СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2022 года по МПК B61C17/12 B60L15/20 

Изобретение относится к рельсовому транспортному средству, в частности моторвагонному транспортному средству (моторвагонному поезду) или локомотиву. Кроме того, изобретение относится к пульту управления для системы управления приводом рельсового транспортного средства. Изобретение относится также к способу управления приводом рельсового транспортного средства.

Применительно к рельсовым транспортным средствам используют различные методы управления и системы для движения и торможения. Обычно пульт управления в кабине машиниста транспортного средства содержит несколько рычагов управления, использующихся для управления функциями движения и торможения. Кроме того, транспортное средство можно эксплуатировать в различных режимах, например, в режиме «движение/торможения» или в режиме «задание силы тяги/задание скорости».

Режим эксплуатации рельсового транспортного средства задает машинист транспортного средства, чаще всего на основании графика движения и других, определяемых спецификой полотна типовых условий. Кроме того, машинист транспортного средства может выбирать пригодную скорость движения транспортного средства на определенных участках трассы.

В современных транспортных средствах в качестве специального технического устройства транспортного средства используют систему автоматического управления движением и торможением (AFB). Задача системы AFB заключается в ускорении или притормаживании рельсового транспортного средства до заранее заданной машинистом транспортного средства или допустимой для участка трассы заданной скорости (V_Soll) и поддержания этой скорости в последующем. Для этого машинист транспортного средства может задать скорость с помощью задатчика заданного значения V_Soll. После этого система AFB автоматически регулирует необходимые силы тяги или торможения. При использовании такой системы AFB один из рычагов управления пульта управления в кабине машиниста транспортного средства служит в качестве задатчика заданной скорости V_Soll.

Машинист транспортного средства может выбрать также другой режим эксплуатации, в котором силу тяги или силу торможения задают вручную. При этом за счет ручного регулирования сил тяги и торможения поддерживают допустимую скорость движения. С этой целью следующий рычаг управления в кабине машиниста транспортного средства выполнен в виде комбинированного рычага движения/торможения. Тем самым можно задавать желаемую силу тяги или торможения.

Переключение между различными режимами эксплуатации осуществляют, как правило, с помощью дополнительных элементов управления пульта управления, например, механических клавишных выключателей, или с помощью расположенного в кабине машиниста, встроенного, например, в панель управления сенсорного дисплея, с помощью которого реализуют виртуальный выключатель. В зависимости от исполнения пульта управления при определенных режимах эксплуатации транспортного средства может возникнуть ситуация, когда для управления приводом необходим лишь выбранный рычаг управления, в то время как другие рычаги управления временно не задействованы.

Другие рычаги управления могут быть предусмотрены для управления различными системами торможения рельсового транспортного средства, например, гидравлическим или пневматическим тормозом или электродинамическим тормозом.

Известное из уровня техники рельсовое транспортное средство содержит приводные средства и тормозные средства, а также систему управления приводом для управления приводными средствами и тормозными средствами для влияния на скорость движения рельсового транспортного средства. Рельсовое транспортное средство содержит пульт управления для системы управления приводом, причем пульт управления содержит средства для изменения режима эксплуатации рельсового транспортного средства. Кроме того, пульт управления содержит обслуживаемый машинистом рельсового транспортного средства рычаг управления для системы управления приводом.

Задачей настоящего изобретения является упрощение эксплуатации рельсовых транспортных средств. Поставленная задача решена с помощью предметов независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Преимущества и исполнения, поясненные ниже во взаимосвязи с соответствующим изобретению рельсовым транспортным средством и соответствующим изобретению пультом управления, действительны в смысловом отношении также для соответствующего изобретению способа.

В соответствии с этим основная задача изобретения заключается в таком исполнении системы управления приводом рельсового транспортного средства, при котором функция рычага управления для управления приводом зависит от выбранного, актуального режима эксплуатации рельсового транспортного средства. Другими словами, рычаг управления выполняет различные функции в зависимости от режима эксплуатации.

Изобретение предлагает уменьшение количества необходимых рычагов управления за счет использования многофункционального рычага управления. При этом в зависимости от выбранного режима эксплуатации изменяется функция рычага управления, то есть изменяется его значение для управления приводом. Использование такого рычага управления с переключением функций позволяет уменьшить количество элементов управления, необходимых для обслуживания рельсового транспортного средства. При этом уменьшаются стоимость материала и расходы на прокладку кабелей, ввод в эксплуатацию и обслуживанием элементов управления. Кроме того, с помощью изобретения можно исключить ситуацию, в которой рычаг управления пульта управления временно функционально не задействован. За счет этого можно упростить как конструкцию пульта управления, так и его обслуживание.

Для изобретения важно, что при каждом переключении режима эксплуатации принудительно происходит также изменение функции рычага управления. Другими словами, изменение режима эксплуатации постоянно сопряжено с изменением функции рычага управления. Это происходит предпочтительно таким образом, что всегда исключено функциональное бездействие рычага управления.

В особо предпочтительной форме исполнения изобретения принцип действия рычага управления сохраняется неизменным, несмотря не его различные для управления приводом функции. Поэтому машинисту транспортного средства не требуется изучение различных концепций управления.

Зависимое от режима эксплуатации изменение функции рычага управления относится предпочтительно исключительно к значению передаваемых элементом управления на систему управления приводом сигналов для их использования для управления приводными средствами и тормозными средствами. Другими словами, изменяется исключительно значение выработанных рычагом управления сигналов. Принцип действия, то есть вид и способ обслуживания рычага управления, напротив, остается предпочтительно неизменным. Другими словами, в предпочтительной форме исполнения изобретения функция рычага управления изменяется с сохранением своей функциональности. Принцип действия рычага управления, то есть вид и способ его обслуживания, остается неизменным, несмотря на различные функции для управления приводом. Потому машинисту транспортного средства не требуется изучение различных концепций управления.

К тому же особо предпочтительно, если сам рычаг управления служит для изменения режима эксплуатации и, тем самым, для изменения своей собственной функции. В этом случае отпадает необходимость в отдельном элементе переключения и происходи дальнейшее упрощение пульта управления.

Описанные выше свойства, признаки и преимущества этого изобретения, а также вид и способ их достижения поясняются яснее и более отчетливо во взаимосвязи с последующим описанием примеров исполнения, которые поясняются более подробно во взаимосвязи с чертежами. При этом на чертежах представлено следующее:

Фиг. 1 - схематическое изображение изобретения,

Фиг. 2 - вид сверху на панель управления системы управления приводом при первом режиме эксплуатации,

Фиг. 3 - вид сверху на панель управления по фиг. 2 при втором режиме эксплуатации (первый вариант),

Фиг. 4 показывает вид сверху на панель управления по фиг. 2 при втором режиме эксплуатации (второй вариант, первое положение рычага),

Фиг. 5 показывает вид сверху на панель управления по фиг. 2 при втором режиме эксплуатации (второй вариант, второе положение рычага).

Все фигуры показывают изобретение чисто схематически и с их важными составными частями. При этом одинаковые ссылочные обозначения соответствуют элементами с одинаковой или сравнимой функцией.

Рельсовое транспортное средство 1, в данном случае локомотив, содержит пригодные приводные средства 2 и тормозные средства 3 для привода и торможения рельсового транспортного средства 1, а также систему 4 управления приводом для управления приводными средствами 2 и тормозными средствами 3 для влияния на скорость движения рельсового транспортного средства 1. В кабине машиниста (не изображена) локомотива 1 находится пульт 5 управления для системы 4 управления приводом. Пульт 5 управления содержит панель 6 управления с обслуживаемым машинистом транспортного средства рычагом 7 управления для обслуживания системы 4 управления приводом. В иллюстрированном примере рычаг 7 управления содержит на своем свободном конце головку 8. Рычаг 7 управления может быть также выполнен в виде джойстика и/или иметь любую эргономическую форму. Шток (не изображен) рычага 7 управления соединен с сенсорикой (не изображена) системы 4 управления приводом, которая регистрирует движение и/или положение рычага 7 управления и вырабатывает соответствующие сигналы управления для приводных средств и тормозных средств 2, 3.

Непосредственно рядом с рычагом 7 управления в панели 6 управления предусмотрен приданный рычагу 7 управления блок 9 индикации, например, в форме электронного дисплея. В первом альтернативном исполнении блок 9 индикации может быть выполнен также в качестве части (не изображена) самого рычага 7 управления.

Пульт 5 управления содержит средство для смены режима эксплуатации рельсового транспортного средства 1 с режима «движение/торможение» на режим «задание силы тяги/задание скорости» и обратно. В показанном здесь случае сам рычаг 7 управления служит, как пояснено более подробно ниже, для изменения режима эксплуатации и, таким образом, для изменения своей собственной функции.

При нажатии на рычаг 7 управления может осуществляться выработка входных сигналов для системы 4 управления приводом. Эти входные сигналы служат системе 4 управления приводом для управления приводными и тормозными средствами 2. 3. При этом значение этих входных сигналов для управления приводными и тормозными средствами 2, 3 зависит от выработанного, актуального режима эксплуатации локомотива 1. Это означает, что функция рычага 7 управления зависит от режима эксплуатации. В зависимости от выбранного режима эксплуатации локомотива 1 входные сигналы, передаваемые от рычага 7 управления на систему 4 управления приводом и зависящие от движения рычага 7 управления представляют собой применительно к их значению для управления приводными и тормозными средствами 2, 3 входные величины различного типа для системы 4 управления приводом. Другими словами, эти входные сигналы используют различным образом в зависимости от режима эксплуатации. При этом тип переданных от рычага 7 управления, зависящих от движения рычага сигналов во всех случаях идентичен. Отличается лишь значение, которое система 4 управления приводом назначает принятым сигналам, а также в последующем обработка этих сигналов системой 4 управления приводом.

Таким образом, рычаг 7 управления можно выборочно использовать в качестве переключателя 11 скорости для регулирования заданной скорости (V_Soll) или в качестве комбинированного рычага 12 движения/торможения. В соответствии с обоими важными режимами эксплуатации в случае обоих функциональных режимов рычага 7 управления речь идет, с одной стороны, о действии в качестве переключателя скорости (задатчика заданной величины скорости) и, с другой стороны, о действии в качестве переключателя силы тяги/силы торможения.

Для выработки входных сигналов для системы 4 управления приводом рычаг 7 управления можно переместить в первом направлении 13 перемещения. Это управляющее движение выполняют предпочтительно вдоль первой оси. В иллюстрированном примере рычаг 7 управления может линейно перемещаться в кулисе 14 панели 6 управления.

При этом движение рычага 7 управления при взаимоисключающих реакциях управления, например, ускорении и торможении, происходит в противоположных направлениях, то есть, например, исходя из нулевого положения 15, в данном случае центрального положения между самым передним положением 16 и самым задним положением 17, в кулисе 14 вперед или назад (на рисунке вверх и вниз). Кулиса 14 выполнена таким образом, что рычаг 7 управления вследствие подпружиненного фиксатора фиксируется в нулевом положении 15, однако, за счет преодоления сил фиксации может быть выведен из нулевого положения 15 в обоих направлениях вдоль первой оси.

Кроме того, предусмотрены осветительные элементы 18, например, с использованием светодиодной техники, которые в зависимости от выбранного режима эксплуатации и/или в зависимости от актуальной функции рычага 7 управления подсвечивают различными цветами, по меньшей мере, части рычага 7 управления и/или части несущей рычаг 7 управления панели 6 управления. За счет такой цветовой подсветки рычага 7 управления или панели 6 управления машинист транспортного средства быстро и надежно считывает индикацию выбранного режима эксплуатации и, тем самым, выставленной функции рычага 7 управления.

В случае дисплея 9, который находится непосредственно рядом с рычагом 7 управления, речь идет предпочтительно о цветном дисплее. Он, предпочтительно посредством соответствующего выбора цвета индикации, сигнализирует также о выбранном режиме эксплуатации и/или актуальной функции рычага 7 управления. На эту индикацию могут быть дополнительно выведены заданные и фактические значения 19 важных режимов эксплуатации или сообщений, например, сообщений об ошибке, и инструкции по эксплуатации, так что для обслуживания системы 4 управления приводом необязательно необходимы дальнейшие рычаги управления или устройства индикации. В совокупности с системой 4 управления приводом для режима движения локомотива 1 было бы достаточно пульта управления, состоящего из рычага 7 управления и приданного блока 9 индикации.

На фиг. 2 в качестве примера показана панель 6 управления со встроенным индикатором 9 и рычагом 7 управления. Рычаг 7 управления служит в качестве рычага 12 движения/торможения. Освещение рычага 7 управления в целом, а также индикация осуществляется, например, в желтом цвете. Рычаг 7 управления можно перемещать через нулевое положение 15 линейно вдоль ости вперед (на рисунке – вверх) или назад (на рисунке – вниз). При этом первая область 22 перемещения для рычага 7 управления предусмотрена между нулевым положением 15 и самым передним положением 16, а соответствующая индикация силы тяги предусмотрена в первой области 25 индикации. Вторая область 26 индикации для индикации силы торможения назначена для движения рычага 7 управления во второй области 23 движения, которая расположена между нулевым положением 15 и самым задним положением 17.

На фиг. 3 изображен тот же рычаг 7 управления. После переключения режима эксплуатации рычаг 7 управления служит, однако, в качестве задатчика 11 заданного значения скорости. Освещение 18 и индикация дисплея 9 происходят с использованием, например, голубого цвета.

Даже если для рычага 7 управления не предусмотрено среднего положения, а самое заднее положение 17 рычага 7 управления служит в качестве нулевого положения, функциональность (обслуживаемость) рычага 7 управления не изменяется, то есть движение обслуживания происходит в кулисе 14 вдоль первой оси из самого заднего положения 17 в самое переднее положение 16 и назад. Переданные от рычага 7 управления к системе 4 управления приводом сигналы управления имеют, однако, другое значение и их обработка в системе 4 управления приводом происходит иным образом.

На фиг. 4 и 5 изображен альтернативный принцип действия рычага 7 управления после переключения режима эксплуатации. При этом рычаг 7 управления служит в первой области 22 движения вдоль своего направления 13 управления, а именно между нулевым положением 15 и самым передним положением 16 рычага 7 управления, в качестве задатчика 11 заданной скорости движения (фиг. 4), а во второй области 23 управления вдоль своего направления 13 управления, а именно между нулевым положением 15 и самой задней позицией 17 рычага 7 управления – в качестве селектора 24 силы торможения (фиг. 5). В этом случае ручное вмешательство в процесс торможения возможно также в любое время в том случае. Если рычаг 7 управления служит в качестве селектора 11 скорости.

Первая область 22 движения и соответствующая индикация заданного значения скорости в первой области 25 индикации, которая придана первой области 22 движения рычага 7 управления подсвечиваются, например, голубым цветом, в то время как вторая область 23 движения и соответствующая индикация силы торможения во второй области 26 индикации, которая придана второй области 23 движения рычага 7 управления, подсвечиваются, например, желтым цветом. Как и в показанном на фиг. 2 примере, среднее положение 15 рычага 7 управления выполнено в качестве нулевого положения.

Для изменения режима эксплуатации рычаг 7 управления можно переместить в отличное от первого направления 13 движения второе направление 27 перемещения. Это движение переключения происходи предпочтительно вдоль второй оси. В показанных примерах второе направление 27 перемещения проходит перпендикулярно первому направлению 13 движения. Другими словами, движение переключения является предпочтительно линейным движением, выполняемым поперечно кулисе 14. Предпочтительно движение переключения, то есть движение рычага 7 управления для изменения режима эксплуатации, не зависит от актуальной, зависящей от режима эксплуатации функции рычага 7 управления, то есть всегда одно и то же.

Кроме того, рычаг 7 управления может быть перемещен в этом втором направлении 27 перемещения только из определенного положения рычага, причем за счет движения в первом направлении 13 перемещения рычаг 7 управления может быть переведен в это положение переключения. В примерах по фиг. 2 и 4, 5 переключение возможно лишь нулевого положения (среднего положения) 15. Переключение между различными режимами эксплуатации и, таким образом, в то же время переключение функции для рычага 7 управления происходит, таким образом, посредством движения рычага 7 управления в сторону из его нулевого положения 15, в результате чего срабатывает соединенный с системой 4 управления приводом переключательный контакт (не изображен).

Поскольку нулевое положение рычага 7 управления выполнено предпочтительно в виде фиксируемого положения, фиксируемое положение регулярно представляет собой положение переключения, из которого рычаг 7 управления может выполнять движение переключения. В этом случае, в зависимости от исполнения функции рычага управления, при изменении режима эксплуатации и связанном с этим переключением функции рычага 7 управления, при необходимости может быть предусмотрено изменение (смещение) позиции положения с фиксацией. Это изменение позиции может быть осуществлено, например, с помощью электромеханического переключательного устройства (не изображено), с помощью которого фиксируемое положение можно переместить от первого положения переключения, например, среднего положения 15, в другое желаемое положение переключения вдоль кулисы 14, например, в самое заднее положение 17 рычага 7 управления (нулевое положение 21).

Альтернативно переключение может быть осуществлено также в других (любых) положения рычага 7 управления, например, как в случае примера по фиг. 3, однако предпочтительно лишь тогда, когда в результате этого не возникают нежелательные состояния. Это обеспечивают за счет использования пригодного программного обеспечения, которое производит проверку на предмет возможности возникновения нежелательных состояний и при необходимости блокирует ручное переключение режима эксплуатации при условии, что оно должно быть осуществлено к определенному моменту времени из определенного положения.

Альтернативно к переключению между функциями путем движения самого рычага 7 управления может быть также предусмотрено переключение с помощью дополнительного кнопочного выключателя (не показан), который предусмотрен в или на рычаге 7 управления или в панели 6 управления в кабине машиниста локомотива 1.

В случае примера машинист транспортного средства работает сначала при маневрировании с комбинированным рычагом 7, 12 движения/торможения. После покидания зоны станции машинист транспортного средства изменяет режим эксплуатации, включая систему AFB. Переключение режима эксплуатации происходит при помощи рычага 7 управления. Рычаг 7 управления, который до этого времени служил в качестве селектора 12 силы тяги/силы торможения для ручного выбора силы тяги, функционирует теперь в качестве селектора 11 заданного значения скорости. Команды машиниста транспортного средства регистрируются рычагом 7 управления и передаются в качестве сигналов на систему 4 управления приводом.

Изобретение относится также к описанному пульту 5 управления для системы 4 управления приводом, а также к системе 4 управления приводом с таким пультом 5 управления, а также к способу обслуживания системы 4 управления.

Несмотря на то, что изобретение было более подробно иллюстрировано и описано в деталях на основании предпочтительного примера исполнения, оно не ограничено раскрытыми примерами и специалист может вывести из этого другие вариации, не выходя за объем охраны изобретения.

Группа изобретений относится к механизмам управления локомотивов или моторных вагонов. Рельсовое транспортное средство, в частности моторвагонное транспортное средство или локомотив, содержит приводные и тормозные средства с системой управления приводом и пульт управления для системы управления приводом. Причем пульт управления содержит средство для изменения режима эксплуатации рельсового транспортного средства. Причем пульт управления содержит обслуживаемый машинистом рычаг управления, причем функция рычага управления зависит от режима эксплуатации рельсового транспортного средства. Причем для обслуживания системы управления приводом рычаг управления выполнен с возможностью перемещения в первом направлении перемещения, при этом рычаг управления предназначен для изменения режима эксплуатации. При этом для изменения режима эксплуатации рычаг управления выполнен с возможностью перемещения в проходящем перпендикулярно и отличном от первого направления втором направлении перемещения. Также заявлены пульт управления и способ обслуживания системы управления рельсового транспортного средства. Технический результат заключается в упрощении эксплуатации рельсовых транспортных средств. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Рельсовое транспортное средство (1), в частности моторвагонное транспортное средство или локомотив,

- с приводными средствами (2) и тормозными средствами (3),

- с системой (4) управления приводом для управления приводными средствами (2) и тормозными средствами (3) рельсового транспортного средства (1),

- с пультом (5) управления для системы (4) управления приводом,

причем пульт (5) управления содержит средство для изменения режима эксплуатации рельсового транспортного средства (1), причем пульт (5) управления содержит обслуживаемый машинистом рельсового транспортного средства (1) рычаг (7) управления для обслуживания системы (4) управления приводом, причем функция рычага (7) управления зависит от режима эксплуатации рельсового транспортного средства (1),

причем для обслуживания системы (4) управления приводом рычаг (7) управления выполнен с возможностью перемещения в первом направлении (13) перемещения, при этом рычаг (7) управления предназначен для изменения режима эксплуатации, отличающееся тем, что для изменения режима эксплуатации рычаг (7) управления выполнен с возможностью перемещения в проходящем перпендикулярно и отличном от первого направления (13) втором направлении (27) перемещения.

2. Рельсовое транспортное средство (1) по п. 1, отличающееся тем, что за счет приведения в действие рычага (7) управления вырабатываются входные сигналы для системы (4) управления приводом, причем значение указанных входных сигналов для управления приводными и тормозными средствами (2, 3) зависит от режима эксплуатации.

3. Рельсовое транспортное средство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что рычаг (7) управления используется выборочно в качестве задатчика (11) скорости для регулирования заданной скорости рельсового транспортного средства (1) или в качестве комбинированного средства (12) движения/торможения.

4. Рельсовое транспортное средство (1) по п. 1, отличающееся тем, что рычаг (7) управления выполнен с возможностью перемещения в указанном втором направлении (27) перемещения только из заданного положения (15) рычага, причем рычаг (7) управления занимает указанное положение (15) рычага предпочтительно за счет перемещения в первом направлении (13) перемещения.

5. Рельсовое транспортное средство (1) по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что пульт (5) управления содержит осветительные элементы (18) для освещения, по меньшей мере, частей рычага (7) управления и/или частей несущей рычаг (7) управления панели (6) управления в зависимости от выбранного режима эксплуатации и/или актуальной функции рычага (7) управления.

6. Рельсовое транспортное средство (1) по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что пульт (5) управления содержит блок (9) индикации, который предназначен для вывода на индикацию выбранного режима эксплуатации и/или актуальной функции рычага (7) управления и предпочтительно дополнительной информации.

7. Пульт (5) управления для системы (4) управления приводом рельсового транспортного средства (1), в частности моторвагонного транспортного средства или локомотива, причем рельсовое транспортное средство (1) содержит приводные средства (2) и тормозные средства (3), причем система (4) управления приводом предназначена для управления приводными средствами (2) и тормозными средствами (3) для влияния на скорость движения рельсового транспортного средства (1), причем блок (5) управления содержит средство для изменения режима эксплуатации рельсового транспортного средства (1), причем пульт (5) управления содержит обслуживаемый машинистом рельсового транспортного средства (1) рычаг (7) управления для обслуживания системы (4) управления приводом, причем функция рычага (7) управления зависит от режима эксплуатации рельсового транспортного средства (1),

причем для обслуживания системы (4) управления приводом рычаг (7) управления выполнен с возможностью перемещения в первом направлении (13) перемещения, при этом рычаг (7) управления предназначен для изменения режима эксплуатации, отличающийся тем, что для изменения режима эксплуатации рычаг (7) управления выполнен с возможностью перемещения в проходящем перпендикулярно и отличном от первого направления (13) втором направлении (27) перемещения.

8. Способ обслуживания системы (4) управления рельсового транспортного средства (1), в частности моторвагонного транспортного средства или локомотива, при котором рельсовое транспортное средство (1) содержит приводные средства (2) и тормозные средства (3), причем система (4) управления приводом предназначена для управления приводными средствами (2) и тормозными средствами (3) для влияния на скорость движения рельсового транспортного средства (1), причем пульт (5) управления содержит средство для изменения режима эксплуатации рельсового транспортного средства и причем пульт (5) управления содержит обслуживаемый машинистом рельсового транспортного средства (1) рычаг (7) управления для обслуживания системы (4) управления приводом, причем функция рычага (7) управления зависит от режима эксплуатации рельсового транспортного средства (1),

причем для обслуживания системы (4) управления приводом рычаг (7) управления выполнен с возможностью перемещения в первом направлении (13) перемещения, при этом рычаг (7) управления предназначен для изменения режима эксплуатации, отличающийся тем, что для изменения режима эксплуатации рычаг (7) управления выполнен с возможностью перемещения в проходящем перпендикулярно и отличном от первого направления (13) втором направлении (27) перемещения.