ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2016 года по МПК B60L7/00 B60T17/22 B60T8/17 B61H11/00 

Изобретение касается тормозной системы рельсового транспортного средства, имеющей по меньшей мере один первый электродинамический тормоз, который включает в себя приводной агрегат, имеющий по меньшей мере один приводной двигатель и блок снабжения мощностью для снабжения приводного двигателя в тяговом режиме приводного агрегата, и по меньшей мере один блок регулирования торможения, который имеет соответствующий блок снабжения мощностью и по меньшей мере один блок управления торможением, который в первом режиме торможения управляет соответствующим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия.

Известны рельсовые транспортные средства, у которых тормозная сила создается электрическими двигателями. Преобразуемая во время торможения двигателями в режиме генератора в электрическую энергию энергия движения транспортного средства преобразуется, например, посредством тормозного реостата в тепло или возвращается в сеть электроснабжения железной дороги или же в мобильный аккумулятор.

Наряду с электродинамическим, генераторным тормозом, рельсовые транспортные средства обычно имеют также полноценный фрикционный тормоз, у которого тормозное действие достигается пневматическим, гидравлическим и/или механическим способом.

Обычно у тормозных систем различают виды торможения «рабочее торможение» и «экстренное торможение» (также называемое «быстрое торможение» или, соответственно, «аварийное торможение»). В то время как рабочее торможение служит для уменьшения скорости поезда, в частности, до состояния останова, от экстренного торможения, кроме этого требования, рестриктивно требуется обеспечивать наибольшую возможную безопасность пассажиров, персонала и третьих лиц. Обычно для рабочего торможения предпочтительно применяется электродинамический тормоз.

При экстренном торможении генераторный тормоз, как правило, не применяется без одновременного приведения в действие фрикционного тормоза. Причина этого заключается в более низкой до сих пор отказоустойчивости электродинамического тормоза по сравнению с пневматическим или гидравлическим фрикционным тормозом, так что до сих пор наибольшая возможная надежность торможения может достигаться только посредством фрикционных тормозов.

Однако в экстремальном случае, который обычно имеет место у поездов метро, это означает, что моторный вагон поезда, снабженный фрикционным тормозом и электродинамическим тормозом, имеет, в принципе, два полноценных тормозных устройства, при этом каждое в отдельности в широком диапазоне скорости движения может создавать достаточно большой тормозной момент, чтобы соблюдать заданные тормозные пути, так что в этом отношении одно тормозное устройство могло бы использоваться вместо другого.

Эти два тормозных устройства обладают различными преимуществами. В то время как фрикционный тормоз обеспечивает большую надежность в случае экстренного торможения, генераторный тормоз обладает экономическими преимуществами. Так, например, не наступает износ тормозных накладок и тормозных дисков. Кроме того, возможно частичное использование преобразованной кинетической энергии.

В основе изобретения лежит задача повысить надежность электродинамического тормоза.

Для этого предлагается, чтобы тормозная система рельсового транспортного средства имела по меньшей мере сенсорный блок, который предусмотрен для того, чтобы регистрировать по меньшей мере один показатель тормозного действия для первого режима торможения тормоза, и по меньшей мере одно предусмотренное для первого тормоза независимое от блока регулирования торможения первое устройство контроля торможения, которое предусмотрено для того, чтобы в первом режиме контроля учитывать показатель тормозного действия для выполнения восстанавливающего воздействия в отношении тормоза. При этом может предоставляться тормозная система рельсового транспортного средства, которая обладает предпочтительной возможностью дифференцирования при распознавании и обработке ошибок управления торможением и высокой надежностью в отношении систематических ошибок.

По сравнению с традиционным решением, при котором регистрируется общее замедление рельсового транспортного средства и, в зависимости от него, для всех тормозных систем рельсового транспортного средства выполняется недифференцированное восстанавливающее воздействие, неправильное функционирование блока регулирования торможения может предпочтительным образом распознаваться как касающееся приводного агрегата, и восстанавливающее воздействие может выполняться отдельно для того тормоза, к которому относится этот приводной агрегат.

Если рельсовое транспортное средство имеет по меньшей мере один второй приводной агрегат, который вместе с его блоком снабжения мощностью и по меньшей мере одним предусмотренным приводным двигателем является компонентом второго электродинамического тормоза, посредством предусмотренного для первого тормоза устройства контроля торможения может достигаться предпочтительная локализация потери тормозного действия у приводного агрегата первого тормоза, при этом восстанавливающее воздействие предпочтительно выполняется для первого тормоза, а второй тормоз при выполнении восстанавливающего воздействия предпочтительно остается незатронутым.

Под «учетом» показателя тормозного действия устройством контроля торможения должно, в частности, пониматься, что процесс аналитической обработки и выбора решения, который целесообразным образом реализован в устройстве контроля торможения, осуществляется на основе этого показателя тормозного действия. Если выполнение восстанавливающего воздействия осуществляется на основе нескольких процессов аналитической обработки и выбора решения, все участвующие в них блоки рельсового транспортного средства должны рассматриваться как относящиеся к устройству контроля торможения.

Под «независимым от блока регулирования торможения» устройством контроля торможения должно, в частности, пониматься, что реализованные в устройстве контроля торможения процессы аналитической обработки и выбора решения независимы от процессов блока регулирования торможения первого тормоза. Благодаря независимости устройства контроля торможения от блока регулирования торможения может достигаться предпочтительное разделение функций управления и функций контроля первого тормоза, при этом может достигаться высокая надежность в отношении распространения систематических ошибок от блока управления или, соответственно, регулирования на блок контроля. По сравнению с решением, при котором предусмотренный для приводного агрегата прибор управления приводом участвует в процессе аналитической обработки и выбора решения, может достигаться предпочтительная без обратного действия настройка и контроль электродинамического тормоза.

Предусмотренное для первого тормоза устройство контроля торможения и блок регулирования торможения первого тормоза целесообразным образом выполнены в виде физически отделенных друг от друга блоков.

Например, с помощью устройства контроля торможения может осуществляться сравнение показателя торможения или определенной на его основании величины с номинальным значением для достаточного тормозного действия тормоза. Под «учетом» может, в частности, пониматься «обработка» ил «аналитическая обработка».

Под «показателем тормозного действия для первого режима торможения тормоза» должен, в частности, пониматься показатель, посредством которого может получаться по меньшей мере одно данное о тормозном действии электродинамического тормоза в его первом режиме торможения. На основании показателя тормозного действия может целесообразным образом с помощью устройства контроля торможения определяться предусмотренное для приводного агрегата тормозное действие, которое генерируется или, соответственно, может генерироваться во время осуществления первого режима торможения.

Под «тормозным действием» может, в частности, пониматься тормозная сила или тормозной момент, который может передаваться на колесную пару рельсового транспортного средства. Если приводной агрегат техникой привода связан с ведущей осью, показателем тормозного действия может определяться и учитываться тормозное действие, относящееся к этой ведущей оси. Если приводной агрегат техникой привода связан со всеми ведущими осями, показателем тормозного действия может определяться и учитываться тормозное действие, относящееся к тележке. Тем самым с помощью устройства контроля торможения может предпочтительно определяться и учитываться тормозное действие для каждой оси или, соответственно, для каждой тележки.

Тормозное действие может представлять собой тормозное действие, достигнутое посредством электродинамического тормоза, или тормозное действие, достигаемое при функционировании блока регулирования торможения. В первой из названных альтернатив сенсорный блок служит для того, чтобы регистрировать по меньшей мере один рабочий показатель, такой как, например, мгновенный показатель ускорения, показатель тормозной силы, показатель тормозного момента и т.д. В последней из названных альтернатив сенсорный блок может служить для того, чтобы с помощью активного блока управления торможением аналитически обрабатывать созданные для управления блоком снабжения мощностью сигналы управления, чтобы определять достигаемое с помощью сигналов управления тормозное действие.

Сенсорный блок может быть образован сенсором, который для регистрации показателя тормозного действия целесообразным образом связан с колесной парой рельсового транспортного средства, связанной техникой привода с приводным агрегатом. Сенсорный блок может также иметь набор сенсоров, которые выдают каждый показатель тормозного действия, причем эти показатели тормозного действия могут быть реализованы отличающимся друг от друга образом. Эти показатели тормозного действия могут, например, представлять собой тормозную силу, тормозной момент, замедление, мощность в промежуточном контуре и т.д. Сенсорный блок может использоваться несколькими независимыми устройствами контроля торможения и/или другими функциональными системами рельсового транспортного средства, при этом дополнительный выигрыш в надежности может достигаться за счет того, что сенсорный блок используется без обратного действия. Это может, например, достигаться за счет гальванической развязки проводов между сенсорным блоком и различными системами для поддержания независимости этих систем друг от друга.

Блок снабжения мощностью имеет предпочтительно управляемые электронные элементы, управление которыми осуществляется в тяговом режиме в соответствии со стратегией управления - в отношении определенного достигаемого приводного момента - для снабжения по меньшей мере одного предусмотренного приводного двигателя соответствующей электрической мощностью. Управляемые элементы выполнены, в частности, в виде переключающих или клапанных элементов, которые посредством процессов переключения соответственно стратегии переключения создают силовой ток с согласованным напряжением, частотой и/или силой тока, с помощью которого осуществляется привод предусмотренного приводного двигателя. В частности, блок снабжения мощностью может быть выполнен в виде инвертора, который в тяговом режиме получает необходимую энергию из промежуточного контура, например, промежуточного контура постоянного напряжения.

В режиме торможения электродинамических тормозов управление соответствующими блоками снабжения мощностью или, соответственно, их управляемыми элементами целесообразным образом осуществляется посредством предусмотренного блока управления торможением таким образом, что посредством указанного по меньшей мере одного приводного двигателя, находящегося в активном соединении с блоком снабжения мощностью, создается передаваемый на ось рельсового транспортного средства тормозной момент.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предлагается, чтобы устройство контроля торможения имело по меньшей мере два устройства контроля, благодаря чему может достигаться предпочтительная редундантность в задаче контроля устройства контроля торможения.

В этой связи также предлагается, чтобы устройства контроля были предусмотрены для того, чтобы выполнять по меньшей мере одну функцию контроля первого режима контроля по меньшей мере частично во взаимодействии. Под выполнением функции контроля, которая осуществляется несколькими блоками «по меньшей мере частично во взаимодействии», должно, в частности, пониматься, что эта функция контроля содержит по меньшей мере один функциональный шаг, который выполняется каждым блоком соответственно для получения независимого результата, и по меньшей мере один функциональный шаг, осуществление которого происходит на основе комбинации результатов. Благодаря этому может достигаться сильная защита от систематических ошибок, когда, например, комбинируются друг с другом результаты независимых аналитических обработок показателя тормозного действия в каждом блоке, прежде чем выполняется восстанавливающее воздействие.

Особенно предпочтительно с помощью сенсорного блока могут регистрироваться два отличающихся по своему виду показателя тормозного действия, которые аналитически обрабатываются каждый различным устройством контроля. При этом показатели тормозного действия предпочтительно регистрируются независимо друг от друга, благодаря чему может достигаться усиленная защита от систематических ошибок. Вид зарегистрированных показателей тормозного действия может целесообразным образом определяться исполнением данного механизма контроля устройств контроля.

В другом варианте осуществления изобретения предлагается, чтобы устройства контроля отличались друг от друга по своему конструктивному и/или алгоритмическому исполнению. Благодаря применению различных технологий для устройств контроля устройства контроля торможения может достигаться особенно высокая надежность, так как может создаваться система с разнесенной редундантностью. Особенно предпочтительно может предотвращаться распространение специфической для определенной технологии возможной систематической ошибки от первого устройства контроля на второе устройство контроля. Термин «конструктивный» относится предпочтительно к применяемым для устройства контроля аппаратным средствам, а термин «алгоритмический» относится предпочтительно к реализации по меньшей мере одной функции контроля с помощью программных средств. Вследствие конструктивных и/или алгоритмических различий устройств контроля устройства контроля торможения могут предпочтительно достигаться различные реализации первого режима торможения.

В отношении алгоритмического исполнения в этой связи предлагается, чтобы устройства контроля имели каждое программные средства для осуществления функции контроля, причем эти программные средства были реализованы различным образом. Под «различной реализацией» функции контроля может, в частности, пониматься, что предусмотренные для осуществления этой функции контроля программные средства первого устройства контроля отличаются от предусмотренных для осуществления этой функции контроля программных средств второго устройства контроля в отношении алгоритма и/или кода программирования. При этом предпочтительно, если программные средства первого и второго устройств контроля составляются посредством различных инструментов проектирования. Кроме того, предпочтительно, если программные средства устройств контроля разрабатываются разными лицами.

Относительно конструктивного исполнения, кроме того, предлагается, чтобы одно из устройств контроля было выполнено в виде чисто аппаратного управления. Под этим в частности, должно пониматься, что релевантное для осуществления функции контроля аппаратное управление осуществляется без применения программных средств.

Защита от систематических ошибок при осуществлении первого режима контроля может, кроме того, усиливаться, когда тормозная система рельсового транспортного средства имеет блок контроля, который служит для того, чтобы выполнять первый режим контроля по меньшей мере частично во взаимодействии с устройствами контроля. Устройства контроля и блок контроля образованы предпочтительно отдельными структурами или, соответственно, каждый отдельными аппаратными средствами.

Предпочтительно высокая, разнесенная редундантность в режиме контроля может достигаться, когда устройства контроля и блок контроля отличаются по друг от друга по своему конструктивному и/или алгоритмическому исполнению.

В одном из предпочтительных усовершенствований изобретения предлагается, чтобы устройства контроля устройства контроля торможения и блок контроля были предусмотрены соответственно для того, чтобы при осуществлении первого режима контроля, в зависимости от показателя тормозного действия, подавать сигнал о неисправности, причем это устройство контроля торможения имеет по меньшей мере один пусковой блок, который находится в активном соединении с устройствам контроля и блоком контроля таким образом, что выполнение восстанавливающего воздействия предполагает наличие по меньшей мере двух сигналов о неисправности. Благодаря этому может достигаться сильная защита от ошибочного выполнения восстанавливающего воздействия. Сигнал о неисправности целесообразным образом подается устройством контроля или, соответственно, блоком контроля, когда при аналитической обработке первого показателя тормозного действия в устройстве контроля или, соответственно, в блоке контроля распознается ошибочное тормозное действие тормоза. Устройствами контроля и блоком контроля может учитываться одинаковый показатель тормозного действия. Альтернативно по меньшей мере для двух этих блоков может учитываться соответственно различный показатель тормозного действия. В частности, устройства контроля и блок контроля могут учитывать соответственно различный показатель тормозного действия.

В другом варианте осуществления изобретения предлагается, чтобы блок регулирования торможения имел по меньшей мере два блока управления торможением и блок переключений, который предусмотрен для того, чтобы для выполнения восстанавливающего воздействия осуществлять переключение между первым режимом торможения блока регулирования торможения, в котором первый блок управления торможением управляет блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия, и вторым режимом торможения блока регулирования торможения, в котором второй блок управления торможением управляет блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия. Благодаря этому может обеспечиваться предпочтительная редундантность в функции управления блока регулирования торможения, при этом осуществление второго режима торможения предпочтительно может служить восстанавливающим воздействием в случае недостаточного тормозного действия в первом режиме торможения.

Во втором режиме торможения блока регулирования торможения может продолжать функционировать соответствующий первый блок управления торможением, когда посредством блока переключения подключается второй блок управления торможением. При этом посредством второго блока управления торможением должно компенсироваться недостающее тормозное действие. Однако в одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предлагается, чтобы первый блок управления торможением во втором режиме торможения находился в неактивном состоянии. Благодаря этому могут практически предотвращаться нежелательные воздействия ошибочного функционирования первого блока управления торможением. При этом блок переключений целесообразным образом осуществляет переключение между двумя блокам управления торможением.

Для повышения надежности электродинамического тормоза в другом варианте осуществления изобретения предлагается, чтобы тормозная система рельсового транспортного средства имела тестовый режим, в котором тестируется блок переключений блока регулирования торможения.

Блоки управления торможением предпочтительно отличаются друг от друга по своему конструктивному и/или алгоритмическому исполнению. Различия в конструктивном исполнении и/или в алгоритмическом исполнении касаются предпочтительно функций блоков управления торможением, которые релевантны для настройки блока снабжения мощностью или, соответственно, его управляемых элементов. В этом предлагаемом варианте осуществления блоки управления торможением - при исполнении блока снабжения мощностью с переключающими или клапанными элементами - могут управлять переключающими или клапанными элементами по второй, отличающейся стратегии переключения. При этом стратегия переключения первого блока управления торможением предпочтительно отлична от стратегии переключения второго блока управления торможением.

В этой связи предлагается, чтобы устройство контроля торможения в первом режиме контроля имело первую функцию контроля, при которой это устройство контроля торможения выполнено в виде первого блока контроля тормозного действия, который предусмотрен для того, чтобы контролировать тормоз в его первом режиме торможения, и по меньшей мере одну вторую функцию контроля, при которой это устройство контроля торможения выполнено в виде второго блока контроля тормозного действия, который предусмотрен для того, чтобы контролировать тормоз в его втором режиме торможения. Благодаря этому первый тормоз, как в его первом режиме торможения, так и в его втором режиме торможения, может предпочтительно контролироваться одним и тем же устройством контроля торможения и вместе с тем одной и той же структурой или, соответственно, аппаратными средствами.

Если предусмотрен блок контроля, который служит для того, чтобы выполнять первый режим контроля по меньшей мере частично во взаимодействии с устройствами контроля устройства контроля торможения, устройства контроля и блок контроля могут быть предусмотрены соответственно для того, чтобы при осуществлении первой функции контроля, в зависимости от первого показателя тормозного действия, подавать сигнал о неисправности, при этом первый блок контроля тормозного действия имеет пусковой блок для приведения в действие блока переключений, который находится в активном соединении с устройствами контроля, блоком контроля и блоком переключений таким образом, что приведение в действие предполагает наличие по меньшей мере одного из двух сигналов о неисправности.

По другому варианту осуществления изобретения тормозная система рельсового транспортного средства имеет другое тормозное устройство и переключающее устройство, при этом, в зависимости от показателя тормозного действия, в качестве восстанавливающего воздействия это другое тормозное устройство приводится в действие посредством переключающего устройства. Благодаря этому при неправильном функционировании блока регулирования торможения посредством другого тормозного устройства может обеспечиваться дополнительное тормозное действие.

В одном из конструктивно простых вариантов осуществления предлагается, чтобы это тормозное устройство было выполнено в виде стояночного тормоза.

Кроме того, можно предусмотреть альтернативные тормоза для реализации другого тормозного устройства, которые, в частности, имеют более высокую мощность, чем стояночный тормоз. Так, например, для получения достаточного тормозного действия могут применяться тормоза, которые отходят от генераторного принципа электродинамического тормоза и проявляют свое тормозное действие посредством повышения давления в пневматических или гидравлических тормозных цилиндрах. Кроме того, в качестве дополнительного тормозного устройства может применяться магниторельсовый тормоз, который работает при пневматическом, гидравлическом и/или механическом приведении в действие исполнительного элемента в комбинации с магнитным полем, создаваемым током или постоянным магнитом. Кроме того, возможна тормозная система, основанная на принципе вихревого тока. Подключение или повышение тормозных действий посредством по меньшей мере одного другого тормозного устройства может осуществляться до тех пор, пока не будут полностью подключены все имеющиеся тормоза.

Кроме того, предлагается, чтобы переключающее устройство во время осуществления второй функции контроля могло приводиться в действие вторым блоком контроля тормозного действия. Благодаря этому могут достигаться предпочтительный контроль второго блока управления торможением контролируемого блока регулирования торможения, а также другое восстанавливающее воздействие дополнительно к осуществлению второго режима торможения.

Если предусмотрен блок контроля, который служит для того, чтобы выполнять первый режим контроля по меньшей мере частично во взаимодействии с устройствами контроля устройства контроля торможения, устройства контроля и блок контроля могут быть предусмотрены соответственно для того, чтобы при осуществлении второй функции контроля, в зависимости от первого показателя тормозного действия, подавать сигнал о неисправности, при этом второе устройство контроля тормозного действия имеет пусковой блок для приведения в действие переключающего устройства, которое находится в активном соединении с устройствами контроля, блоком контроля и переключающим устройством таким образом, что приведение в действие предполагает наличие по меньшей мере двух сигналов о неисправности.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагается, чтобы тормозная система рельсового транспортного средства включала в себя по меньшей мере один второй электродинамический тормоз, который включает в себя приводной агрегат, имеющий по меньшей мере один приводной двигатель и блок снабжения мощностью для снабжения приводного двигателя в тяговом режиме приводного агрегата, и по меньшей мере один блок регулирования торможения, который имеет соответствующий блок снабжения мощностью и по меньшей мере один блок управления торможением, который в первом режиме торможения управляет соответствующим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия.

В этой связи предлагается, чтобы тормозная система рельсового транспортного средства имела по меньшей мере один сенсорный блок, который предусмотрен для того, чтобы регистрировать по меньшей мере один показатель тормозного действия для первого режима торможения второго тормоза, и по меньшей мере одно предусмотренное для второго тормоза независимое от блока регулирования торможения второго тормоза второе устройство контроля торможения, которое предусмотрено для того, чтобы во втором режиме торможения учитывать этот показатель тормозного действия для выполнения восстанавливающего воздействия в отношении второго тормоза. Благодаря этому может достигаться предпочтительная возможность дифференцирования при распознавании ошибок и обработке ошибок в отношении двух различных электродинамических тормозов.

Сенсорный блок для регистрации показателя тормозного действия для первого тормоза и сенсорный блок для регистрации показателя тормозного действия для второго тормоза могут быть образованы отдельными структурами или по меньшей мере частично одной и той же структурой или, соответственно, одними и теми же аппаратными средствами.

Кроме того, предлагается, чтобы тормозная система рельсового транспортного средства имела блок контроля, который является общим компонентом первого устройства контроля торможения и второго устройства контроля торможения. Структура или, соответственно, аппаратные средства блока контроля целесообразным образом используются в комбинации с разными устройствами контроля торможения для различных электродинамических тормозов, благодаря чему может экономиться конструктивное пространство и конструктивные элементы.

Кроме того, предлагается, чтобы предусмотренное для первого тормоза первое устройство контроля торможения было образовано по меньшей мере блоком регулирования торможения второго тормоза. Благодаря этому режим торможения второго тормоза и режим контроля устройства контроля торможения для первого тормоза могут осуществляться посредством одной и той же физической структуры, или, иначе выражаясь, посредством одних и тех же аппаратных средств второго тормоза. Тем самым может достигаться контроль первого тормоза без обратного действия.

Предпочтительно блок регулирования торможения второго тормоза имеет по меньшей мере два блока управления торможением и один блок переключений, который предусмотрен для того, чтобы для выполнения восстанавливающего воздействия осуществлять переключение между первым режимом торможения блока регулирования торможения, в котором первый блок управления торможением управляет соответствующим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия, и вторым режимом торможения блока регулирования торможения, в котором второй блок управления торможением управляет соответствующим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия, при этом устройства контроля первого устройства контроля торможения образованы каждое различным блоком управления торможением блока регулирования торможения второго тормоза, образующего это устройство контроля торможения.

Целесообразным образом предусмотренное для первого тормоза первое устройство контроля торможения образовано по меньшей мере блоком регулирования торможения второго тормоза, при этом предусмотренное для второго тормоза второе устройство контроля торможения образовано по меньшей мере блоком регулирования торможения первого тормоза. Благодаря этому может достигаться предпочтительно взаимный, в частности перекрестный контроль электродинамических тормозов.

Кроме того, изобретение исходит из способа торможения рельсового транспортного средства с помощью первого электродинамического тормоза, причем это тормоз всегда включает в себя приводной агрегат, который имеет по меньшей мере один приводной двигатель и блок снабжения мощностью для снабжения приводного двигателя в тяговом режиме приводного агрегата, и по меньшей мере один блок регулирования торможения, который имеет соответствующий блок снабжения мощностью и по меньшей мере один блок управления торможением, при котором

- осуществляется управление блоком снабжения мощностью первого тормоза для обеспечения тормозного действия в его первом режиме торможения.

Предлагается, чтобы

- регистрировался по меньшей мере один первый показатель тормозного действия для первого режима торможения первого тормоза,

- в первом режиме контроля предусмотренным для первого тормоза независимым от блока регулирования торможения первым устройством контроля торможения учитывался первый показатель тормозного действия, и

- в зависимости от первого показателя тормозного действия выполнялось восстанавливающее воздействие в отношении первого тормоза.

Касательно предпочтительных результатов предлагаемого способа во избежание ненужных повторов ссылаемся на приведенные выше рассуждения касательно тормозной системы рельсового транспортного средства.

Примеры осуществления изобретения поясняются с помощью чертежей. Показано:

фиг. 1: рельсовое транспортное средство, имеющее ведущие оси и предусмотренные для них приводные агрегаты и

фиг. 2: схема управления для управления приводным агрегатом в режиме торможения, имеющая два различных блока управления торможением,

фиг. 3: схема управления с фиг. 2 и другая схема управления, которая снабжена функцией контроля,

фиг. 4: альтернативный вариант осуществления схем с фиг. 3 и

фиг. 5: альтернативный вариант осуществления схем управления, снабженных функциями контроля.

На фиг. 1 показано выполненное в виде тяговой единицы подвижного состава рельсовое транспортное средство 10 на сильно схематизированном виде сбоку. Оно имеет бегунковые оси 12 и ведущие оси 14, привод которых в тяговом режиме осуществляется посредством приводных агрегатов 16, 116. Процесс торможения рельсового транспортного средства 10 осуществляется посредством приводных агрегатов 16, 116, которые при этом имеют каждый функцию электродинамического тормоза. Для процессов торможения при низких скоростях в каждом случае предусмотрено другое тормозное устройство 17, 117, которое выполнено в виде схематично изображенного на фигуре стояночного тормоза, выполненного в виде тормоза с пружинным приводом.

Управление приводным агрегатом 16 как компонентом электродинамического тормоза поясняется подробнее с помощью фиг. 2. Приводной агрегат 16 имеет по меньшей мере один приводной двигатель 18, который может быть выполнен в виде трехфазной машины. Для снабжения приводного двигателя 18 электрической мощностью приводной агрегат 16 включает в себя также находящийся в активном соединении с приводным двигателем 18 блок 20 снабжения мощностью. В не показанном варианте осуществления приводной агрегат 16 может иметь несколько приводных двигателей, которые снабжаются от одного и того же блока 20 снабжения мощностью. Блок 20 снабжения мощностью известен из уровня техники и имеет не изображенный подробно инвертор, который в тяговом режиме приводного агрегата 16 посредством настройки электронных переключающих элементов, также называемых «клапанами», исходя из промежуточного контура постоянного напряжения, создает варьируемый по напряжению и частоте ток в соответствии с предоставляемой мощностью для приводного двигателя 18. Имеющаяся в распоряжении в промежуточном контуре постоянного напряжения энергия получается из высоковольтной сети 26 снабжения, которая через другие, не изображенные электрические преобразующие устройства, такие как, в частности, трансформатор или преобразователь напряжения, выпрямитель и т.д. находится в активном соединении с сетью снабжения железной дороги. В тяговом режиме приводного агрегата 16 управление переключающими элементами инвертора осуществляется в соответствии со стратегией переключения, для создания посредством приводного двигателя 18 приводного момента на предусмотренных ведущих осях 14.

Приводной двигатель 18 вместе с блоком 22 регулирования торможения образует электродинамический тормоз 24. Блок 22 регулирования торможения включает в себя, наряду с блоком 20 снабжения мощностью, два блока 28 и 30 управления торможением, которые предусмотрены каждый для того, чтобы в активном состоянии управлять блоком 20 снабжения мощностью для процесса торможения посредством электродинамического тормоза 24. Блоки 28, 30 управления торможением предусмотрены каждый для того, чтобы в режиме торможения приводного агрегата 16 управлять переключающими элементами инвертора блока 20 снабжения мощностью в соответствии со стратегией переключения таким образом, чтобы со стороны приводного двигателя 18 тормозной момент действовал на предусмотренную ведущую ось 14. При процессе торможения посредством электродинамического тормоза 24 приводной двигатель 18 действует как генератор, при этом энергия, преобразуемая в процессе торможения в электрический ток, посредством тормозного реостата 31 преобразуется в тепло. Альтернативно или дополнительно эта энергия может запитываться обратно в высоковольтную сеть 26 снабжения, использоваться в транспортном средстве или аккумулироваться в мобильном аккумуляторе.

Первый блок 28 управления торможением находится в активном соединении с блоком 20 снабжения мощностью через блок 32 переключений, функция которого поясняется ниже. Наряду с разъемом для блока 20 снабжения мощностью, блок 28 управления торможением имеет другие разъемы, посредством которых он находится в активном соединении с сенсорным блоком 34. Сенсорный блок 34 служит для того, чтобы регистрировать показатель v скорости и показатель m массы, которые представляют собой входные сигналы для создания блоком 28 управления торможением сигналов управления. Через другие разъемы блок 28 управления торможением находится также в активном соединении с техникой управления рельсового транспортного средства, так как он соединен с шиной 36 данных рельсового транспортного средства 10, и с главным воздуховодом 38 рельсового транспортного средства. Через эти другие разъемы могут получаться другие входные параметры для блока 28 управления торможением, такие как, в частности, показатель, который представляет собой тормозное действие, задаваемое в случае рабочего торможения машинистом транспортного средства или автоматическим управлением транспортного средства. Блок 28 управления торможением посредством бортовой сети 40 снабжения снабжается электрической энергией и, кроме того, через разъем 41 находится в активном соединении с проводом 42 экстренного торможения транспортного средства, посредством которого может включаться экстренное торможение рельсового транспортного средства 10.

На основании вышеназванных входных параметров блок 28 управления торможением в первом режиме торможения, в котором он находится в активном состоянии, создает сигналы 44 управления, которые управляют блоком 20 снабжения мощностью соответственно определенному достигаемому тормозному действию, в частности, соответственно определенному достигаемому тормозному моменту. Для этого блок 28 управления торможением имеет по меньшей мере один вычислительный блок 46 и блок 48 памяти, в котором сохранены программные средства. В этих программных средствах, в частности, запрограммирована стратегия переключения режима торможения для переключающих элементов инвертора.

Для блока 28 управления торможением предусмотрен первый блок 50 контроля тормозного действия первого устройства 53 контроля торможения, которое предусмотрено для того, чтобы контролировать тормозное действие, достигнутое или достижимое посредством электродинамического тормоза 24. Для этого используется показатель тормозного действия, в частности, показатель тормозного момента, который сравнивается с номинальным значением. Показатель тормозного действия может, например, регистрироваться посредством сенсора ускорения и/или определяться посредством аналитической обработки показателя v скорости. Альтернативно или дополнительно показатель тормозного действия может определяться посредством контроля создаваемых блоком 28 управления торможением сигналов 44 управления. В качестве примера регистрация показателя тормозного действия, который обозначен ссылочным обозначением B1, схематично изображена на фиг. 3 в виде сенсорного блока 58 или, соответственно, 158.

Блок 22 регулирования торможения включает в себя, как уже упомянуто выше, второй блок 30 управления торможением. Он предусмотрен для того, чтобы выполнять по меньшей мере описанную выше для первого блока 28 управления торможением функцию управления для управления блоком 20 снабжения мощностью во втором режиме торможения приводного агрегата 16. Он служит, в частности, для того, чтобы осуществлять управление блоком 20 снабжения мощностью при неправильном функционировании первого блока 28 управления торможением.

Если посредством первого блока 50 контроля тормозного действия распознается, что созданное или, соответственно, достижимое электродинамическим тормозом 24 тормозное действие недостаточно, блок 28 управления торможением считается неисправным, и в качестве восстанавливающего воздействия посредством блока 32 переключений осуществляется переключение во второй режим торможения электродинамического тормоза 24, в котором второй блок 30 управления торможением в его активном состоянии управляет блоком 20 снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия. В этом втором режиме торможения первый, неисправный блок 28 управления торможением включается в неактивное состояние.

Для предотвращения привода во время функционирования второго блока 30 управления торможением во втором режиме торможения предпочтительно, если с переключением посредством блока 32 переключений происходит также отсоединение от высоковольтной сети 26 снабжения. Это осуществляется посредством сетевого разъединителя 51.

Для второго блока 30 управления торможением предусмотрен второй блок 52 контроля тормозного действия устройства 53 контроля торможения. Блоки 50, 52 контроля тормозного действия могут быть образованы физически отделенными друг от друга блоками, или они могут быть по меньшей мере частично образованы одной общей структурой. В частности, блоки 50, 52 контроля тормозного действия могут быть полностью образованы одной и той же структурой. Второй блок 52 контроля тормозного действия предусмотрен для того, чтобы посредством электродинамического тормоза 24 в его втором режиме торможения контролировать достигнутое или, соответственно, достижимое вторым блоком 30 управления торможением тормозное действие. Для этого, как уже описано выше, регистрируется или, соответственно, определяется показатель тормозного действия, в частности, показатель тормозного момента, и сравнивается с номинальным значением. Этот показатель тормозного действия может, в частности, соответствовать показателю B1 тормозного действия.

Если посредством второго блока 52 контроля тормозного действия распознается, что созданное или, соответственно, достижимое электродинамическим тормозом 24 тормозное действие недостаточно, блок 30 управления торможением считается неисправным, и в качестве восстанавливающего воздействия посредством управляемого вторым блоком 52 контроля тормозного действия переключающего устройства 54 приводится в действие другое тормозное устройство 17.

Блоки 28, 30 управления торможением основаны на различных технологиях. Под технологией понимается конструктивное, или аппаратное, и/или алгоритмическое, или программное, исполнение. В примерной конфигурации первый блок 28 управления торможением может быть выполнен в виде сигнального процессора (называемого также «SIP»), при этом алгоритмическая реализация может соответствовать регулированию с полевой ориентацией. Второй блок 30 управления торможением может быть выполнен в виде Field Programmable Gate Array (FPGA) или «программируемой пользователем вентильной матрицы», при этом алгоритмическая реализация может соответствовать регулированию с ориентацией на переключение.

По одному из альтернативных вариантов осуществления второй блок 30 управления торможением выполнен таким образом, что настройка блока 20 снабжения мощностью осуществляется исключительно посредством функциональности, реализованной с помощью аппаратных средств, без применения программных средств, в то время как первый блок 28 управления торможением основан на аппаратной и программной реализации функций управления.

Если оба блока 28, 30 управления торможением основаны на программной реализации по меньшей мере одной функции управления, соответствующие программные средства реализованы в блоках 28, 30 управления торможением различным образом. При этом отличаются, в частности, предусмотренные для выполнения функций управления коды программирования, так как эти коды, например, составляются разными лицами и/или с помощью разных инструментов.

Вследствие различных исполнений блоков 28, 30 управления торможением управление переключающими элементами инвертора блока 20 снабжения мощностью у первого блока 28 управления торможением осуществляется в соответствии с первой стратегией переключения, а у второго блока 30 управления торможением в соответствии со второй стратегией переключения, отличающейся от первой стратегии переключения.

Чтобы переключение с одного блока управления торможением на другой происходило надежно, предусмотренный для приводного агрегата 16 блок 32 переключений с регулярными и достаточно короткими временными интервалами обследуется на его работоспособность. Например, при останове рельсового транспортного средства 10, например, во время оснащения или испытания тормозов, осуществляется настройка переключающих элементов инвертора по определенной схеме тестирования одним из блоков 28, 30 управления торможением. Для этого предусмотрен по меньшей мере одно сенсорный блок, который, например, имеет преобразователь фазного тока и/или преобразователь напряжения промежуточного контура и который регистрирует воздействие настройки. После выполнения теста с первым блоком 28 управления торможением посредством блока 32 переключений второй блок 30 управления торможением включается в его активное состояние, и тест повторяется, предпочтительно по другой схеме тестирования. Если обнаруживается ожидаемая реализация данной схемы тестирования, блок 32 переключений считается исправным.

Приведенное выше описание находит применение также в отношении приводного агрегата 116, который является компонентом второго электродинамического тормоза 124 рельсового транспортного средства 10. Блок снабжения мощностью приводного агрегата 116 образует с блоками 128, 130 управления торможением блок 122 регулирования торможения, как изображено на фиг. 3. Блоки 22, 122 регулирования торможения рельсового транспортного средства 10, каждый со своими блоками управления торможением и своим блоком снабжения мощностью, рассчитаны на то, чтобы они во взаимодействии могли осуществлять экстренное торможение ведущих осей 14 рельсового транспортного средства 10 посредством предусмотренных для них приводных двигателей 18. Формулируя иначе, блоки 22, 122 регулирования торможения рассчитаны на то, чтобы во взаимодействии по меньшей мере на ведущих осях 14 создавать тормозной момент, необходимый для выполнения экстренного торможения.

Примерная реализация устройства 53 контроля торможения с его блоками 50, 52 контроля тормозного действия теперь описывается с помощью фиг. 3.

На фиг. 3 с левой стороны показан приводной агрегат 16, который, как описано выше, включает в себя по меньшей мере приводной двигатель 18 и блок 20 снабжения мощностью (см. фиг. 2). Кроме того, изображены блоки 28, 30 управления торможением, которые вместе с блоком 20 снабжения мощностью образуют блок 22 регулирования торможения. Блок 22 регулирования торможения вместе с приводным двигателем 18 образует электродинамический тормоз 24, который ниже называется «первым электродинамическим тормозом 24».

Блок 22 регулирования торможения имеет блок 32 переключений, которое для выполнения восстанавливающего воздействия первого тормоза 24 предусмотрен для того, чтобы осуществлять переключение между первым режимом торможения блока 22 регулирования торможения, в котором первый блок 28 управления торможением управляет блоком 20 снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия, и вторым режимом торможения блока 22 регулирования торможения, в котором второй блок 30 управления торможением управляет блоком 20 снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия. На фиг. 3 изображен исполнительный элемент 33 для приведения в действие блока 32 переключений.

Рельсовое транспортное средство 10 имеет, как также изображено на фиг. 1, другой приводной агрегат 116. Приводной агрегат 116, который, как и приводной агрегат 16, включает в себя по меньшей мере один приводной двигатель и блок снабжения мощностью, является компонентом электродинамического тормоза 124, который выполнен практически, в частности, совершенно идентично электродинамическому тормозу 24. Поэтому во избежание ненужных повторов ссылаемся на описание электродинамического тормоза 24, приведенное выше.

Электродинамический тормоз 124, который ниже называется «вторым электродинамическим тормозом 124», имеет приводной двигатель приводного агрегата 116 и блок 122 регулирования торможения. Он включает в себя блок снабжения мощностью приводного агрегата 116 и два блока 128, 130 управления торможением, которые предусмотрены каждый для того, чтобы в активном состоянии управлять этим блоком снабжения мощностью для процесса торможения посредством электродинамического тормоза 124. Блок 122 регулирования торможения имеет блок 32 переключений, снабженный исполнительным элементом 133, который имеет такую же функцию, что и блок 32 переключений в первом электродинамическом тормозе 24: он предусмотрен для того, чтобы для выполнения соответствующего восстанавливающего воздействия осуществлять переключение между первым режимом торможения блока 122 регулирования торможения, в котором первый блок 128 управления торможением управляет блоком снабжения мощностью приводного агрегата 116 для обеспечения тормозного действия, и вторым режимом торможения блока 122 регулирования торможения, в котором второй блок 130 управления торможением управляет этим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия.

Кроме того, изображены механическое тормозное устройство 17, которое предусмотрено для первого электродинамического тормоза 24, и другое, предусмотренное для электродинамического тормоза 124, механическое тормозное устройство 117.

Описанный выше с помощью фиг. 2 контроль первого электродинамический тормоза 24 осуществляется в рассматриваемом примере осуществления по меньшей мере посредством блока 122 регулирования торможения второго электродинамического тормоза 124. При этом предусмотренное для первого тормоза 24 устройство 53 контроля торможения образовано по меньшей мере блоком 122 регулирования торможения второго тормоза 124.

Изображенное на фиг. 2 устройство 53 контроля торможения образовано блоками 128, 130 управления торможением блока 122 регулирования торможения второго тормоза 124, а также другим, отдельным от них блоком 56 контроля.

Устройство 53 контроля торможения снабжено первой функцией контроля, в частности, запрограммировано, при которой это устройство 53 контроля торможения, наряду с описанными выше задачами управления блоками 128, 130 управления торможением для управления блоком снабжения мощностью приводного агрегата 116, выполнено в виде первого блока 50 контроля тормозного действия, который предусмотрен для того, чтобы контролировать первый тормоз 24 в его первом режиме торможения.

Эта функция контроля основана на описанной ниже задаче контроля, которая выполняется каждым из блоков 128, 13 управления торможением и блоком 56 контроля параллельно и практически, в частности совершенно независимо. Эти блоки находятся каждый в активном соединении с сенсорным блоком 58, который предусмотрен для регистрации или, соответственно, определения первого показателя B1 тормозного действия для первого режима торможения первого электродинамического тормоза 24.

Показатель B1 тормозного действия может быть, в частности, показателем тормозного момента, при этом сенсорный блок 58, например, может быть механически соединен с осью 14, приводимой в движение приводным двигателем 18, и, например, выполнен в виде сенсора крутящего момента. Сенсорный блок 58 изображен схематично и может состоять из одного или нескольких сенсоров, при этом сенсорный блок 58 получает показатель B1 тормозного действия из одной или, соответственно, нескольких измеренных величин.

В другом варианте осуществления с помощью сенсорного блока 58 могут регистрироваться несколько показателей тормозного действия, которые отличаются друг от друга по своему виду и аналитически обрабатываются каждый различным блоком устройства 53 контроля торможения, как подробнее описано ниже.

Как уже описано выше, блоки 28, 30 управления торможением первого тормоза 24 основаны на различных технологиях. Это относится соответственно к блокам 128, 130 управления торможением. Под технологией понимается конструктивное, или аппаратное, и/или алгоритмическое, или программное, исполнение. В примерной конфигурации первый блок 128 управления торможением может быть выполнен в виде сигнального процессора (называемого также «SIP»), при этом алгоритмическая реализация может соответствовать регулированию с полевой ориентацией. Второй блок 30 управления торможением может быть выполнен в виде Field Programmable Gate Array (FPGA) или «программируемой пользователем вентильной матрицы», при этом алгоритмическая реализация может соответствовать регулированию с ориентацией на переключение.

По одному из альтернативных вариантов осуществления второй блок 130 управления торможением выполнен таким образом, что настройка блока снабжения мощностью приводного агрегата 116 осуществляется исключительно посредством функциональности, реализованной с помощью аппаратных средств, без применения программных средств, в то время как первый блок 128 управления торможением основан на аппаратной и программной реализации функций управления.

Если оба блока 128, 130 управления торможением основаны на программной реализации по меньшей мере одной функции управления, соответствующие программные средства реализованы в блоках 28, 30 управления торможением различным образом. При этом отличаются, в частности, предусмотренные для выполнения функций управления коды программирования, так как эти коды, например, составляются разными лицами и/или с помощью разных инструментов.

Вследствие этих различий, которые имеют место для функции управления блоков управления торможением в данном режиме торможения, каждый из блоков 128, 130 управления торможением может контролировать тормозное действие первого тормоза 24 в его первом режиме торможения соответственно по индивидуальному методу, который отличается от методов другого блока управления торможением. Соответственно этому блоки 128, 130 управления торможением блока 122 регулирования торможения второго тормоза 124 при исполнении функций контроля соответствуют двум устройствам 127, 129 контроля устройства 53 контроля торможения, которые отличаются друг от друга описанными выше признаками. В частности, они отличаются друг от друга в отношении их конструктивного и/или алгоритмического исполнения. Когда они имеют каждый программные средства для исполнения функций контроля, эти программные средства реализованы различным образом.

Блок 56 контроля основан на технологии, которая отличается от технологий блоков 128, 130 управления торможением или, соответственно, устройств 127, 129 контроля. Например, блок 56 контроля может быть основан на технологии CPLD («Complex Proframmable Logic Device», сложное программируемое логическое устройство). Контроль создаваемого первым тормозом 24 тормозного действия может соответственно этому осуществляться по методу, который отличается от методов блоков 128, 130 управления торможением или, соответственно, устройств 127, 129 контроля.

Выполняемая каждым блоком 128, 130 управления торможением и блоком 56 контроля задача контроля заключается в том, чтобы на основе показателя B1 тормозного действия определять, достаточно ли тормозное действие, создаваемое первым тормозом 24 в его первом режиме торможения. Вследствие различных технологий в рассматриваемом примере осуществления механизм контроля, которым оснащены блоки 128, 130 управления торможением и блок 56 контроля для выполнения первой функции контроля, в каждом случае реализован иным образом или, соответственно, у каждого из этих блоков различен. В частности, различные механизмы контроля могут быть реализованы посредством различных программных средств контроля. Поэтому задача контроля решается в каждом случае посредством различного метода, т.е. посредством различной реализации этой задачи этими блоками практически по отдельности, в частности, совершенно по отдельности.

Как уже упомянуто выше, в одном из особых вариантов осуществления посредством сенсорного блока 58 могут регистрироваться несколько показателей тормозного действия, которые отличаются друг от друга по своему виду и аналитически обрабатываются каждый посредством различного блока устройства 53 контроля торможения. При этом вид показателей движения определяется технологией каждого блока устройства 53 контроля торможения.

Блоки 128, 130 управления торможением второго тормоза 124, т.е. устройства 127, 129 контроля и блок 56 контроля, предусмотрены соответственно для того, чтобы при выполнении этой задачи контроля, в зависимости от первого показателя B1 тормозного действия, или, соответственно, от данного показателя тормозного действия, подавать сигнал о неисправности. Этот сигнал подается каждым из этих блоков, когда аналитическая обработка показателя B1 тормозного действия или, соответственно, данного показателя тормозного действия соответствующим блоком приводит к тому результату, что считается обнаруженным недостаточное тормозное действие первого тормоза 24 в его первом режиме торможения. Вследствие различной реализации задачи контроля в каждом из вышеназванных блоков может осуществляться практически независимая, в частности совершенно независимая подача сигнала о неисправности блоками устройства 53 контроля торможения.

Приведение в действие блока 32 переключений, как описано выше, осуществляется только тогда, когда подаются по меньшей мере два сигнала о неисправности. Для этого служит пусковой блок 60, который, как компонент первого устройства 53 контроля торможения, находится в активном соединении с выходом блоков 128, 130 управления торможением (или устройств 127, 130 контроля) и блока 56 контроля, с одной стороны, и с блоком 32 переключений, в частности с исполнительным элементом 33, с другой стороны. Пусковой блок 60 (называемый также «селекторным» устройством) имеет три включенных параллельно друг другу провода, которые могут электрически соединяться с одним общим источником 62 напряжения и вместе с исполнительным элементом 33. В каждом проводе установлены по два выключателя, при этом выключатели во время выполнения задачи контроля блоками 128, 130 управления торможением и блоком 56 контроля, и соответственно этому в первом режиме торможения первого тормоза 24, находятся в разомкнутом положении. Благодаря этому электрическое соединение между источником 62 напряжения и исполнительным элементом 33 разомкнуто. Это электрическое соединение может создаваться при замыкании двух выключателей по меньшей мере в одном проводе, вследствие чего приводится в действие блок 32 переключений. Выключатели замыкаются каждый посредством сигнала о неисправности, который имеется на выходе блока устройства 53 контроля торможения. В каждом проводе выключатели всегда находятся в активном соединении с его различным блоком, так что замыкание двух выключателей в этом проводе и, таким образом, приведение в действие блока 32 переключений может осуществляться только тогда, когда сигнал о неисправности подается двумя различными блоками устройства 53 контроля торможения.

Задача контроля, а именно, индивидуальная аналитическая обработка показателя B1 тормозного действия или, соответственно, данного показателя тормозного действия блоками 128, 130 управления торможением и блоком 56 контроля, выполняется, как описано выше, этими блоками практически независимо друг от друга. Функция контроля включает в себя эту задачу контроля и выполняется с приведением в действие блока 32 переключений посредством взаимодействия блоков устройства 53 контроля торможения, т.е. устройств 127, 129 контроля и блока 56 контроля, в частности, посредством комбинирования результатов индивидуальных задач контроля.

С приведением в действие блока 32 переключений при недостаточном тормозном действии первого электродинамического тормоза 24 в его первом режиме торможения предпринимается восстанавливающее воздействие, которое соответствует описанному выше осуществлению управления блоком 20 снабжения мощностью вторым блоком 30 управления торможением.

Устройство 53 контроля торможения снабжено второй функцией контроля, в частности, запрограммировано, при которой оно, наряду с описанными выше задачами управления блоков 128, 130 управления торможением для управления блоком снабжения мощностью приводного агрегата 116, выполнено в виде второго блока 52 контроля тормозного действия (см. фиг. 2), который предусмотрен для того, чтобы контролировать первый тормоз 24 в его втором режиме торможения.

Эта вторая функция контроля основана на задаче контроля, которая выполняется каждым из блоков 128, 130 управления торможением и блоком 56 контроля практически отдельно и идентична задаче контроля первой функции контроля. Вторая функция контроля отличается от первой функции контроля применением дополнительного пускового блока 64, который, как компонент устройства 53 контроля торможения, находится в активном соединении с выходом блоков 128, 130 управления торможением или, соответственно, блока 56 контроля, с одной стороны, и с блоком 54 переключений (см. также фиг. 2), в частности с его исполнительным элементом 55. Пусковой блок 64 (называемый также «селекторным» устройством) имеет три включенных последовательно пары параллельных проводов, которые могут электрически соединяться с общим источником 62 напряжения и вместе с исполнительным элементом 55. Для каждой пары проводов в двух проводах установлено по выключателю, при этом выключатели во время выполнения задачи контроля блоками 128, 130 управления торможением и блоком 56 контроля, и соответственно этому во время второго режима торможения первого тормоза 24, находятся в замкнутом положении. Благодаря этому создано электрическое соединение между источником 62 напряжения и исполнительным элементом 55. Это электрическое соединение может прерываться при размыкании двух выключателей по меньшей мере в одной паре проводов, вследствие чего приводится в действие блок 54 переключений.

Выключатели размыкаются каждый посредством сигнала о неисправности, который имеется на выходе блока устройства 53 контроля торможения. В каждой паре проводов выключатели всегда находятся в активном соединении с его различным блоком, так что размыкание двух выключателей в этой паре проводов и, таким образом, приведение в действие переключающего устройства 54, может осуществляться только тогда, когда сигнал о неисправности подается двумя различными блоками устройства 53 контроля торможения.

Во время второго режима торможения первого тормоза 24 блок 54 переключений находится в замкнутом положении, благодаря чему создано электрическое соединение между источником 66 напряжения и тормозным устройством 17. При этом подается сигнал «отключение тормозного устройства 17». Когда приводится в действие блок 54 переключений, это электрическое соединение размыкается, вследствие чего создается сигнал «включение тормозного устройства 17».

На фигуре, кроме того, изображен провод 67 управления, с помощью которого тормозное устройство 17 в любое время может приводиться в действие посредством команды машиниста транспортного средства.

Задача контроля, а именно, индивидуальная аналитическая обработка показателя B1 тормозного действия или, соответственно, данного показателя тормозного действия блоками 128, 130 контроля торможения, а также блоком 56 контроля, как описано выше, выполняется этими блоками практически независимо друг от друга. Функция контроля включает в себя эту задачу контроля и выполняется с приведением в действие блока 32 переключений посредством взаимодействия этих блоков, в частности, посредством комбинирования результатов индивидуальных задач контроля.

С приведением в действие блока 32 переключений при недостаточном тормозном действии первого электродинамического тормоза 24 в его втором режиме торможения предпринимается восстанавливающее воздействие, которое соответствует описанному выше приведению с действие механического тормоза 17. Второй режим торможения должен продолжать действовать, пока не закончится процесс торможения.

При осуществлении первого режима торможения, при котором первая функция контроля может выполняться посредством пускового блока 60, предусмотренный для второй функции контроля пусковой блок 64 неактивен, так как создано постоянное, независимое от конфигурации пускового блока 64 электрическое соединение между источником 62 напряжения и исполнительным элементом 55. Это электрическое соединение при переходе во второй режим торможения прерывается выключателем 68, который при приведении в действие блока 32 переключений размыкается исполнительным элементом 33. Тогда электрическое соединение продолжает существовать только лишь через пусковой блок 64, которое, таким образом, приводится в активное состояние.

При осуществлении второго режима торможения, при котором вторая функция контроля может осуществляться посредством пускового блока 64, предусмотренный для первой функции контроля пусковой блок 60 неактивен, так как создано постоянное, независимое от конфигурации пускового блока 60 электрическое соединение между источником 70 напряжения и исполнительным элементом 33. Для блока 32 переключений, кроме того, предусмотрен возвратный блок 72, который служит для того, чтобы снова приводить в действие первый блок 28 управления торможением по окончании второго режима торможения или, соответственно, по окончании процесса торможения посредством тормозного устройства 17. Это осуществляется посредством сигнала S, который приводит в действие исполнительный элемент 74, посредством которого выключатель 76 размыкает электрическое соединение исполнительного элемента 33 с источником 70 напряжения. При этом размыкании происходит активирование исполнительного элемента 33, который выполняет следующие процессы переключения: блок 32 переключений возвращается в исходное состояние, так что блок 28 управления торможением снова приводится в активное соединение с блоком 20 снабжения мощностью; выключатель 68 приводится в действие, так что создается электрическое соединение источника 62 напряжения с исполнительным элементом 55 и при этом деактивируется пусковой блок 64; выключатель 78 размыкает электрическое соединение между источником 80 напряжения и исполнительным элементом 74, так что возвратный блок 72 деактивируется или, соответственно, не может осуществляться приведение в действие выключателя 76 с помощью исполнительного элемента 74 посредством сигнала S. Приведение в действие выключателя 78 для активирования возвратного блока 72 предполагает окончание того состояния, которое привело к срабатыванию контроля.

Первая и вторая функции контроля, которые выполняются устройством 53 контроля торможения, относятся к первому режиму контроля тормозного устройства рельсового транспортного средства 10, в котором контролируется первый тормоз 24. При этом контролирующую роль для выполнения одного из описанных выше восстанавливающих воздействий в отношении первого тормоза 24 берет на себя второй тормоз 124, в частности, его блок 122 регулирования торможения.

Тормозная система рельсового транспортного средства 10 предусмотрена со вторым режимом контроля, в котором контролируется второй тормоз 124. В рассматриваемом примере осуществления контролирующую роль для выполнения одного из описанных выше восстанавливающих воздействий в отношении второго тормоза 124 берет на себя первый тормоз 24, в частности, его блок 22 регулирования торможения. Блок 22 регулирования торможения первого тормоза 24 вместе с блоком 56 контроля образует второе устройство 153 контроля торможения, которое предусмотрено для того, чтобы учитывать показатель B2 тормозного действия для выполнения восстанавливающего воздействия, касающегося второго тормоза 124. Устройство 153 контроля торможения, как и устройство 53 контроля торможения, снабжено двумя функциями контроля, которые предусмотрены каждая для контроля второго тормоза 124 при осуществлении его первого режима торможения или, соответственно, второго режима торможения. Блоки 28, 30 управления торможением при выполнении функций контроля выполнены в виде устройств 27, 29 контроля устройства 153 управления торможением. При выполнении первой функции контроля и второй функции контроля устройство 153 контроля торможения выполнено в виде блока 150 или, соответственно, 152 контроля тормозного действия для первого или, соответственно, второго режима торможения блока 122 регулирования торможения второго тормоза 124. Этот контроль осуществляется в зависимости от второго показателя B2 тормозного действия или от нескольких, отличающихся друг от друга по своему виду различных показателей тормозного действия, регистрируемого или, соответственно, регистрируемых сенсорным блоком 158. Приведенное выше описание сенсорного блока 58 относится соответственно к сенсорному блоку 158.

В одном из особых вариантов осуществления сенсорные блоки 58 и 158 в отношении аппаратных средств могут быть по меньшей мере частично образованы одной и той же сенсорной структурой.

В целях наглядности на фиг. 3 изображен только контроль первого тормоза 24 вторым тормозом 124. Приведенное выше описание выполняемых устройством 53 контроля торможения функций контроля находит соответствующее применение для первого тормоза 24 в отношении контроля второго тормоза 124. При этом соответствующие функции контроля выполняются блоками 28, 30 управления торможением при их функционировании в качестве устройств 27, 29 контроля во взаимодействии с блоком 56 контроля.

Блок 56 контроля в рассматриваемом примере осуществления представляет собой общий компонент первого устройства 53 контроля торможения и второго устройства 153 контроля торможения.

Выполнение функций контроля в блоках 28, 30, 128, 130 управления торможением при их функционировании в качестве устройств 27, 29, 127, 129 контроля может осуществляться в каждом случае посредством вычислительного блока, который выполнен идентично или отлично от вычислительного блока, предусмотренного для осуществления режима торможения.

С помощью разъема для провода 42 экстренного торможения транспортного средства может включаться экстренное торможение посредством электродинамических тормозов 24, 124. При том уровне надежности, который достижим при предлагаемом исполнении тормозной системы рельсового транспортного средства, в частности, при исполнении блоков регулирования торможения по меньшей мере с двумя блоками управления торможением, может получаться рельсовое транспортное средство, снабженное устройством экстренного торможения, при этом экстренное торможение может осуществляться исключительно посредством электродинамических тормозов с достаточным уровнем надежности. Благодаря этому можно предпочтительно обойтись без полноценного дополнительного фрикционного тормоза. Для более низких скоростей в качестве фрикционного тормоза может сохраняться только стояночный тормоз, например, в виде тормоза с пружинным приводом, который посредством создаваемой пружинным приводом силы трения препятствует скатыванию поставленного на стоянку транспортного средства с откоса. Тем самым может достигаться значительное сокращение цен компонентов тормоза и веса рельсового транспортного средства.

На фиг. 4 показан один из вариантов осуществления, в котором устройство 53 контроля торможения имеет два устройства 127′ и 129′ контроля. Они предусмотрены для первого тормоза 24 и независимы от другого тормоза рельсового транспортного средства 10, в частности, от второго тормоза 124. Он отличается от показанного на фиг. 3 варианта осуществления устройств 127, 128 контроля тем, что их исполнение отличается от исполнения в виде блока управления торможением. Они могут быть, например, оснащены исключительно для осуществления функций контроля устройства 53 контроля торможения, роль которого при этом отличается от роли блока регулирования торможения. В отношении осуществления функций контроля и взаимодействия с блоком 56 контроля во избежание ненужных повторов ссылаемся на приведенное выше описание устройств 127, 129 контроля.

На фиг. 5 показан один из альтернативных вариантов осуществления двух электродинамических тормозов 80, 180 рельсового транспортного средства 10. Первый тормоз 80 образован приводным двигателем 18 приводного агрегата 16 и блоком 82 регулирования торможения, который включает в себя блок 20 снабжения мощностью приводного агрегата 16 и блок 84 управления торможением, в режиме торможения управляющий блоком 20 снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия. Второй тормоз 180 образован приводным двигателем приводного агрегата 116 и блоком 182 регулирования торможения, который включает в себя блок снабжения мощностью приводного агрегата 116 и блок 184 управления торможением, в режиме торможения управляющий блоком снабжения мощностью приводного агрегата 116 для обеспечения тормозного действия.

В отличие от варианта осуществления предыдущих фигур, блоки 82 и 182 регулирования торможения имеют каждый один единственный блок 84 или, соответственно, 184 управления торможением. К функции управления блоков 84, 185 управления торможением в режиме торможения соответственно применимо приведенное выше описание блоков 28 и/или 30 управления торможением.

Наряду с его функциями управления, блок 84 управления торможением первого тормоза 80 для осуществления первого режима контроля тормозной системы рельсового транспортного средства 10 оснащен функцией контроля, в которой он контролирует второй тормоз 180 во время осуществления его режима торможения и, в зависимости от показателя B2 тормозного действия, выполняет восстанавливающее воздействие для второго тормоза. При этом блок 82 регулирования торможения первого тормоза 80 служит устройством 90 контроля торможения для второго тормоза 180. Показатель B2 тормозного действия регистрируется сенсорным блоком 186, который находится в активном соединении с блоком 84 управления торможением. Приведенное выше описание сенсорного блока 58 соответственно применимо к сенсорному блоку 186 и описанному ниже сенсорному блоку 86. Если при аналитической обработке показателя B2 тормозного действия блоком 84 управления торможением получается, что создаваемое вторым тормозом 180 тормозное действие недостаточно, блоком 84 управления торможением выполняется восстанавливающее воздействие для второго тормоза 180, при этом, например, активируется тормозное устройство 117 посредством исполнительного элемента 188 переключающего устройства 189.

Наряду с его функциями управления, блок 184 управления торможением второго тормоза 180 для осуществления второго режима контроля тормозной системы рельсового транспортного средства 10 оснащен функцией контроля, в которой он контролирует первый тормоз 80 во время осуществления его режима торможения и, в зависимости от показателя B1 тормозного действия, выполняет восстанавливающее воздействие для первого тормоза 80. При этом блок 182 регулирования торможения второго тормоза 180 служит устройством 190 контроля торможения для первого тормоза 80. Показатель B1 тормозного действия регистрируется сенсорным блоком 86, который находится в активном соединении с блоком 184 управления торможением. Если при аналитической обработке показателя B1 тормозного действия блоком 184 управления торможением получается, что создаваемое первым тормозом 80 тормозное действие недостаточно, блоком 184 управления торможением выполняется восстанавливающее воздействие для первого тормоза 80, при этом, например, активируется тормозное устройство 17 посредством исполнительного элемента 88 переключающего устройства 89.

В показанных на фиг. 3-5 вариантах осуществления приводные агрегаты 16 и 116 могут быть предусмотрены для одной и той же тележки рельсового транспортного средства 10 или для отдельных тележек. В показанном на фиг. 1 варианте осуществления приводные агрегаты 16, 116 предусмотрены каждый для различной тележки. При этом привод каждой из ведущих осей 14 одной и той же тележки осуществляется собственным приводным двигателем, причем оба приводных двигателя снабжаются одним и тем же блоком снабжения мощностью. Тогда у показанных на фиг. 3-5 тормозных систем в этом варианте осуществления электродинамические тормоза 24, 124 или, соответственно, 80, 180 предусмотрены каждый для различных тележек и поэтому для нескольких ведущих осей. Соответственно этому, с помощью устройств 53, 153, 90, 190 контроля торможения может достигаться локализация потери тормозного действия, и восстанавливающее воздействие в отношении каждой тележки может выполняться дифференцированно.

В одном из альтернативных вариантов осуществления для каждой приводной оси тележки предусмотрен приводной двигатель, при этом для каждого приводного двигателя этой тележки предусмотрено по одному различному блоку снабжения мощностью. Соответственно этому, в этом варианте осуществления для каждой приводной оси тележки предусмотрено по одному отдельному электродинамическому тормозу. Кроме того, у показанных на фиг. 3-5 тормозных систем в этом варианте осуществления электродинамические тормоза 24, 124 или, соответственно, 80, 180 предусмотрены для одной и той же тележки или, соответственно, каждый для различной ведущей оси в этой тележке. Соответственно этому, с помощью устройств 53, 153, 90, 190 контроля торможения может достигаться локализация потери тормозного действия для каждой оси, и восстанавливающее воздействие в отношении каждой ведущей оси может выполняться дифференцированно.

Группа изобретений относится к электродинамическим тормозным системам для транспортных средств. Тормозная система рельсового транспортного средства содержит по меньшей мере один первый электродинамический тормоз (24; 80), который включает в себя приводной агрегат (16), имеющий приводной двигатель (18) и блок (20) снабжения мощностью приводного двигателя (18) в тяговом режиме. Блок (22; 82) регулирования торможения имеет соответствующий блок (20) снабжения мощностью и блок (28; 30; 84) управления торможением, который в первом режиме торможения управляет блоком (20) снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия. Тормозная система содержит один сенсорный блок (58; 86) для регистрации показателя (B1) тормозного действия для первого режима торможения тормоза (24; 80). Первое устройство (53; 190) контроля торможения независимо от блока (22; 82) регулирования торможения, учитывая показатель (B1) тормозного действия, выполняет восстанавливающее воздействие в отношении первого тормоза (24; 80). Вторым объектом является способ торможения рельсового транспортного средства. Технический результат изобретений заключается в повышении надежности электродинамического тормоза. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Тормозная система рельсового транспортного средства, имеющая по меньшей мере один первый электродинамический тормоз (24; 80), который включает в себя приводной агрегат (16), имеющий по меньшей мере один приводной двигатель (18) и блок (20) снабжения мощностью для снабжения приводного двигателя (18) в тяговом режиме приводного агрегата (16), и по меньшей мере один блок (22; 82) регулирования торможения, который имеет соответствующий блок (20) снабжения мощностью и по меньшей мере один блок (28; 30; 84) управления торможением, который в первом режиме торможения управляет соответствующим блоком (20) снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия,
отличающаяся по меньшей мере одним сенсорным блоком (58; 86), который предусмотрен для того, чтобы регистрировать по меньшей мере один показатель (В1) тормозного действия для первого режима торможения тормоза (24; 80), и по меньшей мере одним предусмотренным для первого тормоза (24; 80) независимым от блока (22; 82) регулирования торможения первым устройством (53; 190) контроля торможения, которое предусмотрено для того, чтобы в первом режиме контроля учитывать показатель (В1) тормозного действия для выполнения восстанавливающего воздействия в отношении тормоза (24; 80).

2. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что устройство (53) контроля торможения имеет по меньшей мере два устройства (127, 129; 127′, 129′) контроля.

3. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 2, отличающаяся тем, что устройства (127, 129; 127′, 129′) контроля предусмотрены для того, чтобы осуществлять по меньшей мере одну функцию контроля первого режима контроля по меньшей мере частично во взаимодействии.

4. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что устройства (127, 129; 127′, 129′) контроля отличаются друг от друга по своему конструктивному и/или алгоритмическому осуществлению.

5. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 2, отличающаяся тем, что устройства (127, 129; 127′, 129′) контроля имеют каждое программные средства для осуществления функции контроля, причем эти программные средства реализованы различным образом.

6. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 2, отличающаяся блоком (56) контроля, который служит для того, чтобы выполнять первый режим контроля по меньшей мере частично во взаимодействии с устройствами (127, 129; 127′, 129′) контроля.

7. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 6, отличающаяся тем, что устройства (127, 129; 127′, 129′) контроля и блок (56) контроля отличаются друг от друга по своему конструктивному и/или алгоритмическому осуществлению.

8. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что устройства (127, 129; 127′, 129′) контроля устройства (53) контроля торможения и блок (56) контроля предусмотрены соответственно для того, чтобы при осуществлении первого режима контроля в зависимости от показателя (В1) тормозного действия подавать сигнал о неисправности, причем это устройство (53) контроля торможения имеет по меньшей мере один пусковой блок (60, 64), который находится в активном соединении с устройствам (127, 129; 127′, 129′) контроля и блоком (56) контроля таким образом, что выполнение восстанавливающего воздействия предполагает наличие по меньшей мере двух сигналов о неисправности.

9. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что блок (22) регулирования торможения имеет по меньшей мере два блока (28, 30) управления торможением и блок (32) переключений, который предусмотрен для того, чтобы для выполнения восстанавливающего воздействия осуществлять переключение между первым режимом торможения блока (22) регулирования торможения, в котором первый блок (28) управления торможением управляет блоком (20) снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия, и вторым режимом торможения блока (22) регулирования торможения, в котором второй блок (30) управления торможением управляет блоком (20) снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия.

10. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 9, отличающаяся тем, что устройство (53) контроля торможения в первом режиме контроля имеет первую функцию контроля, при которой это устройство (53) контроля торможения выполнено в виде первого блока (50) контроля тормозного действия, который предусмотрен для того, чтобы контролировать тормоз (24) в его первом режиме торможения, и по меньшей мере одну вторую функцию контроля, при которой это устройство (53) контроля торможения выполнено в виде второго блока (52) контроля тормозного действия, который предусмотрен для того, чтобы контролировать тормоз (24) в его втором режиме торможения.

11. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 1, отличающаяся другим тормозным устройством (17) и переключающим устройством (54; 89), при этом, в зависимости от показателя (В1) тормозного действия, в качестве восстанавливающего воздействия это другое тормозное устройство (17) приводится в действие посредством переключающего устройства (54; 89).

12. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 1, отличающаяся по меньшей мере одним вторым электродинамическим тормозом (124; 180), который включает в себя приводной агрегат (116), имеющий по меньшей мере один приводной двигатель и блок снабжения мощностью для снабжения приводного двигателя в тяговом режиме приводного агрегата (116), и по меньшей мере один блок (122; 182) регулирования торможения, который имеет соответствующий блок снабжения мощностью и по меньшей мере один блок (128, 130; 184) управления торможением, который в первом режиме торможения управляет соответствующим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия.

13. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 12, отличающаяся по меньшей мере одним сенсорным блоком (158; 186), который предусмотрен для того, чтобы регистрировать по меньшей мере один показатель (В2) тормозного действия для первого режима торможения второго тормоза (124; 180), и по меньшей мере одним предусмотренным для второго тормоза (124; 180) независимым от блока (122; 182) регулирования торможения второго тормоза (124; 180) вторым устройством (153; 90) контроля торможения, которое предусмотрено для того, чтобы во втором режиме торможения учитывать этот показатель (В2) тормозного действия для выполнения восстанавливающего воздействия в отношении второго тормоза (124; 180).

14. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 13, отличающаяся блоком (56) контроля, который является общим компонентом первого устройства (53) контроля торможения и второго устройства (153) контроля торможения.

15. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 12, отличающаяся тем, что предусмотренное для первого тормоза (24; 80) первое устройство (53; 190) контроля торможения образовано по меньшей мере блоком (122; 182) регулирования торможения второго тормоза (124; 180).

16. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 15, отличающаяся тем, что блок (122) регулирования торможения второго тормоза (124) имеет по меньшей мере два блока (128, 130) управления торможением и один блок (132) переключений, который предусмотрен для того, чтобы для выполнения восстанавливающего воздействия осуществлять переключение между первым режимом торможения блока (122) регулирования торможения, в котором первый блок (128) управления торможением управляет соответствующим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия, и вторым режимом торможения блока (122) регулирования торможения, в котором второй блок (130) управления торможением управляет соответствующим блоком снабжения мощностью для обеспечения тормозного действия, при этом устройства (127, 129) контроля первого устройства (53) контроля торможения образованы каждое различным блоком (128, 130) управления торможением блока (122) регулирования торможения второго тормоза (124), образующего это устройство (53) контроля торможения.

17. Тормозная система рельсового транспортного средства по п. 15 или 16, отличающаяся тем, что предусмотренное для второго тормоза (124) второе устройство (153) контроля торможения образовано по меньшей мере блоком (22) регулирования торможения первого тормоза (24).

18. Способ торможения рельсового транспортного средства (10) с помощью первого электродинамического тормоза (24; 80), причем этот тормоз (24; 80) соответственно включает в себя приводной агрегат (16), который имеет по меньшей мере один приводной двигатель (18) и блок (20) снабжения мощностью для снабжения приводного двигателя (18) в тяговом режиме приводного агрегата (16), и по меньшей мере один блок (22; 82) регулирования торможения, который имеет соответствующий блок (20) снабжения мощностью и по меньшей мере один блок (28, 30; 84) управления торможением, при котором
- осуществляется управление блоком (20) снабжения мощностью первого тормоза (24; 80) для обеспечения тормозного действия в его первом режиме торможения,
отличающийся тем, что
- регистрируют по меньшей мере один первый показатель (В1) тормозного действия для первого режима торможения первого тормоза (24; 80),
- в первом режиме контроля предусмотренным для первого тормоза (24; 80) независимым от блока (22; 82) регулирования торможения первым устройством (53; 190) контроля торможения учитывают первый показатель (В1) тормозного действия, и
- выполняют восстанавливающее воздействие в отношении первого тормоза (24; 80) в зависимости от первого показателя (В1) тормозного действия.