RU2775792C9

RU2775792C9 - Electronic-pneumatic emergency and service braking control system, particularly for at least one railway vehicle

Info

Publication number: RU2775792C9
Application number: RU2020138760A
Authority: RU
Inventors: Роберто ТИОНЕ
Original assignee: ФАИВЕЛЕЙ ТРАНСПОРТ ИТАЛИЯ С.п.А.
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2022-10-12

Abstract

FIELD: emergency and operational braking.

SUBSTANCE: electro-pneumatic system (300) for managing emergency and operational braking is described, including: brake pressure generation modules that create brake pressures for brake groups; an emergency brake pressure control and monitoring device that receives weight signals, an emergency brake request signal, actual pressure signals, and outputs emergency brake request signals; an emergency braking pressure generation module generating an emergency braking pressure; a brake control device that outputs pairs of control signals to generate respective brake pressures as a function of the service brake request signal and weight signals when the emergency brake request signal does not require emergency braking, and to generate brake pressures as a function of the emergency brake pressure request signals when the request signal emergency braking indicates an emergency braking request; the first emergency switching device with contact pairs that allow, when closed, to connect pairs of control signals from the braking control device to the brake pressure generation modules, and when opened, to disconnect these pairs of control signals from the brake pressure generation modules.

EFFECT: increased safety during emergency and operational braking.

15 cl, 6 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение в целом относится к железнодорожным тормозным системам; в частности, оно относится к электропневматической системе управления экстренным и эксплуатационным торможением железнодорожного транспортного средства.The present invention generally relates to railway braking systems; in particular, it relates to an electro-pneumatic control system for emergency and service braking of a railway vehicle.

Уровень техникиState of the art

В новейших тормозных системах железнодорожного транспорта для упрощения конструкции пневматических систем и, прежде всего, пневматики экстренного торможения все чаще применяются современные электронные решения, что позволяет уменьшить общую стоимость систем, их вес, повысить эксплуатационные характеристики и безопасность.In the latest braking systems of railway transport, to simplify the design of pneumatic systems and, above all, emergency braking pneumatics, modern electronic solutions are increasingly being used, which makes it possible to reduce the total cost of systems, their weight, improve performance and safety.

Подобная электропневматическая тормозная система описана и заявлена, например, в патенте ЕР 3148853. В частности, в этом патенте описаны и заявлены конструкция пневматической системы и ряд вариантов ее реализации.Such an electro-pneumatic braking system is described and claimed, for example, in the patent EP 3148853. In particular, this patent describes and claims the design of the pneumatic system and a number of options for its implementation.

Для иллюстрации на фиг. 1 настоящей заявки воспроизведена фиг. 1 патента ЕР 3148853. Ниже дано краткое описание этого чертежа.For illustration in FIG. 1 of the present application is reproduced in FIG. 1 patent EP 3148853. Below is a brief description of this drawing.

Взвешивающее устройство ВУ состоит из модуля электропневматического управления МЭПУ, который, в свою очередь, управляется электронным блоком управления взвешиванием БУВ, и служит для непрерывного поддержания величины давления экстренного торможения i, мгновенное значение которого привязывается к мгновенному значению веса вагона или единицы подвижного состава, измеряемому датчиком веса 2. Указанное значение вычисляется с учетом заранее выбранного коэффициента сухого сцепления колеса с рельсом μ по известным формулам. Устройства управления торможением УУТ1…УУТN состоят из узлов электропневматического управления УЭПУ, управляемых электронными блоками управления торможением БУТ, и служат для создания рабочего тормозного давления в тормозных цилиндрах ТЦ1…ТЦN. Упомянутое рабочее тормозное давление рассчитывается по известным алгоритмам исходя из требуемого тормозного усилия (а) и веса транспортного средства, выдаваемого датчиком веса 2. В модулях УЭПУ есть электромагнитные клапаны 10 и 12, которые используются для заполнения и опорожнения соответствующих приводных камер (d) ускорительных клапанов УК. Подавая те или иные управляющие сигналы на электромагнитные клапаны 10 и 12, электронные блоки БУТ могут увеличивать, поддерживать или снижать давление в приводных камерах d, а значит, и давление в тормозных цилиндрах ТЦ1…ТЦN. Указанные давления могут принимать разные значения в разные моменты времени в зависимости от эксплуатационных нужд транспортного средства, оснащенного показанной на фиг. 1 системой.The weighing device VU consists of an electro-pneumatic control module MEPU, which, in turn, is controlled by an electronic weighing control unit BUV, and serves to continuously maintain the value of the emergency braking pressure i, the instantaneous value of which is tied to the instantaneous value of the weight of the wagon or rolling stock unit, measured by the sensor weight 2. The specified value is calculated taking into account the pre-selected coefficient of dry adhesion of the wheel to the rail μ according to known formulas. UUT1…UUTN brake control devices consist of UEPU electropneumatic control units controlled by BUT electronic braking control units and serve to create working brake pressure in brake cylinders ТЦ1…ТЦN. The mentioned working brake pressure is calculated according to known algorithms based on the required braking force (a) and the vehicle weight, issued by the weight sensor 2. The UEPU modules have electromagnetic valves 10 and 12, which are used to fill and empty the corresponding drive chambers (d) of the accelerating valves UK. By applying certain control signals to the solenoid valves 10 and 12, the BUT electronic units can increase, maintain or reduce the pressure in the transfer chambers d, and hence the pressure in the brake cylinders ТЦ1…ТЦN. These pressures may take on different values at different times, depending on the operational needs of the vehicle equipped with the system shown in FIG. 1 system.

Поскольку на электромагнитные клапаны 10 и 12, управляемые блоками БУТ1…БУТN, подается давление экстренного торможения i, создаваемые устройствами УУТ1...УУТN, давление может независимо варьироваться в диапазоне от нуля до максимального значения давления экстренного торможения i.Since the solenoid valves 10 and 12, controlled by units BUH1…BUTN, are supplied with emergency braking pressure i, created by UUT1...UUTN devices, the pressure can independently vary in the range from zero to the maximum value of emergency braking pressure i.

Если требуется экстренное торможение, то на вход блоков БУТ1…БУТN (не показанный на фиг. 1) подается сигнал ЭКСТРЕННОЕ ТОРМОЖЕНИЕ, и эти блоки отключают питание электромагнитных клапанов 10 и 12, тем самым переводя их в состояние, показанное на фиг. 1.If emergency braking is required, then the EMERGENCY BRAKING signal is applied to the input of the blocks BUH1 ... BUTN (not shown in Fig. 1), and these blocks turn off the power to the electromagnetic valves 10 and 12, thereby transferring them to the state shown in Fig. 1. one.

В этом состоянии давление экстренного торможения i передается в приводные камеры пневматических клапанов УК и далее в тормозные цилиндры TЦ1…TЦN. При этом, в отличие от эксплуатационного торможения, давление во всех цилиндрах ТЦ1…ТЦN будет одинаковым и равным давлению экстренного торможения i в пределах допустимой погрешности исполнения указанных пневматических клапанов УК.In this state, the emergency braking pressure i is transferred to the drive chambers of the UK pneumatic valves and further to the brake cylinders ТЦ1…ТЦN. In this case, in contrast to operational braking, the pressure in all cylinders TC1 ... TCN will be the same and equal to the emergency braking pressure i within the permissible error in the execution of these pneumatic valves UK.

В настоящей патентной заявке будут сделаны ссылки на следующие европейские стандарты:Reference will be made in this patent application to the following European Standards:

- EN50126 [Железнодорожный транспорт. Спецификация и демонстрация надежности, доступности, безопасности и ремонтопригодности (RAMS)];- EN50126 [Railway transport. Specification and demonstration of reliability, availability, security and maintainability (RAMS)];

- EN50128 [Железнодорожный транспорт. Системы связи, сигнализации и обработки данных. Программное обеспечение для систем управления и защиты железных дорог];- EN50128 [Railway transport. Communication, signaling and data processing systems. Software for railway control and protection systems];

- EN50129 [Железнодорожный транспорт. Системы связи, сигнализации и обработки данных. Электронные системы сигнализации, связанные с безопасностью].- EN50129 [Railway transport. Communication, signaling and data processing systems. Electronic alarm systems related to safety].

В частности, стандарт EN50126 определяет методики присвоения уровней безопасности SIL0/1/2/3/4 (уровень SIL4 соответствует максимальной безопасности) подсистемам, составляющим исследуемую систему, на основе результатов анализа безопасности, а стандарты EN50128 и EN50129 определяют критерии проектирования компонентов, соответственно, программного и аппаратного обеспечения для каждого уровня SIL, присвоенного на основе вышеуказанных результатов анализа безопасности.In particular, the EN50126 standard defines methods for assigning safety levels SIL0/1/2/3/4 (SIL4 corresponds to maximum safety) to the subsystems that make up the system under study, based on the results of a safety analysis, and standards EN50128 and EN50129 define the design criteria for components, respectively, software and hardware for each SIL assigned based on the above safety analysis results.

Специалистам в области железнодорожного транспорта известно, что:Trainers know that:

- для функции экстренного торможения железнодорожного транспортного средства, а следовательно, и для реализующих ее подсистем, оценки безопасности, выполняемые по европейскому стандарту EN50126, практически всегда дают уровень полноты безопасности (Safety Integrity Level) SIL≥3;- for the emergency braking function of a railway vehicle, and, consequently, for the subsystems that implement it, safety assessments performed according to the European standard EN50126 almost always give a Safety Integrity Level SIL≥3;

- для функции эксплуатационного торможения железнодорожного транспортного средства, а следовательно, и для реализующих ее подсистем, оценки безопасности, выполняемые по европейскому стандарту EN50126, практически всегда дают уровень полноты безопасности SIL≤2;- for the service braking function of a railway vehicle, and consequently for the subsystems that implement it, safety assessments performed according to the European standard EN50126 almost always give a safety integrity level of SIL≤2;

- при разработке блоков управления, обычно на основе микропроцессоров или программируемых вентильных матриц (FPGA), на уровне полноты безопасности SIL≥3 по стандартам EN50128 и EN50129 затраты на проектирование, валидацию и сертификацию примерно на порядок выше, чем при проектировании на уровне SIL≤2, с сохранением всего набора выполняемых функций.- when developing control units, usually based on microprocessors or field-programmable gate arrays (FPGA), at the SIL≥3 safety integrity level according to EN50128 and EN50129 standards, the costs for design, validation and certification are approximately an order of magnitude higher than when designing at SIL≤2 , while maintaining the entire set of functions performed.

Что касается последнего из перечисленного, то понятно, что функции, разрабатываемые на уровне безопасности SIL≥3, на низких уровнях безопасности сохраняются в чрезвычайно усеченном и упрощенном виде.With regard to the last of the above, it is clear that the functions developed at the SIL≥3 safety level are retained at low safety levels in an extremely truncated and simplified form.

Как следует из чертежа, электронный блок БУВ, используемый для управления давлением экстренного торможения, безусловно, должен быть разработан на уровне SIL≥3 В по стандартам EN50128 и EN50129. Однако в контексте заявленного в ЕР 3148853 блоки этого типа имеют простые схемы на базе простейших микропроцессоров и/или матриц FPGA. Такие схемы предназначены для расчета давления экстренного торможения i и приведения в действие двух электромагнитных клапанов 5 и 6, а также для считывания показаний датчика давления обратной связи 9, замыкающего простейшую цепь управления давлением экстренного торможения i.As follows from the drawing, the CUV electronic unit used to control the emergency braking pressure must, of course, be designed at SIL≥3 V according to EN50128 and EN50129 standards. However, in the context of EP 3148853, blocks of this type have simple circuits based on the simplest microprocessors and/or FPGAs. Such circuits are designed to calculate the emergency braking pressure i and actuate two solenoid valves 5 and 6, as well as to read the feedback pressure sensor 9, which closes the simplest emergency braking pressure control circuit i.

Очевидно, что недостатком системы, описанной в ЕР 3148853, является только одно общее значение давления экстренного торможения для всех тормозных цилиндров ТЦ1…ТЦN.Obviously, the disadvantage of the system described in EP 3148853 is only one common emergency braking pressure for all brake cylinders TC1 ... TCN.

На железнодорожном транспорте существуют ситуации, в которых тормозная система должна создавать разные давления экстренного торможения для каждого тормозного цилиндра ТЦ1…ТЦN. В качестве неисключительного примера ситуации, где требуются разные давления экстренного торможения, можно указать сцепку из моторизованного и буксируемого вагонов или двухсекционный вагон на общей тележке Якобса, для которых в системе по патенту ЕР 3148853 цилиндры ТЦ1…ТЦN сводятся к двум каналам давления ТЦ1 и ТЦ2. В обоих случаях два вагона обычно имеют разную тормозную массу, в том числе и в случае экстренного торможения. Но при разных массах описанная в ЕР 3148853 система, создающая одинаковые значения экстренного торможения для обоих каналов ТЦ1 и ТЦ2, уже не годится.In railway transport, there are situations in which the brake system must create different emergency braking pressures for each brake cylinder TC1 ... TCN. As a non-exclusive example of a situation where different emergency braking pressures are required, a couple of motorized and towed cars or a two-section car on a common Jacobs bogie can be indicated, for which, in the system according to patent EP 3148853, cylinders ТЦ1 ... ТЦN are reduced to two pressure channels ТЦ1 and ТЦ2. In both cases, the two cars usually have different braking masses, including in the event of emergency braking. But with different masses, the system described in EP 3148853, which creates the same emergency braking values for both channels TC1 and TC2, is no longer suitable.

Одним из возможных решений в таких случаях было бы дублирование устройства ВУ для каждого устройства УУТ1 и УУТ2 с тем, чтобы каждое устройство ВУ1 и ВУ2 получало свое значение массы от своего датчика веса 2 на своем вагоне и вырабатывало свое давление экстренного торможения для каждого вагона и каждого соответствующего устройства УУТ1 или УУТ2.One of the possible solutions in such cases would be to duplicate the VU device for each UUT1 and UUT2 device so that each VU1 and VU2 device receives its own mass value from its weight sensor 2 on its car and generates its own emergency braking pressure for each car and each corresponding device UUT1 or UUT2.

Однако такое решение не очень выгодно, потому что оно противоречит требованиям минимальной стоимости, размеров и веса.However, this solution is not very advantageous, because it contradicts the minimum cost, size and weight requirements.

Другое решение могло бы заключаться в возложении непосредственно на указанные устройства УУТ1…УУТN функции создания и управления пневматическим давлением экстренного торможения для каждого вагона отдельно, как требуется по стандартам EN50128 и EN50129 для устройств уровня SIL≥3.Another solution could be to assign directly to the specified devices UUT1 ... UUTN the function of creating and controlling emergency braking pneumatic pressure for each car separately, as required by EN50128 and EN50129 standards for SIL≥3 devices.

Но это решение тоже не особенно выгодно, поскольку устройства УУТ1…УУТN чрезвычайно сложны ввиду выполнения ими и других функций, помимо создания эксплуатационного тормозного давления, в частности, защиты от юза, диагностики и последовательной связи по сложным протоколам типа Ethernet. Такое усложнение аппаратного и программного обеспечения приводило бы к неоправданно высоким затратам, если бы его разработка проводилась в соответствии с уровнями безопасности SIL≥3 по стандартам EN50128 и EN50129.But this solution is also not particularly beneficial, since the UUT1 ... UUTN devices are extremely complex due to their other functions, in addition to creating operational brake pressure, in particular, anti-skid protection, diagnostics and serial communication over complex protocols such as Ethernet. Such complication of hardware and software would lead to unreasonably high costs if it were developed in accordance with SIL≥3 safety levels according to EN50128 and EN50129 standards.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание электропневматической системы управления экстренным и эксплуатационным торможением одной или нескольких единиц железнодорожного подвижного состава, которая позволила бы независимо управлять давлением экстренного торможения каждого канала, как требует уровень безопасности SIL≥3, без увеличения сложности и общей стоимости системы по сравнению с системами, аналогичными описанной, например, в патенте ЕР 3148853.Thus, the aim of the present invention is to provide an electro-pneumatic control system for emergency and service braking of one or more units of railway rolling stock, which would allow independent control of the emergency braking pressure of each channel, as required by the SIL≥3 safety level, without increasing the complexity and overall cost of the system. compared to systems similar to those described, for example, in EP 3148853.

Дополнительно такая система могла бы создавать общее для всех каналов давление экстренного торможения в случае локального отказа одного из компонентов системы.Additionally, such a system could create an emergency braking pressure common to all channels in the event of a local failure of one of the system components.

В одном из аспектов изобретения вышеупомянутые и другие технические результаты и преимущества достигаются за счет использования электронной системы управления экстренным торможением железнодорожного транспортного средства, имеющей характеристики, определенные в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные формы реализации изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения, которые являются неотъемлемой частью настоящего описания.In one aspect of the invention, the above and other technical results and advantages are achieved by using an electronic rail vehicle emergency braking control system having the characteristics defined in the independent claims. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims, which form an integral part of the present specification.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Ниже описаны функциональные и конструкционные характеристики некоторых предпочтительных вариантов реализации электронной системы управления экстренным и эксплуатационным торможением по настоящему изобретению. Описание дано со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых:The functional and structural characteristics of some preferred embodiments of the electronic emergency and service braking control system of the present invention are described below. The description is given with reference to the accompanying drawings, of which:

- фиг. 1 в упрощенном виде показывает интегрированную пневматическую систему экстренного и эксплуатационного торможения, описанную в патенте ЕР 3148853 предшествующего уровня техники;- fig. 1 shows in a simplified form the integrated pneumatic emergency and service braking system described in the prior art patent EP 3148853;

- фиг. 2 показывает возможное, но не исключительное альтернативное решение для устройства УЭПУ;- fig. 2 shows a possible, but not exclusive, alternative solution for the UEPU device;

- фиг. 3 показывает первый вариант реализации электронной системы управления экстренным и эксплуатационным торможением в соответствии с настоящим изобретением;- fig. 3 shows a first embodiment of an electronic emergency and service braking control system in accordance with the present invention;

- фиг. 4 иллюстрирует второй вариант реализации электронной системы управления экстренным и эксплуатационным торможением в соответствии с настоящим изобретением;- fig. 4 illustrates a second embodiment of an electronic emergency and service braking control system in accordance with the present invention;

- фиг. 5 в упрощенном виде иллюстрирует пневматические устройства МЭПУ, выполненные в соответствии с дополнительным иллюстративным решением, описанным в патенте ЕР 3148853 прежнего уровня техники;- fig. 5 in a simplified form illustrates the pneumatic devices of the MEPU, made in accordance with the additional illustrative solution described in the patent EP 3148853 of the prior art;

- фиг. 6 в упрощенном виде показывает пневматические устройства МЭПУ, выполненные в соответствии с еще одним дополнительным иллюстративным решением, описанным в патенте ЕР 3148853 прежнего уровня техники.- fig. 6 shows in a simplified form the pneumatic devices of the MEPU, made in accordance with another additional illustrative solution, described in the patent EP 3148853 of the prior art.

Подробное описаниеDetailed description

Перед подробным объяснением множества вариантов осуществления изобретения следует уточнить, что изобретение не ограничено в его применении подробностями конструкции и конфигурацией компонентов, представленных в последующем описании или показанных на чертежах. Изобретение может предполагать другие варианты осуществления и может быть реализовано или достигнуто, по существу, разными способами. Следует также понимать, что фразеология и терминология имеют описательные цели и не должны рассматриваться как ограничивающие. Термины «включать» и «содержать», как и всевозможные их вариации, следует понимать как вхождение элементов, о которых идет речь, и их эквивалентов в состав наряду с другими элементами и их эквивалентами.Before a detailed explanation of the many embodiments of the invention, it should be clarified that the invention is not limited in its application to the details of construction and configuration of the components presented in the following description or shown in the drawings. The invention may contemplate other embodiments and may be practiced or achieved in substantially different ways. It should also be understood that phraseology and terminology are for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. The terms "comprise" and "comprise", as well as their various variations, should be understood as the inclusion of the elements in question and their equivalents in the composition along with other elements and their equivalents.

На фиг. 3 представлена электропневматическая система 300 управления экстренным и эксплуатационным торможением одной или нескольких единиц железнодорожного подвижного состава, содержащей множество вагонов, согласно первому варианту реализации изобретения.In FIG. 3 shows an electro-pneumatic emergency and service braking control system 300 for one or more railroad vehicles containing a plurality of cars according to a first embodiment of the invention.

Эта электропневматическая система 300 управления экстренным и эксплуатационным торможением содержит множество электропневматических модулей 311, 311', … 311n генерации тормозного давления, предназначенных для создания соответствующих тормозных давлений 309, 309', … 309n для соответствующих тормозных устройств 310, 310', … 310n.This electro-pneumatic emergency and service braking control system 300 includes a plurality of electro-pneumatic brake pressure generating modules 311, 311', ... 311n to generate respective brake pressures 309, 309', ... 309n for the respective brake devices 310, 310', ... 310n.

Эти электропневматические модули 311, 311', … 311n генерации тормозного давления питаются сжатым воздухом 304, поступающим, например, из некоего вспомогательного бака, не показанного на фиг. 3.These electro-pneumatic brake pressure generating modules 311, 311', ... 311n are fed with compressed air 304 coming from, for example, an auxiliary tank not shown in FIG. 3.

Каждый электропневматический модуль 311, 311', … 311n генерации тормозного давления может быть реализован, например, точно так же, как базовый вариант реализации электропневматических модулей УЭПУ, показанных на фиг. 1.Each electro-pneumatic module 311, 311', ... 311n of generating brake pressure can be implemented, for example, in exactly the same way as the basic implementation of the electro-pneumatic modules UEPU shown in FIG. one.

Иное исполнение электропневматических модулей 311, 311', … 311n генерации тормозного давления может совпадать, например, с альтернативным вариантом реализации электропневматических модулей УЭПУ, показанным на фиг. 2: это те же модули УЭПУ, но с электромагнитными клапанами 200 и 201, которые служат для прямого наполнения и опорожнения соответствующих цилиндров ТЦ. Посредством соответствующего кодирования сигналов управления электромагнитными клапанами 200 и 201 электронный блок БУТ может увеличивать, поддерживать или сбрасывать давление непосредственно в тормозных цилиндрах ТЦ.Another version of the electro-pneumatic modules 311, 311', ... 311n of generating brake pressure may coincide, for example, with an alternative implementation of the electro-pneumatic modules UEPU shown in FIG. 2: these are the same UEPU modules, but with solenoid valves 200 and 201, which serve for direct filling and emptying of the corresponding TC cylinders. By appropriately encoding the control signals of the solenoid valves 200 and 201, the BUT electronic unit can increase, maintain or relieve pressure directly in the brake cylinders of the TC.

На фиг. 3 управление электромагнитными клапанами (не показанными на фиг. 3) внутри каждого электропневматического модуля 311, 311', … 311N генерации тормозного давления обеспечивается двумя или более парами электрических сигналов 312, 312', … 312n. Функциональный режим указанных электромагнитных клапанов аналогичен режиму клапанов на фиг. 1 и 2 для модулей УЭПУ.In FIG. 3, solenoid valves (not shown in FIG. 3) inside each electro-pneumatic brake pressure generation module 311, 311', ... 311N are controlled by two or more pairs of electrical signals 312, 312', ... 312n. The functional mode of said solenoid valves is similar to that of the valves in FIG. 1 and 2 for UEPU modules.

Помимо клапанов, электропневматическая система 300 управления экстренным и эксплуатационным торможением содержит устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения, задачей которого является прием множества сигналов веса 302, 302', … 302n, указывающих массы соответствующих вагонов, сигнала 315 запроса экстренного торможения, предназначенного для создания запроса на экстренное торможение, и множества сигналов 313, 313', … 313n фактического давления, за которые принимаются значения тормозного давления воздуха 309, 309', … 309n, создаваемого соответствующими модулями 311, 311', … 311n генерации тормозного давления.In addition to the valves, the electro-pneumatic emergency and service braking control system 300 includes an emergency braking pressure control and monitoring device 301 whose task is to receive a plurality of weight signals 302, 302', ... 302n indicating the masses of the respective cars, an emergency braking request signal 315 to generate request for emergency braking, and a set of signals 313, 313', ... 313n of the actual pressure, for which the values of the brake air pressure 309, 309', ... 309n, created by the corresponding modules 311, 311', ... 311n of generating brake pressure are taken.

Упомянутые сигналы 313, 313', … 313n фактического давления могут вырабатываться, например, не показанными на фиг. 3 датчиками давления, каждый из которых рассчитан на измерение тормозного давления 309, 309', … 309n.Said actual pressure signals 313, 313', ... 313n can be generated, for example, not shown in FIG. 3 pressure sensors, each designed to measure brake pressure 309, 309', ... 309n.

Сигнал 315 запроса экстренного торможения может поступать, например, из не показанного на чертежах аварийного контура единицы подвижного состава.The emergency brake request signal 315 may come from, for example, an emergency circuit of the rolling stock not shown in the drawings.

Упомянутое устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения, помимо основного назначения, может дополнительно генерировать множество непрерывных во времени сигналов запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n, причем каждый из упомянутых сигналов запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n вычисляется из мгновенных значений соответствующих сигналов 302, 302', … 302n весов соответствующих вагонов и заранее выбранного коэффициента сухого сцепления колеса с рельсом ц по известным специалистам формулам.Said emergency brake pressure control and monitoring device 301, in addition to the main purpose, can additionally generate a plurality of time-continuous emergency brake pressure request signals 316, 316', ... 316n, each of said emergency brake pressure request signals 316, 316', … 316n is calculated from the instantaneous values of the respective weight signals 302, 302', … 302n of the respective wagons and the preselected coefficient of dry adhesion of the wheel to the rail z according to formulas known to specialists.

Предпочтительно, устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения, помимо приема множества сигналов веса 302, 302', … 302n, указывающих массы соответствующих вагонов, сигнала 315 запроса экстренного торможения, предназначенного для создания запроса на экстренное торможение, и множества сигналов 313, 313', … 313n фактического давления, за которые принимаются значения тормозного давления воздуха 309, 309', … 309n, создаваемого соответствующими модулями 311, 311', … 311n генерации тормозного давления, может быть также дополнительно рассчитано на прием сигнала 320 скорости, указывающего мгновенную скорость транспортного средства.Preferably, the emergency brake pressure control and monitoring device 301, in addition to receiving a plurality of weight signals 302, 302', ... 302n indicating the masses of the respective cars, an emergency brake request signal 315 for generating an emergency brake request, and a plurality of signals 313, 313' , ... 313n of the actual pressure, which are taken as the values of the brake air pressure 309, 309', ... 309n, created by the respective modules 311, 311', ... 311n of generating brake pressure, can also be additionally calculated to receive a speed signal 320 indicating the instantaneous speed of the vehicle funds.

Упомянутое устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения может быть выполнено с возможностью генерировать множество непрерывных во времени сигналов 316, 316', … 316n запроса подачи давления экстренного торможения, каждый из которых вычисляется из мгновенных значений соответствующих сигналов 302, 302', … 302n весов соответствующих вагонов и заранее установленного коэффициента сухого сцепления колеса с рельсом ц, значение которого постоянно оценивается в реальном времени устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения по формуле, коэффициенты которой постоянно хранятся в энергонезависимой памяти упомянутого устройства 301 управления и контроля давления экстренного торможения, причем упомянутая формула дает значения коэффициента сухого сцепления колеса с рельсом ц как функции скорости поезда, указываемой сигналом скорости 320.Said emergency brake pressure control and monitoring device 301 may be configured to generate a plurality of time-continuous emergency brake pressure request signals 316, 316', ... 316n, each of which is calculated from the instantaneous values of the respective scale signals 302, 302', ... 302n of the corresponding wagons and a predetermined coefficient of dry adhesion of the wheel to the rail u, the value of which is constantly estimated in real time by the emergency braking pressure control and monitoring device 301 according to the formula, the coefficients of which are permanently stored in the non-volatile memory of the said emergency braking pressure control and monitoring device 301, and the mentioned the formula gives the values of the coefficient of dry adhesion of the wheel to the rail q as a function of the speed of the train, indicated by the speed signal 320.

Упомянутое устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения представляет собой электронный блок.Said emergency braking pressure control and monitoring device 301 is an electronic unit.

Далее, электропневматическая система 300 управления экстренным и эксплуатационным торможением содержит модуль 303 генерации давления экстренного торможения, который питается упомянутым сжатым воздухом 304, поступающим от источника питания. Этот модуль 303 генерации давления экстренного торможения предназначен для создания давления экстренного торможения 306, подаваемого на множество электропневматических модулей 311, 311', … 311n генерации тормозного давления.Further, the emergency and service braking electro-pneumatic control system 300 includes an emergency braking pressure generation module 303, which is powered by said compressed air 304 supplied from a power source. This emergency braking pressure generation module 303 is designed to generate an emergency braking pressure 306 supplied to a plurality of electro-pneumatic brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n.

Источником сжатого воздуха 304 может быть, например, дополнительный резервуар, не показанный на чертежах.The source of compressed air 304 may be, for example, an additional tank, not shown in the drawings.

Кроме того, в электропневматическую систему 300 управления экстренным и эксплуатационным торможением входит устройство 307 управления торможением, предназначенное для приема сигналов веса 302, 302', … 302n, сигнала 315 запроса экстренного торможения, сигнала 308 запроса эксплуатационного торможения, сигналов 313, 313', … 313n фактического давления и сигналов 316, 316', … 316n запроса подачи давления экстренного торможения.In addition, the emergency and service braking electro-pneumatic control system 300 includes a brake control device 307 for receiving weight signals 302, 302', ... 302n, emergency brake request signal 315, service brake request signal 308, signals 313, 313', ... 313n of the actual pressure and signals 316, 316', ... 316n to request the application of emergency braking pressure.

Сигналы 316, 316', … 316n запроса подачи давления экстренного торможения генерируются устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения и передаются на устройство 307 управления торможением, например, но не исключительно, средствами последовательной связи или в виде набора аналоговых сигналов с модуляцией по напряжению, силе тока или ширине импульса (ШИМ).The emergency brake pressure request signals 316, 316', ... 316n are generated by the emergency brake pressure control and monitoring device 301 and transmitted to the brake control device 307, for example, but not exclusively, by means of serial communication or as a set of voltage modulated analog signals, current or pulse width (PWM).

Устройство 307 управления торможением предназначено для подачи пар сигналов управления 312, 312', … 312n. Посредством соответствующего кодирования пар сигналов управления 312, 312', … 312n устройство 307 управления торможением может увеличивать, поддерживать или уменьшать тормозные давления 309, 309', … 309n.The braking control device 307 is designed to supply pairs of control signals 312, 312', ... 312n. By appropriately encoding the pairs of control signals 312, 312', ... 312n, the braking control device 307 can increase, maintain or decrease the braking pressures 309, 309', ... 309n.

Как указывалось выше, увеличение, поддержание или уменьшение тормозных давлений 309, 309', … 309n может быть осуществлено путем изменения положений электромагнитных клапанов, входящих в модули 311, 311', … 311n генерации тормозного давления.As mentioned above, the increase, maintenance or decrease of brake pressures 309, 309', ... 309n can be carried out by changing the positions of the solenoid valves included in the modules 311, 311', ... 311n generating brake pressure.

Упомянутое устройство 307 управления торможением также представляет собой электронный блок. Электронная архитектура устройства 307 управления торможением не зависит от электронной архитектуры устройства 301 управления и контроля давления экстренного торможения.Said brake control device 307 is also an electronic unit. The electronic architecture of the brake control device 307 is independent of the electronic architecture of the emergency brake pressure control and monitoring device 301 .

Как видно на Фиг. 3, электропневматическая система 300 управления экстренным и эксплуатационным торможением также включает в себя первое устройство 318 экстренного переключения, имеющее несколько контактных пар 317, 317', … 317n между устройством 307 управления торможением и модулями 311, 311', … 311n генерации тормозного давления.As seen in FIG. 3, the electro-pneumatic emergency and service brake control system 300 also includes a first emergency switching device 318 having a plurality of contact pairs 317, 317', ... 317n between the brake control device 307 and brake pressure generating modules 311, 311', ... 311n.

Первое устройство 318 экстренного переключения управляется управляющим сигналом 319, генерируемым устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения.The first emergency switch device 318 is controlled by the control signal 319 generated by the emergency brake pressure control and monitoring device 301 .

Контактные пары 317, 317', … 317n предназначены для передачи пар сигналов управления 312, 312', … 312n от устройства 307 управления торможением к соответствующим модулям 311, 311', … 311n генерации тормозного давления при замыкании, что позволяет устройству 307 управления торможением управлять упомянутыми модулями 311, 311' … 311n генерации тормозного давления путем создания, поддержания или сброса тормозных давлений 309, 309', … 309n.Contact pairs 317, 317', ... 317n are designed to transmit pairs of control signals 312, 312', ... 312n from the brake control device 307 to the respective brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n, which allows the brake control device 307 to control mentioned modules 311, 311' ... 311n generating brake pressure by creating, maintaining or releasing brake pressures 309, 309', ... 309n.

При размыкании же контактные пары 317, 317', … 317n блокируют передачу пар сигналов управления 312, 312', … 312n от устройства 307 управления торможением к соответствующим модулям 311, 311', … 311n генерации тормозного давления, тем самым заставляя упомянутые модули 311, 311', … 311n выдавать на линии тормозных давлений 309, 309', … 309n давление экстренного торможения 306.When opened, the contact pairs 317, 317', ... 317n block the transmission of pairs of control signals 312, 312', ... 312n from the braking control device 307 to the corresponding brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n, thereby causing the mentioned modules 311, 311', … 311n supply emergency braking pressure 306 to the brake pressure lines 309, 309', … 309n.

В одном варианте реализации контактные пары 317, 317', … 317n первого устройства 318 экстренного переключения могут быть замкнуты устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения, когда сигнал 315 запроса экстренного торможения не требует экстренного торможения или когда сигнал 315 запроса экстренного торможения требует экстренного торможения, но сигналы 313, 313', … 313n фактического давления, указывающие значения 309, 309', … 309n тормозных давлений, уже соответствуют значениям сигнала запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n.In one embodiment, the contact pairs 317, 317', ... 317n of the first emergency switch device 318 can be closed by the emergency brake pressure control and monitoring device 301 when the emergency brake request signal 315 does not require emergency braking or when the emergency brake request signal 315 requires emergency braking. , but the actual pressure signals 313, 313', ... 313n indicating brake pressure values 309, 309', ... 309n already correspond to the values of the emergency brake pressure request signal 316, 316', ... 316n.

Контактные пары 317, 317', … 317n первого устройства 318 экстренного переключения могут быть переведены в нормально разомкнутое состояние устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения, когда сигнал 315 запроса экстренного торможения требует экстренного торможения и значение хотя бы одного из сигналов 313, 313', … 313n фактического давления, указывающих значения 309, 309', … 309n тормозных давлений, отличается от значения соответствующего сигнала запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n. Таким образом устройство 307 управления торможением блокирует подачу сигналов управления 312, 312', … 312n на электропневматические модули 311, 311', … 311n генерации тормозного давления. Как следствие, электромагнитные клапаны модулей 311, 311', … 311n генерации тормозного давления принудительно переводятся в отключенное состояние и в результате вынуждены выдавать давление экстренного торможения 306, подаваемое модулем 303 генерации давления экстренного торможения, в качестве тормозных давлений 309, 309', … 309n.The contact pairs 317, 317', ... 317n of the first emergency switch device 318 can be switched to the normally open state by the emergency brake pressure control and monitoring device 301 when the emergency brake request signal 315 requires emergency braking and the value of at least one of the signals 313, 313' , ... 313n of the actual pressure indicating brake pressure values 309, 309', ... 309n differs from the value of the corresponding emergency brake pressure request signal 316, 316', ... 316n. Thus, the brake control device 307 blocks the supply of control signals 312, 312', ... 312n to the electro-pneumatic modules 311, 311', ... 311n of generating brake pressure. As a consequence, the solenoid valves of the brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n are forcibly turned off and as a result are forced to output the emergency braking pressure 306 supplied by the emergency braking pressure generation module 303 as brake pressures 309, 309', ... 309n .

В другом варианте реализации настоящего изобретения, представленном на фиг. 4, электропневматическая система управления экстренным и эксплуатационным торможением может дополнительно иметь второе устройство 314 экстренного переключения, которое имеет свой набор контактных пар 330, 330', … 330n и управляется сигналом 315 запроса экстренного торможения.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the electro-pneumatic emergency and service braking control system may additionally have a second emergency switching device 314 which has its own set of contact pairs 330, 330', ... 330n and is controlled by an emergency brake request signal 315.

Упомянутые контактные пары 330, 330', … 330n второго устройства 314 экстренного переключения находятся между устройством 307 управления торможением и модулями 311, 311', … 311n генерации тормозного давления и подключены параллельно соответствующим контактным парам 317, 317', … 317n упомянутого первого устройства 318 экстренного переключения.Said contact pairs 330, 330', ... 330n of the second emergency switching device 314 are located between the braking control device 307 and the brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n and are connected in parallel to the respective contact pairs 317, 317', ... 317n of said first device 318 emergency switch.

Упомянутые контактные пары 330, 330', … 330n второго устройства 314 экстренного переключения замыкаются, когда сигнал 315 запроса экстренного торможения не требует экстренного торможения, и переводятся в нормально разомкнутое состояние, когда сигнал 315 запроса экстренного торможения имеет значение, которое указывает на запрос экстренного торможения.Said contact pairs 330, 330', . .

Как можно видеть на фиг. 4, замкнутое состояние контактов 330, 330', … 330n позволяет подключать пары сигналов управления 312, 312', … 312n от устройства 307 управления торможением к электропневматическим модулям 311, 311', … 311n генерации тормозного давления, тем самым позволяя устройству 307 управления торможением увеличивать, поддерживать или уменьшать тормозные давления 309, 309', … 309n независимо друг от друга, как описано выше.As can be seen in FIG. 4, the closed state of contacts 330, 330', ... 330n allows pairs of control signals 312, 312', ... 312n to be connected from the brake control device 307 to the electro-pneumatic brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n, thereby allowing the brake control device 307 to increase, maintain or decrease the brake pressures 309, 309', ... 309n independently of each other as described above.

Разомкнутое же состояние контактов 330, 330', … 330n препятствует подключению пар сигналов управления 312, 312', … 312n от устройства 307 управления торможением к модулям 311, 311', … 311n генерации тормозного давления. Тем самым блокируется управление устройством 307 управления торможением электропневматическими модулями 311, 311', … 311n генерации тормозного давления. В этом состоянии электропневматические модули 311, 311', … 311n генерации тормозного давления находятся в обесточенном состоянии, показанном на фиг. 4, и тормозные давления 309, 309', … 309n принимают значения, равные давлению экстренного торможения 306.The open state of the contacts 330, 330', ... 330n prevents the connection of pairs of control signals 312, 312', ... 312n from the brake control device 307 to the brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n. This blocks the control of the brake control device 307 by the electro-pneumatic modules 311, 311', ... 311n of generating brake pressure. In this state, the brake pressure generation electro-pneumatic modules 311, 311', ... 311n are in the de-energized state shown in FIG. 4 and the braking pressures 309, 309', ... 309n take on the same values as the emergency braking pressure 306.

В этом втором варианте реализации упомянутые контактные пары 317, 317', … 317n первого устройства 318 экстренного переключения могут быть как разомкнутыми, так и замкнутыми по сигналу управления 319, если сигнал 315 запроса экстренного торможения не требует экстренного торможения.In this second embodiment, said contact pairs 317, 317', ... 317n of the first emergency switch device 318 can be either open or closed by control signal 319 if the emergency brake request signal 315 does not require emergency braking.

Если же сигнал 315 запроса экстренного торможения требует экстренного торможения, но сигналы 313, 313', … 313n фактического давления, указывающие значения 309, 309', … 309n тормозных давлений, уже соответствуют значениям сигнала запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n, то упомянутые контактные пары 317, 317', … 317n первого устройства 318 экстренного переключения замыкаются.If the emergency brake request signal 315 requires emergency braking, but the actual pressure signals 313, 313', ... 313n indicating brake pressure values 309, 309', ... 309n already correspond to the values of the emergency brake pressure request signal 316, 316', ... 316n, said contact pairs 317, 317', ... 317n of the first emergency switching device 318 are closed.

Упомянутые контактные пары 317, 317', … 317n первого устройства 318 экстренного переключения могут быть переведены в нормально разомкнутое состояние устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения, когда сигнал 315 запроса экстренного торможения требует экстренного торможения и значение хотя бы одного из сигналов 313, 313', … 313n фактического давления, указывающих значения 309, 309', … 309n тормозных давлений, отличается от значения соответствующего сигнала запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n.Said contact pairs 317, 317', ... 317n of the first emergency switch device 318 can be switched to the normally open state by the emergency brake pressure control and monitoring device 301 when the emergency brake request signal 315 requires emergency braking and the value of at least one of the signals 313, 313 ', ... 313n of the actual pressure indicating brake pressure values 309, 309', ... 309n differs from the value of the corresponding emergency brake pressure request signal 316, 316', ... 316n.

Когда же контактные пары 317, 317', … 317n замкнуты, передача пар сигналов управления 312, 312', … 312n от устройства 307 управления торможением к пневматическим модулям 311, 311', … 311n генерации тормозного давления разрешена, так что значения сигналов запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n передаются соответствующим значениям тормозного давления 309, 309', … 309n.When the contact pairs 317, 317', ... 317n are closed, transmission of the pairs of control signals 312, 312', ... 312n from the brake control device 307 to the brake pressure generation pneumatic modules 311, 311', ... 311n is enabled, so that the values of the supply request signals the emergency braking pressures 316, 316', ... 316n are transferred to the respective brake pressure values 309, 309', ... 309n.

Следовательно, когда контактные пары 317, 317', … 317n разомкнуты, модули 311, 311', … 311n генерации тормозного давления принудительно переводятся в отключенное состояние, показанное на фиг. 4, и в результате вынуждены выдавать давление экстренного торможения 306, подаваемое модулем 303, в качестве тормозных давлений 309, 309', … 309n.Therefore, when the contact pairs 317, 317', ... 317n are open, the brake pressure generation modules 311, 311', ... 311n are forced into the off state shown in FIG. 4 and as a result are forced to output the emergency braking pressure 306 supplied by the module 303 as brake pressures 309, 309', ... 309n.

Первое и второе переключающие устройства 314 и 318 во всех вариантах реализации могут представлять собой, например, реле или устройства на базе твердотельных компонентов, в том числе, возможно, с применением оптронов для гальванической развязки между сигналом запроса экстренного торможения 315 и сигналами устройства 307 управления торможением.The first and second switching devices 314 and 318 in all implementations can be, for example, relays or devices based on solid state components, including, possibly, using optocouplers for galvanic isolation between the emergency brake request signal 315 and the signals of the brake control device 307 .

Поскольку давление экстренного торможения 306 равно общему давлению питания всех электромагнитных клапанов, принадлежащих всем модулям 311, 311', … 311n генерации тормозного давления, максимальное давление, которое могут создавать указанные модули 311, 311', … 311n, совпадает с величиной давления экстренного торможения 306. Следовательно, учитывая также, что величина давления экстренного торможения для каждого канала торможения обычно равна максимальному значению давления эксплуатационного торможения для каждого из упомянутых каналов, давление экстренного торможения 306 должно всегда иметь значение, по меньшей мере равное или большее, чем самый высокий из запросов подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n.Since the emergency braking pressure 306 is equal to the total supply pressure of all solenoid valves belonging to all brake pressure generating modules 311, 311', ... 311n, the maximum pressure that these modules 311, 311', ... 311n can generate is the same as the emergency braking pressure 306 Therefore, considering also that the amount of emergency braking pressure for each braking channel is usually equal to the maximum value of the service braking pressure for each of said channels, the emergency braking pressure 306 should always have a value at least equal to or greater than the highest of the supply requests. emergency brake pressure 316, 316', … 316n.

Этот технический результат может быть достигнут, если модуль 303 генерации давления экстренного торможения будет иметь конструкцию, эквивалентную, например, но не исключительно, конструкции пневматических модулей МЭПУ на фиг. 1, 5 или 6.This technical result can be achieved if the emergency braking pressure generation module 303 has a design equivalent, for example, but not exclusively, to the design of the MEPU pneumatic modules in FIG. 1, 5 or 6.

Модуль 303 генерации давления экстренного торможения управляется устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения при посредстве сигналов управления и обратной связи 305, представленных на фиг. 1 как сигналы управления электромагнитными клапанами 5 и 7, и сигнала обратной связи, поступающего от датчика давления 9, причем указанная функция управления устроена так, чтобы иметь наготове давление экстренного торможения 306 в любой момент времени. Устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения для управления модулем 303 генерации давления экстренного торможения в любой данный момент времени принимает наибольшее из значений сигналов запроса подачи давления экстренного торможения 316, 316', … 316n за давление экстренного торможения 306, причем указанные значения вычисляются в любой момент времени для каждого веса вагона 302, 302', … 302n и, возможно, для каждого доступного максимального значения коэффициента сцепления как функции мгновенной скорости транспортного средства, указываемой сигналом скорости 320.The emergency brake pressure generation unit 303 is controlled by the emergency brake pressure control and monitoring device 301 through the control and feedback signals 305 shown in FIG. 1 as control signals for solenoid valves 5 and 7 and a feedback signal from a pressure sensor 9, said control function being configured to have emergency braking pressure 306 ready at all times. The emergency brake pressure control and monitoring device 301 for controlling the emergency brake pressure generation module 303 at any given time takes the largest of the emergency brake pressure request signals 316, 316', ... 316n for the emergency brake pressure 306, these values being calculated at any given time. point in time for each wagon weight 302, 302', ... 302n, and possibly for each available maximum friction coefficient as a function of the instantaneous vehicle speed indicated by the speed signal 320.

Упомянутый модуль 303 генерации давления экстренного торможения может представлять собой пневматический модуль на основе пневматического клапана для создания постоянного давления экстренного торможения 306.Said emergency braking pressure generating module 303 may be a pneumatic module based on a pneumatic valve for generating a constant emergency braking pressure 306.

Другим, но не последним чрезвычайно простым иллюстративным способом создания давления экстренного торможения 306 является использование в качестве модуля 303 генерации давления экстренного торможения предохранительного клапана с постоянной настройкой на давление, равное большему из возможных значений давления экстренного торможения при максимальном весе, рассчитанное на стадии проектирования системы. В таком варианте реализации изобретения сигналы управления и обратной связи 305 сводятся к простой функции обратной связи для непрерывного контроля давления 306.Another, but not the least, extremely simple exemplary method of generating emergency brake pressure 306 is to use a permanently set relief valve as the emergency brake pressure generation module 303 to the highest possible emergency brake pressure at maximum weight calculated at the system design stage. In such an embodiment, the control and feedback signals 305 are reduced to a simple feedback function for continuous pressure control 306.

Предпочтительно, чтобы достаточно простое устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения было разработано на уровне безопасности SIL≥3 по стандартам EN50128 и EN50129, а гораздо более сложное устройство 307 управления торможением было разработано на уровне безопасности SIL≤2 по стандартам EN50128 и EN50129.Preferably, the rather simple emergency brake control and monitoring device 301 is designed at SIL≥3 according to EN50128 and EN50129, and the much more complex brake control device 307 is designed at SIL≤2 according to EN50128 and EN50129.

Тогда, даже несмотря на низкий уровень безопасности SIL≤2 устройства 307 управления торможением и, следовательно, его непригодность для самостоятельного управления экстренным торможением, оно может осуществлять управление давлениями экстренного торможения под непрерывным контролем устройства 301 управления и контроля давления экстренного торможения, которое разрабатывается на высоком уровне безопасности SIL≥3. Как описано выше, во время экстренного торможения устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения проверяет, соответствуют ли значения тормозных давлений 309, 309', … 309n ожидаемым, то есть соответствующим значениям 316, 316', … 316n, в пределах предварительно установленных допусков. Если указанные тормозные давления 309, 309', … 309n не соответствуют ожидаемым значениям, т.е. соответствующим значениям 316, 316', … 316n, в пределах предварительно установленных допусков, то устройство 301 управления и контроля давления экстренного торможения «надежно» квалифицирует возможную неисправность устройства 307 управления торможением и затем «надежно» доводит тормозные давления 309, 309', … 309n до величины давления аварийного торможения 306 путем отключения первого и второго переключающих устройств 318 и 314.Then, even though the brake control device 307 has a low safety level SIL≤2 and is therefore unsuitable for emergency brake control on its own, it can control the emergency brake pressures under the continuous control of the emergency brake pressure control and monitoring device 301, which is developed at a high level. safety level SIL≥3. As described above, during emergency braking, the emergency braking pressure control and monitoring device 301 checks whether the values of the brake pressures 309, 309', ... 309n are within the expected values, i.e., the corresponding values 316, 316', ... 316n, within predetermined tolerances. If the indicated braking pressures 309, 309', ... 309n do not correspond to the expected values, i.e. corresponding values 316, 316', ... 316n, within the pre-set tolerances, the emergency brake pressure control and monitoring device 301 "reliably" qualifies a possible malfunction of the brake control device 307 and then "reliably" adjusts the brake pressures 309, 309', ... 309n to the emergency braking pressure 306 by turning off the first and second switching devices 318 and 314.

Каждая из тормозных групп 310, 310', … 310n может обеспечивать торможение как разных осей, так и разных тележек одной и той же единицы подвижного состава или железнодорожного состава из нескольких единиц.Each of the brake groups 310, 310', ... 310n can provide braking of both different axles and different bogies of the same rolling stock unit or a train of several units.

Таким образом, описанные выше варианты реализации изобретения позволяют дифференцировать выходные давления системы по весам на разных тележках даже при экстренном торможении, что соответствует общему уровню безопасности SIL≥3 благодаря непрерывному контролю и наличию запасного решения на случай отказа устройства 307 управления торможением, реализуемому устройством 301 управления и контроля давления экстренного торможения, которое само по себе рассчитано на работу с уровнем безопасности SIL≥3.Thus, the embodiments of the invention described above make it possible to differentiate the output pressures of the system by weights on different bogies even during emergency braking, which corresponds to the overall safety level SIL≥3 due to continuous monitoring and the presence of a backup solution in case of failure of the brake control device 307 implemented by the control device 301 and control of the emergency braking pressure, which itself is designed to operate with a safety level of SIL≥3.

Были описаны различные аспекты и варианты реализации электропневматической системы управления экстренным и эксплуатационным торможением одной или нескольких единиц железнодорожного подвижного состава согласно настоящему изобретению. Предполагается, что каждый вариант реализации может быть объединен с любым другим вариантом реализации. Кроме того, изобретение не ограничено описанными вариантами реализации, но может варьироваться в рамках, определенных прилагаемой формулой изобретения.Various aspects and embodiments of an electro-pneumatic control system for emergency and service braking of one or more units of railway rolling stock according to the present invention have been described. It is contemplated that each implementation may be combined with any other implementation. In addition, the invention is not limited to the embodiments described, but may vary within the scope defined by the appended claims.

Claims

1. An electro-pneumatic control system (300) for emergency and operational braking, in particular for at least one railway vehicle containing a plurality of bogies, characterized in that it includes:

- a plurality of modules (311, 311', ... 311n) for generating brake pressure, fed by compressed air (304) and designed to create a plurality of corresponding brake pressures (309, 309', ... 309n) for the respective brake groups (310, 310', ... 310n);

- an emergency braking pressure control and monitoring device (301), the task of which is to receive a plurality of weight signals (302, 302', ... 302n) indicating the weight carried by each bogie, an emergency braking request signal (315) for emergency braking, and a set of signals (313, 313', ... 313n) of the actual pressure, for which the brake pressure values (309, 309', ... 309n) are taken, created by the corresponding modules (311, 311', ... 311n) of generating brake pressure;

wherein said emergency braking pressure control and monitoring device (301) is an electronic architecture;

wherein said emergency brake pressure control and monitoring device (301) can generate a plurality of time-continuous emergency brake request signals (316, 316', ... 316n) indicating the values of the requested emergency brake pressure for the respective brake pressure generation modules (311, 311', … 311n);

- an emergency braking pressure module (303) fed by compressed air (304) and designed to generate an emergency braking pressure (306) supplied to the modules (311, 311', ... 311n) of generating brake pressure;

- a braking control device (307) designed to receive a plurality of weight signals (302, 302', ... 302n), an emergency braking request signal (315), a service braking request signal (308) designed to indicate the level of a service braking request, signals of the actual pressure (313, 313', ... 313n), a plurality of emergency braking pressure request signals (316, 316', ... 316n) generated by the emergency braking pressure control and monitoring device (301) and intended to indicate the requested emergency braking pressure values for each module (311, 311', ... 311n) generating brake pressure;

moreover, said braking control device (307) is capable of generating a plurality of pairs of control signals (312, 312', ... 312n), through which the respective brake pressure generation modules (311, 311', ... 311n) are controlled, creating the corresponding brake pressures (309, 309 ', ... 309n) depending on the value of the service brake request signal (308) and the corresponding weight signals (302, 302', ... 302n), when the emergency brake request signal (315) does not require emergency braking, and generating brake pressures (309, 309', ... 309n) depending on the values of the emergency brake pressure request signals (316, 316', ... 316n) when the emergency brake request signal (315) requires emergency braking; wherein said braking control device (307) is an electronic unit with an architecture independent of the architecture of the electronic part of the emergency braking pressure control and monitoring device (301);

- the first emergency switching device (318), containing a plurality of contact pairs (317, 317', ... 317n) between the braking control device (307) and modules (311, 311', ... 311n) generating brake pressure and controlled by a control signal (319) , generated by the device (301) control and monitoring of the pressure of emergency braking;

moreover, the contact pairs (317, 317', ... 317n) are designed to transmit pairs of control signals (312, 312', ... 312n) from the braking control device (307) to the corresponding modules (311, 311', ... 311n) of generating brake pressure when closing, which allows the braking control device (307) to control said brake pressure generating modules (311, 311', ... 311n) by creating, maintaining or releasing brake pressures (309, 309', ... 309n);

moreover, when opening, the contact pairs (317, 317', ... 317n) block the transmission of pairs of control signals (312, 312', ... 312n) from the braking control device (307) to the corresponding modules (311, 311', ... 311n) of generating brake pressure , thereby causing said modules (311, 311', ... 311n) to deliver emergency braking pressure (306) to the brake pressure lines (309, 309', ... 309n).

2. Electro-pneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to claim 1,

- characterized in that the contact pairs (317, 317', ... 317n) of the first emergency switching device (318) are transferred to the closed state by the emergency braking pressure control and monitoring device (301) when the emergency braking request signal (315) does not require emergency braking or when the emergency brake request signal (315) requires emergency braking, but the actual pressure signals (313, 313', ... 313n) indicating brake pressure values (309, 309', ... 309n) already correspond to the values of the emergency brake pressure request signal (316, 316', … 316n);

- characterized in that the contact pairs (317, 317', ... 317n) of the first emergency switching device (318) can be switched to the normally open state by the emergency braking pressure control and monitoring device (301) when the emergency braking request signal (315) requires emergency braking and the value of at least one of the actual pressure signals (313, 313', ... 313n) indicating the brake pressure values (309, 309', ... 309n) differs from the value of the corresponding emergency braking pressure request signal (316, 316' , … 316n).

3. The electro-pneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to claim 1, additionally including a second emergency switching device (314), which has its own set of contact pairs (330, 330', ... 330n) and is controlled by an emergency braking request signal (315) ;

moreover, said contact pairs (330, 330', ... 330n) of the second emergency switching device (314) are located between the braking control device (307) and brake pressure generation modules (311, 311', ... 311n) and are connected in parallel to the corresponding contact pairs (317 , 317', ... 317n) of said first emergency switch device (318);

moreover, said contact pairs (330, 330', ... 330n) of the second emergency switching device (314) are closed when the emergency braking request signal (315) does not require emergency braking, and are transferred to the normally open state when the emergency braking request signal (315) has a value that indicates an emergency braking request;

moreover, the mentioned contact pairs (317, 317', ... 317n) of the first emergency switching device (318) can be both open and closed by the control signal (319), if the emergency braking request signal (315) does not require emergency braking;

moreover, said contact pairs (317, 317', ... 317n) of the first emergency switching device (318) are closed when the emergency braking request signal (315) requires emergency braking, but the actual pressure signals (313, 313', ... 313n) indicating the values (309, 309', … 309n) brake pressures already correspond to the values of emergency brake pressure request signals (316, 316', … 316n);

moreover, the contact pairs (317, 317', ... 317n) of the first emergency switching device (318) are transferred to the normally open state by the emergency braking pressure control and monitoring device (301), when the emergency braking request signal (315) requires emergency braking and the value is at least one of the actual pressure signals (313, 313', ... 313n) indicating brake pressure values (309, 309', ... 309n) differs from the corresponding value among emergency braking pressure request signals (316, 316', ... 316n).

4. An electro-pneumatic control system for emergency and service braking of a vehicle according to any of the preceding claims, characterized in that said emergency braking pressure generation module (303) is a pneumatic module based on a pneumatic valve for generating a constant emergency braking pressure (306).

5. The electro-pneumatic control system for emergency and service braking of the vehicle according to the previous paragraph, characterized in that said emergency braking pressure generation module (303) is a pneumatic module based on a pneumatic valve for generating a constant emergency braking pressure (306) equal to the emergency braking pressure for which of the bogies under control that carries the largest allowable weight.

6. Electropneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that said emergency braking pressure generation module (303) is an electro-pneumatic module designed to generate an emergency braking pressure value (306) as a function of control and feedback signals (305) generated by the control device (301) and emergency braking pressure control; moreover, the exchange of said control and feedback signals (305) is carried out between the emergency braking pressure control and monitoring device (301) and the said electro-pneumatic module (303) for generating emergency braking pressure.

7. The electro-pneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to the previous paragraph, characterized in that the said value of the emergency braking pressure (306) is calculated by the device (301) for controlling and monitoring the emergency braking pressure in real time from the largest of the weight signals (302, 302 ', … 302n) and a preselected coefficient of dry adhesion of the wheel to the rail μ, which characterizes the contact between the wheel and the rail.

8. The electro-pneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to claim 6, characterized in that the said value of the emergency braking pressure (306) is calculated by the device (301) for controlling and monitoring the emergency braking pressure in real time according to the largest of the weight signals (302, 302', ... 302n) and the coefficient of dry adhesion of the wheel to the rail μ, calculated in real time by the device (301) for controlling and monitoring the emergency braking pressure as a function of the instantaneous value of the vehicle speed indicated by the speed signal (320).

9. Electro-pneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to the previous paragraphs, characterized in that each of the brake groups (310, 310', ... 310n) brakes different axles of the same unit of the railway vehicle.

10. Electropneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that each of the brake groups (310, 310', ... 310n) provides braking of different bogies of the same unit of a railway vehicle or a train of several units.

11. An electro-pneumatic control system for emergency and service braking of a vehicle according to any of the previous claims, characterized in that said emergency braking pressure control and monitoring device (301) is designed at a safety level of SIL≥3 according to EN50128 and EN50129 standards.

12. An electro-pneumatic control system for emergency and service braking of a vehicle according to any of the previous claims, characterized in that said braking control device (307) is designed at a safety level of SIL≤2 according to EN50128 and EN50129 standards.

13. An electro-pneumatic control system for emergency and service braking of a vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that the first emergency switching device (318) and / or the second emergency switching device (314) is or is based on relays or solid state components.

14. An electro-pneumatic control system for emergency and operational braking of a vehicle according to any of the previous paragraphs, characterized in that the device (301) for controlling and monitoring the emergency braking pressure transmits the values of the emergency braking pressure supply request signals (316, 316', ... 316n) to the device ( 307) braking control via serial communication.

15. The electro-pneumatic control system for emergency and operational braking of the vehicle according to any of the previous paragraphs, characterized in that the device (301) for controlling and monitoring the emergency braking pressure transmits the values of the emergency braking pressure supply request signals (316, 316', ... 316n) to the device ( 307) braking control in the form of a set of analog discrete signals with voltage, current or pulse width (PWM) modulation.