdida de mensaje o fallas electrónicas seleccionadas.

Aún es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema el cual tiene la capacidad de intermezclar carros equipados con válvulas neumáticas convencionales con cableado ECP con carros del tren controlados eléctricamente. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un sistema el cual tiene la capacidad de migrar las operaciones del tren de la operación neumática a la operación ECP, ambas mezclando los carros del tren y mediante el uso de locomotoras no equipadas con ECP. La presente invención está enfocada a un extremo del tren neumático controlado electrónicamente (ECP) del sistema neumático de emulación del tren (EOT) . Este sistema incluye el sistema de frenos de aire de la locomotora y una unidad de control de la locomotora conectada a una locomotora principal. Una unidad de interface (HOT) que es del frente del tren/ECP que se comunica con la unidad de control de la locomotora (LCU) y actúa como una interface entre la LCU y cada carro de los que consisten mediante enlaces de comunicación. Utilizando los enlaces de datos de comunicación de cada carro incluyendo la locomotora que tiene la capacidad de comunicarse con el otro mediante la línea del tren ECP, y la LCU tiene la capacidad adicional para proporcionar la preparación del sistema y el reporte de la condición. Los comandos del freno pueden ser en respuesta a los datos EOT y ECP recibidos de los carros y un EOT mediante la unidad de interface ECP/HOT. La unidad de interface ECP/HOT incluye un software con el EOT modificado el cual actúa como la unidad principal del tren ECP (HEU) para los carros restantes del tren de los que consiste el tren, y la cual proporciona comandos de frenado en respuesta a cambios en la presión en el tubo del freno. Los carros individuales equipados con el ECP pueden responder principalmente a mensajes de datos sobre la línea del tren ECP como si fueran iniciados desde la unidad de interface ECP/HOT. Sin embargo, los carros equipados con ECP pueden también aplicar y liberar las aplicaciones del freno en respuesta a cambios en la presión del tubo del freno de una manera similar a las válvulas neumáticas de frenos convencionales en donde existe una falla para recibir el mensaje ECP. Esta característica por lo tanto permite que los carros del tren equipados con el ECP operen con los frenos neumáticos equipados convencionalmente, en la medida en que la línea del tren ECP mantiene la continuidad eléctrica del tren. Por lo tanto, los sistemas de la presente invención pueden ser implementados utilizando una flota mezclada de trenes equipados con ECP y no equipados con ECP.

Breve Descripción de los Dibujos Los anteriores y otros objetos, aspectos y ventajas serán entendidos mejor a partir de la siguiente descripción detallada de una modalidad preferida de la presente invención con referencia a los dibujos, en los cuales: La Figura 1 muestra los carros del tren, y una locomotora principal en un tren acoplados neumáticamente uno con el otro mediante el tubo del freno; La Figura 2 es un diagrama de bloque que ilustra el extremo neumático controlado electrónicamente (del tren) del sistema neumático de emulación EOT de la presente invención; y La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos del método de la presente invención.

Descripción Detallada del Invento La presente invención generalmente se refiere a comunicaciones intra-tren para implementar frenos del tren de los trenes de carga neumáticos controlados eléctricamente (ECP) en un carro de un tren. Más específicamente, la presente invención permite la operación de velocidad completa del tren de los trenes con unidades ECP independientes aún en locomotoras que no están equipadas con ECP. El sistema de la presente invención está basado en la integración de operación cercana con el sistema del extremo del tren (EOT) y preferentemente mantiene una continuidad completa del tubo del freno y las funciones normales de emergencia neumáticas en cada uno de los carros del tren de los que consiste el mismo. Una de las ventajas principales de utilizar el sistema de la presente invención es que los mismos calibradores neumáticos o indicadores de pantalla utilizados para las operaciones neumáticas convencionales como la retroalimentación principal de la acción de frenado en las locomotoras principales, puede ser usado con el sistema de la presente invención. De este modo, la locomotora principal no tiene que ser retroajustada para las operaciones ECP. También, a diferencia de los sistemas convencionales, las aplicaciones de freno del tren implementadas por la presente invención pueden ser liberadas como una unidad, la cual reduce de manera significativa la acción de liberación de las operaciones del freno.

Sistema de la Presente Invención Haciendo referencia ahora a los dibujos, y más particularmente a la Figura 1, se ilustran varios carros 20 de los que consiste un tren los cuales están acoplados neumáticamente a una locomotora principal 10 por el tubo del freno 12 conectados eléctricamente a la locomotora principal por una línea del tren 28. El último carro 30 del tren está adherido a una unidad EOT 32. Los carros del tren 20 (incluyendo la locomotora principal 10 y el último carro 30) están provistos adicionalmente con un aparato de válvula de control del freno Cv, la cual puede ser un aparato de válvula que cubre los estándares de la Asociación de Ferrocarriles Americana (Association of América Railroads (A.A.R.), tal como una válvula ABD, ABDW o ABDX fabricada por Westinghouse Air Brake Company (WABCO) (ahora conocida como (Wabtec) ) . Como es bien conocido en la técnica de los ferrocarriles, estos aparatos de válvula de control del carro Cv, para controlar los frenos del carro en respuesta a las variaciones en la presión del tubo del freno del tren en los carros respectivos del tren. La Figura 2 ilustra un diagrama de bloque que muestra el extremo del tren neumático controlado electrónicamente (ECP) del sistema neumático de emulación (EOT) de la presente invención. Tal y como se aprecia en la Figura 2, la locomotora principal 10 incluye un sistema de frenos de aire de la locomotora 14, y la unidad de control de la locomotora (LCU) 16. Una unidad de interface ECP/locomotora del tren (HOT) 24 se comunica con la LCU 16 y se comunica además con un ECP/EOT 32 en el EOT 30. La unidad de interface ECP/HOT 24 actúa de este modo como una interface entre la LCU 16 y cada carro de los que consiste el tren de modo que cada carro incluyendo la locomotora tiene la capacidad para comunicarse con los otros mediante la línea del tren ECP 28. En esta configuración, la unidad de control de la locomotora 16 tiene la capacidad para proporcionar el ajuste de sistema y el reporte de las condiciones. El enlace de comunicación entre la LCU 16 y la unidad de interface ECP/HOT 24 preferentemente es un enlace de radio frecuencia (RF) y el enlace de comunicación entre la unidad de interface ECP/HOT 24 y el EOT/ECP es preferentemente una línea del tren ECP 28. Todavía con referencia a la Figura 2, la unidad de interface ECP/HOT 24 está montada preferentemente entre la última locomotora y el primer carro del tren 20 con una conexión "T" del tubo del freno, y la unidad ECP/EOT 32 está localizada preferentemente en el último carro 30. Como podrá entenderse bien por una persona experta en la técnica, la unidad ECP/EOT 32, entre otras funciones, proporciona un mecanismo para expulsar la presión del tubo del freno en un rango de servicio basado en los datos de comando provenientes de la línea del tren ECP28. Solo con propósitos de ilustración, la presente invención puede ser usada con el sistema TrainLin * -ES de Wabtec Railway Electronics de Germantown, Maryland; sin embargo, debe quedar entendido que el sistema presente puede ser implementado igualmente utilizando otras soluciones alternativas del sistema EOT. "TrainLink" es una marca registrada de Wabtec, y el sistema "ES" (Servicios Extendidos) proporcionan las reducciones del área de servicio del tubo del freno para que coincida con la locomotora, la cual acelera las reducciones de la presión del tubo del freno al nivel de comando en toda la longitud del tren. Como se podrá ver adicionalmente en la Figura 2, un tubo de freno neumático 12 está en comunicación fluida con todos los de los otros carros y locomotoras. El tubo de freno 12 por lo tanto tiene la capacidad de proporcionar la presión de aire necesaria a los frenos de cada carro para las operaciones de frenado. La presión del tubo de freno es suministrada por el sistema de frenos de aire de la locomotora 14 y controlada por la LCU 16. Como se podrá ver además en la Figura 2, un convertidor ECP DC-DC 22 conecta una conexión de Unidad Múltiple (MU) de corriente directa de 74 Volts 26 y la interface del cable de la línea del tren ECP 28 (corriente directa de 230 Volts) con el objeto de convertir la corriente directa de 74 Volts en corriente directa de 230 Volts para las operaciones del tren. En las modalidades preferidas de la presente invención, la unidad de interface ECP/HOT 24 incluye un EOT con el software modificado el cual actúa como la unidad del extremo principal ECP (HEU) al resto de los carros de los que consiste el tren y la cual proporciona además los comandos de freno en respuesta a los cambios en la presión del tubo del freno. También, la unidad de interface ECP/HOT 24 puede usar la pantalla de texto auxiliar, y el sistema de alarma de sonido en la locomotora principal 10 para la preparación e información de alarma. Debe quedar entendido que el software implementado con la presente invención puede ser implementado utilizando una pluralidad de circuitos programables o dedicados separados u otros circuitos o aparatos electrónicos (por ejemplo, circuitos lógicos o electrónicos de cables gruesos tales como circuitos de elementos separados, o aparatos lógicos programables). Una computadora para uso general programada de manera adecuada, por ejemplo, un microprocesador, microcontrolador u otro aparato procesador ya sea solo o en conjunto con uno o más aparatos de procesamiento de señal y datos periféricos también puede ser usado para implementar la invención. Además, cualquier aparato o ensamble de aparatos en los cuales una máquina de condición finita tenga la capacidad de implementar las gráficas de flujo mostradas en las Figuras, se puede usar como controlador con la presente invención. Por lo tanto en la configuración descrita de este modo haciendo referencia a la Figura 2, la unidad de interface ECP/HOT 24 actúa como un enlace de comunicación entre la unidad de control de la locomotora 16 y la ECP/EOT 32 de modo que los datos EOT provenientes de la ECP/EOT 32 pueden ser proporcionados a la unidad de control de la locomotora 16. De esta manera, el conjunto completo de carros del tren ECP que implementan la presente invención, pueden ser considerados como una sola unidad con la capacidad para que los carros individuales del tren se comuniquen unos con los otros mediante la línea del tren ECP 26, y la unidad de control de la locomotora 16 tienen la capacidad de proporcionar los comandos de frenado a los carros equipados con ECP mediante la unidad de interface ECT/HOT 24. También, en vista de la configuración tal y como se ha ilustrado en la Figura 2, el enlace de datos entre los carros 20 y la locomotora principal 10, está acortado proporcionando de este modo comunicaciones mejoradas y confiables entre los carros y la locomotora principal 10. La Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra la lógica de la unidad de interface ECP/HOT 24 de la presente invención. En el paso 30, una presión de tubo del freno completamente cargado (por ejemplo los frenos están en una condición completamente liberados) de por ejemplo 6.3279 kg/cm2 se proporciona como una condición de arranque. Deberá quedar entendido para aquellos expertos en la técnica que los números proporcionados en esta gráfica de flujo son solo para propósitos de ilustración y que están contemplados otros números que incluyen las reducciones de presión del tubo del freno, las condiciones de presión de arranque del tubo de freno y otros límites y umbrales para usarse con la presente invención. Sin embargo, en ésta gráfica de flujo de ejemplo, todos los números aquí provistos están relacionados con una presión de arranque del tubo de freno de 6.3279 kg/cm2. En el paso 32, se hizo una determinación con respecto a si existe un cambio en la presión de arranque del tubo del freno. Si no existe cambio en la presión de arranque del tubo del freno, el mensaje ECP es transmitido a la EOT y cada carro individual en el que la presión del tubo de freno no haya sido liberada y por lo tanto se encuentre en una condición estable completamente cargada (paso 34) . Si existe un cambio en la presión del tubo del freno, se hizo una determinación en el paso 36 con respecto al índice del cambio y dentro de un límite de umbral (por ejemplo, un rango rápido de cambio (aplicación de emergencia), o un rango lento de cambio (aplicación de servicio del freno) . El límite del umbral es un límite de aplicación del servicio del freno el cual es preferentemente una caída de presión en el tubo del freno menor de 1.167146 kg/cm2/por segundo. Si el rango de cambio está dentro del límite de aplicación de servicio de freno, un mensaje ECP es transmitido al EOT y a los carros individuales del tren para hacer una aplicación del servicio del freno en el paso 38. Esta aplicación del servicio del freno es generalmente una aplicación del 10% del freno esto es, una reducción de 0.42186 kg/cm2 en la presión del tubo del freno cuando la presión del freno está estable completamente cargada es de aproximadamente 6.3279 kg/cm2. La aplicación mínima de freno es de aproximadamente 0.14062 a 0.21093 kg/cm2 en la presión del tubo del freno. En el paso 40, el sistema de la presente invención continúa entonces monitoreando si existe una reducción adicional en la presión del tubo del freno. Si no existe una reducción adicional en el tubo del freno en el paso 40, entonces el sistema regresa al paso 38 en cuyo momento el sistema de la presente invención transmite al EOT y los carros individuales un mensaje ECP para no hacer reducciones adicionales en la presión del tubo del freno. Si existe un cambio en la presión del tubo del freno en el paso 40, se hace una determinación con respecto a si existe un aumento en la presión del tubo del freno en el paso 42. Si existe un aumento en la presión del tubo del freno, un mensaje ECP es transmitido al EOT y a cada uno de los carros individuales indicando que la presión del tubo del freno debe de ser aumentada para cargar completamente la presión del tubo del freno. Si no existe aumento en la presión del tubo del freno, en el paso 44, se hace una determinación con respecto a un cambio en la presión del tubo del freno que está dentro de un límite mínimo de aplicación del servicio del freno. En éste ejemplo, el cambio en la aplicación mínima del servicio del freno puede ser, por ejemplo, de entre el 10% y el 100% de la aplicación completa del servicio del freno, esta es una reducción de aproximadamente 0.42186 kg/cm2 a 1.82806 kg/cm2 en la presión del tubo del freno. Si el cambio en la aplicación del freno está dentro de éstos límites, el sistema regresa al paso 38. En el paso 38, el sistema de la presente invención transmite un mensaje ECP al EOT y los carros individuales para hacer la reducción apropiada en la presión del tubo del freno. Si el cambio en la presión del tubo del freno no está dentro de la aplicación mínima del servicio del freno del paso 44, o el rango de cambio del paso 36 no está dentro del límite del umbral, el sistema de la presente invención transmitirá un mensaje ECP al EOT y los carros individuales para hacer una aplicación de frenado de emergencia (paso 46) . En la modalidad preferida, si la presión del tubo del freno es inferior a aproximadamente 4.2186 kg/cm2 o es de aproximadamente 120% de la aplicación completa del servicio del freno tal y como lo determina el paso 44, el mensaje ECP de aplicación de frenado de emergencia será transmitido en el paso 46. Después de que la aplicación de frenado de emergencia está provisto en el paso 46, el sistema de la presente invención monitorea la presión del tubo del freno en el paso 48. Si la presión del tubo del freno medido por el EOT es menor que un cierto límite (paso 50), por ejemplo, 4.9217 kg/cm2, el sistema de la presente invención detendrá la aplicación de frenado de emergencia en el paso 52. Si la presión del tubo del freno medida por el EOT es mayor que el límite de 4.9217 kg/cm2, se hace una determinación en le paso 54 con respecto a si la presión del tubo del freno medida por el HOT es mayor de 1.54065 kg/cm2 encima de la presión del tubo del freno EOT. Si no es así, el sistema de la presente invención detendrá la aplicación del freno de emergencia en el paso 52. Sin embargo, si la presión del tubo del freno HOT es mayor de 1.54065 kg/cm2 arriba de la presión del tubo del freno EOT, se ajusta a un cronómetro por ejemplo en 5 minutos para volver a cargar la presión del tubo del freno a la condición de presión de arranque del tubo del freno. El sistema de la presente invención entonces regresa al paso 34.

La implementación de la presente invención En el sistema de la presente invención, el tubo del freno 12 proporciona la presión de aire necesaria a los frenos de cada carro del tren para las operaciones de frenado como en los sistemas convencionales de aplicación de frenos. Tan pronto como la reducción del tubo del freno está establecida (un rango y nivel de combinación) es detectado por la unidad de interface de ECP/HOT 24, se proporciona un mensaje ECP para hacer una aplicación mínima de servicio a la LCU 16 mediante el enlace de datos RF 18. Es importante observar que la reducción del tubo del freno detectada por la unidad de interface ECP/HOT 24 es equivalente a las acciones que detonan las aplicaciones de servicio rápido. La aplicación de servicio mínimo entonces es activada por cada uno de los carros del tren equipados con ECP así como la unidad ECP/EOT 32. La combinación de aplicaciones del carro ECP con asistencia adicional de la unidad ECP/EOT 32 rápidamente trae la presión completa del freno hacia abajo a un nivel mínimo de servicio (reducción de 0.42186 kg/cm2) . Los comandos de reducción del tubo del freno subsecuentes provenientes de la locomotora principal 10 entonces son detectados más rápidamente en la unidad de interface ECP/EOT 24 sin menos impacto a la capacidad de aire en la presión del freno sobre la longitud del tren (comparada con el aire de expulsión de la unidad ECP/EOT 32) . Conforme se detectan reducciones adicionales en el tubo del freno por parte de la unidad de interface ECP/HOT 24, entonces envían comandos adicionales ECP a la LCU 16 para aumentar el nivel de frenado en cada carro del tren así como mantener la expulsión de la cantidad deseada de aire de la unidad ECP/EOT 32. Una característica sensible al rango también puede ser usada para acelerar las respuestas de la unidad de interface ECP/HOT 24 a las reducciones en la presión del tubo del freno basado en el conocimiento de la longitud del tren derivado de cada uno de los datos de preparación de ECP así como de la presión EOT. También deberá notarse que la caída del rango de presión del freno del tubo del freno puede predecir el nivel de reducción del freno que está siendo comandado desde la locomotora principal 10. Los carros individuales del tren equipados con ECP pueden responder principalmente a los mensajes de datos sobre la línea del tren ECP 28 conforme son iniciados a partir de la unidad de interface ECP/HOT 24. Sin embargo, los carros del tren equipados con ECP también pueden aplicar y liberar los frenos en respuesta a los cambios en la presión del tubo del freno de una manera similar a válvulas de frenos neumáticas convencionales, cuando existe una falla para recibir el mensaje ECP. Esta característica por lo tanto permite que los carros equipados con ECP operen con frenos neumáticos equipados convencionalmente en la medida en que la línea del tren ECP 28 mantiene la continuidad eléctrica del tren. Esta característica también permite que lo sistemas de revestimiento ECP permitan la operación continua de frenado bajo el control puramente neumático en el caso de falla en la electrónica del ECP. La presente invención también puede ser implementada con capacidad de expulsión del servicio del freno en los carros que no están equipados con EOT (ES) . Esto por supuesto disminuiría la reducción de la presión del tubo del freno en la longitud total del tren y disminuiría marginalmente la capacidad de la unidad de interface EPC/HOT 24 para determinar las reducciones del tubo del freno iniciadas en la locomotora más allá de la aplicación inicial. Sin embargo, el análisis HOT del rango de reducción del tubo del freno en combinación con una longitud conocida del tren permitirían estrechar la desventaja de la velocidad de detección. La presente invención puede apoyar igualmente tanto las aplicaciones de frenado de liberación directa como las de liberación graduada. Las aplicaciones de frenado de liberación directa pueden ser apoyadas, cambiando el freno de aire de la locomotora a una modalidad (pasajera) . En la implementación de la liberación graduada, la unidad de interface ECP/HOT 24 envía comandos ECP para liberar la presión del tubo del freno en los pasos conforme es restaurada la presión del tubo del freno. La unidad de interface ECP/HOT 24 también puede incluir una característica sensible al rango de modo que se puede detectar una liberación completa, y actuar basados en un aumento rápido en la presión del tubo del freno sin esperar la restauración completa para la presión de alimentación de la válvula. Esto da como resultado la restauración graduada de la presión del tubo del freno en respuesta a la posición de manejo de servicio. En la modalidad preferida, un diseño de hardware de ECP/EOT 32 TrainLink® fabricado por Wabtec Railways Electronics será usada como la base para la unidad de interface ECP/HOT 24. De un modo ideal, un hardware idéntico será usado en ambos extremos del tren (por ejemplo, la unidad ECP/EOT 32 y la unidad de interface ECP/HOT 24) estando configurado el software para realizar cualquier función. De éste modo, la unidad de interface ECP/HOT 24 puede ser mantenida en cada extremo de los que consiste el tren, y por lo tanto funcionaría de la manera que se intenta independientemente que si el tren cambia las instrucciones (locomotoras movidas al extremo opuesto) en los puntos de destino. En ésta configuración, la línea del tren ECP del suministro de voltaje de 230 Volts de corriente directa 28 puede incluir su propia interface de datos Echelon™ ECP para proporcionar medios para el control de encendido y apagado de la energía. El Echelon es un estándar común utilizado para las comunicaciones de datos de revestimiento de cable ECP. Específicamente, el protocolo de comunicación de la presente invención es compatible preferentemente con el transceptor Echelon tal y como se especificó en la página 2, párrafo 3.1.2 de la especificación de la A.A.R., Especificación de Comunicación Intra-Tren S-4230 adoptada en Mayo de 1997. Debe de observarse , que el transceptor "neuron" se conforma a las especificaciones de Echelon Corporation y comprende dos componentes que se consiguen comercialmente. El primer componente, es un chip "neuron" el cual es un aparato integrado en escala muy grande sofisticado (VLSI) que incorpora apoyo de comunicaciones, control, programación y entrada/salida (1/0). El chip neuron hace posible que los aparatos se comuniquen unos con los otros utilizando el protocolo Echelon LonTalk ™ el cual apoya la comunicación de semejante-a-semejante distribuida. El chip neuron, modelo número 3120 y 3150, son PLT 10 o PLT 22 u otros módulos transceptores de línea de energía equivalentes los cuales apoyan la tecnología de comunicaciones de línea de energía Echelon LonTalk™ . Adicionalmente, la interface de la línea del tren ECP sería una unidad separada la cual puede ser movida al extremo de la locomotora. La unidad de interface ECP/HOT 24 preferiblemente incluiría tres conectores de cable externos (o cables flexibles de conexión) : 1. Cable MU de la locomotora (para 74 Volts de corriente directa) 2. HOT (conector del cable ECP) 3. Línea del tren ECP De acuerdo con las especificaciones S-4200 de la A.A.R., cualquier pérdida de la continuidad de la línea del tren ECP basada en la pérdida de los radiofaros EOT y HOT puede ser usada para cortar la energía de corriente directa de 230 Volts. Este método tiene el costo más bajo de desarrollo del hardware basado en el uso del EOT como una unidad de interface HOT. El único hardware nuevo incluiría un suministro portátil de energía.

Implementaciones alternativas de la presente invención Aunque las locomotoras estándar pueden ser usadas sin estar equipadas con ECP, necesitarían tener actualizaciones del software para las unidades de control de las locomotoras (LCUs) . También, las aplicaciones integradas de la cabina necesitarían que el Ingeniero de las locomotoras despegara las actualizaciones del software para tener la capacidad de apoyar las capacidades de envío de mensajes auxiliares. Una alternativa para las locomotoras no equipadas con ECP puede incluir un LCU portátil con un receptor, y funciones solo de pantalla. Los LCUs existentes serían usados para la operación normal del EOT mientras que se comunican mediante la unidad de interface ECP/HOT 24, y el LCU portátil sería usado para desplegar en pantalla los mensajes de texto relacionados con el ECP. Esta unidad portátil LCU puede incluir una antena integral debido a la distancia corta de transmisión. Los únicos aspectos de instalación serían para conectarlos a la energía de la locomotora, y el montaje temporal sobre la plataforma del control de la locomotora principal. En otra modalidad, el LCU puede ser actualizado para que tenga capacidades de TrainLink-ES . Esto permitiría que la unidad de control de la locomotora comunicara los cambios de ecualización del depósito mediante el enlace de datos RF a la unidad de interface ECP/HOT 24 la cual, a la ves, proporcionaría tiempos de reacción más rápidos a los cambios en la posición del manejo. Esta configuración también permitiría que la respuesta de frenado ECP fuera muy cercana a la misma de las locomotoras completamente equipadas con ECP. Todavía en otra modalidad, el tubo del freno 12 entre la última locomotora y el primer carro puede ser segmentado de modo que las aplicaciones neumáticas de emergencia serían proporcionadas mediante una válvula de relevador. Esta configuración tiene la ventaja de tener la capacidad para seguir de manera precisa la presión del tubo del freno como una entrada para los comandos ECP sin ser impactada por el resto de la capacidad de aire del tren.

Preparación del tren Como parte de la preparación del tren, la unidad de interface ECP/HOT 24 puede reportar el número de carros del tren equipados con ECP asociados con el conjunto del tren de modo que la tripulación del tren pueda comparar y/o verificar dicho número y la operación de los carros del tren equipados con ECP disponibles en el tren. En una modalidad de la presente invención, cada pérdida del 5% de los carros operables en el tren puede ser reportada con una condición de alarma con un freno de servicio completo aplicado en el caso de alcanzar un 15% de pérdida de los frenos de operación. Otras condiciones de falla, tales como por ejemplo, la pérdida de comunicaciones de la línea del tren también pueden dar como resultado un frenado automático (ver especificaciones S-4200 de la A. . R. ) . La presente invención también puede proporcionar una trayectoria de migración para la aplicación del ECP a trenes unitarios con flotas parcialmente cautivas tales como con las operaciones del tren intermodales. El primer paso es cablear la flota para el ECP (aún sin válvulas ECP) . Esto proporcionaría una mejora inicial en el frenado del tren simplemente utilizando una unidad TrainLink -ES/ EOT con comunicaciones de línea del tren ECP. Esto solo también podría aumentar las velocidades del tren en algunas ubicaciones mientras que también mejora la calidad de conducción. El mismo método portátil HOT puede ser usado para apoyar la operación del TrainLink" -ES sin ser necesario equipar las locomotoras . Como los carros están equipados con ECPs independientes, ellas serían operadas potencialmente de una manera de configuraciones mezcladas del tren. Esto puede estar sujeto a las instrucciones de ajuste en la construcción del tren, tales como el agrupamiento de carros que tienen ECP y los que no lo tienen. En estos casos, los carros equipados con ECP estarían provistos con los comandos de freno eléctricamente desde la unidad de interface ECP/HOT 24, y los carros neumáticos continuarían respondiendo a los cambios en el tubo del freno. Los frenos ECP no podrían soportar la operación de liberación graduada en el conjunto mezclado del tren. Cuando cada carro está equipado completamente con el ECP, estos pueden operar con locomotoras no equipadas con ECP incluyendo funciones de liberación graduada. Como las locomotoras están equipadas, se puede proporcionar una funcionalidad completa del ECP y el tubo del freno puede permanecer completamente cargado.

Aunque la presente invención ha sido descrita en términos de modalidades preferidas, aquellos expertos en la técnica reconocerán que la presente invención puede ser practicada con modificaciones dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (20)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1.- Un extremo del tren neumático controlado electrónicamente (ECP) de un sistema de emulación neumática (EOT), el cual comprende: una unidad de control de la locomotora asociada con la locomotora principal no equipada con ECP; y una unidad de interface que proporciona datos ECP a la unidad de control de la locomotora recibidos desde los carros del tren equipados con ECP mediante enlaces de comunicación de datos, en donde la unidad de control de la locomotora proporciona comandos del freno a los carros del tren equipados con ECP mediante una unidad de interface en repuesta a los datos ECP recibidos de la unidad de interface.
2. 2.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la unidad de interface proporciona además datos EOT a la unidad de control de la locomotora en respuesta a la información recibida de la unidad EOT montada en el último carro del tren.
3. 3.- El sistema de conformidad con la reivindicación 2, en donde la unidad de control de la locomotora proporciona comunicación con la unidad de interface mediante un enlace de datos inalámbrico y la unidad de interface proporciona comunicación con los trenes equipados con ECP y la unidad EOT mediante la línea del tren ECP.
4. 4. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la unidad de interface es una unidad de interface (HOT) del carro principal del tren/ECP la cual emula una Unidad de Extremo Principal en el (HEU) con el objeto de proporcionar la preparación del sistema y el reporte de las condiciones .
5. 5.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde los carros del tren equipados con ECP corresponden a los comandos del freno sobre una línea del tren ECP iniciados desde la unidad de interface, en donde los carros del tren equipados con ECP aplican o liberan los frenos en respuesta a los cambios en la presión del tubo del freno cuando existe una falla para recibir el mensaje ECP, y en donde las operaciones del freno están provistas bajo el control neumático durante la falla del ECP.
6. 6.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la unidad de interface apoya las aplicaciones de frenado de liberación directa y liberación graduada de modo que en la aplicación de liberación graduada la unidad de interface envía comandos ECP para liberar la presión del tubo del freno en etapas, a los trenes equipados con ECP conforme la presión del tubo del freno es restaurada .
7. 7. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la unidad de control de la locomotora es una unidad portátil que tiene un receptor y funciones de despliegue en pantalla usados para los mensajes de texto relacionados con el ECP.
8. 8.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la unidad de interface proporciona una trayectoria de migración para la aplicación entre los carros del tren equipados con ECP y los carros del tren no equipados con ECP de modo que los carros del tren equipados con ECP están provistos con comandos del freno eléctricamente a partir de la unidad de interface mediante la unidad de control de la locomotora y los carros del tren no equipados corresponden a los cambios en la presión del tubo del freno .
9. 9.- Un extremo del tren neumático controlado electrónicamente (ECP) de un sistema neumático de emulación (EOT), el cual comprende: una unidad de control de la locomotora asociada con una locomotora principal no equipada con ECP; y medios para hacer interface de datos ECP a la unidad de control de la locomotora recibidos desde los carros del tren equipados con ECP, en donde la unidad de control de la locomotora proporciona los comandos de frenado a los carros del tren equipados con ECP mediante la unidad de interface en respuesta a los datos ECP recibidos desde la unidad de interface.
10. 10.- El sistema de conformidad con la reivindicación 9, en donde dichos medios para formar la interface apoyan tanto las aplicaciones de frenado de liberación directa como graduada de modo que en la aplicación de liberación graduada la unidad de interface envía comandos ECP para liberar la presión del tubo del freno en etapas a los trenes equipados con ECP conforme la presión del tubo del freno es restaurada.
11. 11.- Un método para controlar electrónicamente la presión del tubo del freno en un tren que tiene un extremo del tren neumático controlado electrónicamente (ECP) del sistema neumático de emulación (EOT) el cual comprende los pasos de: proporcionar una presión de arranque del tubo del freno; determinar si un rango de cambio de la presión de arranque del tubo del freno está dentro de un límite de un umbral previamente determinado; proporcionar un mensaje ECP al EOT y los carros individuales para hacer una aplicación de servicio del freno cuando el paso de determinación determina que el rango de cambio de la presión de arranque del tubo del freno está dentro del límite del umbral .
12. 12.- El método de conformidad con la reivindicación 11, el cual comprende adicionalmente proporcionar un mensaje ECP al EOT y los carros del tren individuales para hacer una aplicación de frenos de emergencia cuando el paso de determinación determina que el rango de cambio de la presión de arranque del tubo del freno excede el límite del umbral .
13. 13.- El método de conformidad con la reivindicación 12, el cual comprende adicionalmente: monitorear una presión de emergencia del freno en un extremo del tren (HOT) asociado con el EOT; y monitorear la presión de emergencia del freno en el EOT, en donde la presión de emergencia del freno proporciona la aplicación de emergencia del freno.
14. 14.- El método de conformidad con la reivindicación 13, el cual comprende adicionalmente: la determinación de cuando la presión de emergencia del tubo del freno medida por el EOT excede un primer límite previamente determinado; determinar cuando la presión de emergencia del tubo del freno medida por el HOT excede un segundo límite previamente determinado, en donde la aplicación de emergencia del tubo del freno permanece activa cuando el paso de determinación EOT y el paso de determinación HOT están abajo de un límite previamente determinado, y el segundo límite previamente determinado, respectivamente.
15. 15.- El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde el primer límite previamente determinado es de aproximadamente 4.9217 kg/cm2 y el segundo límite previamente determinado es de aproximadamente 1.54065 kg/cm2 más el primer límite previamente determinado:
16. 16.- El método de conformidad con la reivindicación 14, el cual comprende adicionalmente el aumento de la presión del tubo del freno a la presión de arranque del tubo del freno cuando el paso de determinación EOT y el paso de determinación HOT exceden el primer límite previamente determinado y el segundo límite previamente determinado respectivamente .
17. 17.- El método de conformidad con la reivindicación 11, el cual comprende adicionalmente proporcionar un mensaje ECP al EOT y los carros del tren individuales para hacer una aplicación de presión de frenos de emergencia cuando la aplicación de servicio del freno excede una reducción previamente determinada en la presión del tubo del freno.
18. 18.- El método de conformidad con la reivindicación 17, en donde la reducción previamente determinada en la presión del tubo del freno es de aproximadamente el 120% de la aplicación total de servicio del freno.
19. 19.- El método de conformidad con la reivindicación 11, el cual comprende adicionalmente determinar si existe un cambio en la presión de arranque del tubo del freno antes de la determinación de si un rango de cambio de la presión de arranque del tubo del freno está dentro del límite del umbral previamente determinado, en donde el segundo mensaje ECP es proporcionado al EOT y los carros individuales del tren cuando no existe cambio a la presión de arranque del tubo del freno.
20. 20.- El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde el segundo mensaje instruye al EOT y a los carros del tren individuales para permanecer en la presión de arranque del tubo del freno .