鐵路車輛制動控制系統的製作方法
2023-05-18 00:26:41 2
專利名稱：鐵路車輛制動控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在鐵路車輛中控制氣壓制動系統的方法。
背景技術：
典型的鐵路車輛包括多個車廂或載貨掛車以及多條列車管線。該列車管線包括沿車輛長度串連的氣動線路和電力線路。一種氣動列車管線是主制動管。在常規布局中，用主制動管中的氣壓來偏壓車廂各轉向架(bogie)上的制動器致動裝置，使其處於斷開位置，從而在由於事故而使制動管壓力下降的情況下執行制動。
對於正常的行車制動來說，所有致動裝置中的制動器致動壓力通常是相同的以保證一致制動。然而，在某些環境中，例如車輪與鐵軌的附著程度較低時，則必須單獨控制各軸的制動壓力以保證一致制動。這種單獨控制即通常所說的車輪滑動保護(Wheel Slide Protection，WSP)，需要使各軸的制動壓力都是可獨立於其它軸和/或轉向架上的制動壓力而單獨可控的。
WO01/062567描述了一種控制制動器致動輸出的方法及裝置，特別是關於一鐵路車輛的制動的。在該系統中，給出了一種閥裝置，其具有第一和第二制動器致動裝置的第一和第二制動器致動輸出，該閥裝置控制在第一和第二制動器致動輸出上的壓力。這種閥裝置包括第一和第二進氣閥，用來給相應的致動輸出供氣，第一第二排氣閥，每個都相應地與所述進氣閥之一相連，和一個在致動輸出之間的聯接閥。該聯接閥使得可以選擇性地控制各致動輸出的壓力，使其或者在閥打開的狀態下聯合工作或者在聯接閥閉合的狀態下獨立工作。閥的控制由一個電子控制單元來決定。該裝置中的閥是被單獨控制的，從而在故障情況下至少能保證50％的運轉能力。然而，WO01/062567中描述的制動系統會遇到一個問題，就是由於各個閥的磨損導致制動閥的工作壽命有限，這種磨損通常在車輛長度上各閥是不均勻的。
因此本發明的目的是提供一種具有更長工作壽命的制動系統。
發明內容
根據本發明，提供了一種用在鐵路車輛中的制動系統，包括一個用來在使用中通過第一和第二空氣通道來給第一第二制動器致動裝置供氣的供氣源，供給各致動裝置的空氣氣壓通過相應的進氣閥和排氣閥來控制，其中還設置另外一個閥，該另外一個閥用於在使用中控制各進氣閥之間的空氣通道中的氣流，相應進氣閥、排氣閥以及另外一個閥的致動通過一電子控制單元來進行控制，該電子控制單元具有一個計數器來計算每一個相應進氣閥和排氣閥所進行的閥操作次數，其中該電子控制單元在使用中決定要致動哪組進氣閥和排氣閥來制動該鐵路車輛，這至少部分地取決於相應進氣閥、排氣閥所進行過的閥操作次數。
在本發明一優選實施例中，該電子控制單元決定要致動哪組進氣閥、排氣閥，以平衡在各閥上的磨損。優選地，在於該另一個閥在使用過程中被保持在打開位置上，從而使得氣流可以從所述第一空氣通道流到第二空氣通道，或者相反，從而使施加到第一第二制動器致動裝置上的壓力可以只通過其相應一組進氣閥和排氣閥對之一來進行控制。
優選地，該另外一個閥在使用中是閉合的，從而可以對每對進氣閥、排氣閥進行單獨控制。優選地，各對進氣閥、排氣閥在使用中被並聯控制，以增加氣流或者在閥故障時進行補償。優選地，該電子控制單元根據進氣閥、排氣閥的操作總次數來決定要致動哪對進氣閥、排氣閥。優選地，該電子控制單元決定要致動哪對進氣閥、排氣閥，並在一定次數的制動操作之後在相應進氣閥、排氣閥對之間交替。
在一可選實施例中，該電子控制單元決定要致動哪組進氣閥、排氣閥，並在一預定的時間間隔之後切換各自的各組進氣閥、排氣閥。
下面參考附圖詳細介紹本發明的一個典型實施例，附圖中
圖1示出了一制動系統的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了用於一雙軸轉向架鐵路車廂的制動系統示意圖，包括一個供氣源1，其用於給第一第二通道2、3供氣。各通道2、3給第一、第二制動器致動裝置10、11供氣，並且各具有一個進氣閥4、6。各進氣閥4、6連接相應的排氣閥5、7，該排氣閥提供到大氣的出口。在通道2、3之間設有另一個氣動連接8，該氣動連接具有一個聯接閥9，用於控制通道2和3之間的空氣流動。制動器致動裝置10、11給各制動汽缸BC1、BC2施加壓力，各制動汽缸再對軸12、13進行制動。
該系統還具有一個電子控制單元20，用來控制進氣閥4、6、排氣閥5、7以及聯接閥9的運轉。各所述閥都具有一個計數器，該計數器記錄閥的每一次操作。電子控制單元(ECU)20還接受來自各輪軸傳感器的輸入信號，該傳感器用於檢測較低的車輪對鐵軌的附著程度(車輪滑動)。該ECU20還監視各制動汽缸中的實際制動壓力。該鐵路車輛的各車廂具有其自己的ECU，以提供一個分布式控制系統。
使用時，由於有很多個閥在運轉，所以將計數器的瞬時值保存在一易失性存儲器例如一RAM中。然後在將計數器的值存儲在一非易失性存儲器例如一EEPROM21中，其通常可最多存儲一百萬次寫操作。由於閥的一般壽命最多能達到2億次操作，因此要在規定的服務間隔下載數據。
ECU20將每對進氣、排氣閥作為獨立的控制組進行獨立控制，包括進氣閥4和排氣閥5，以及進氣閥6和排氣閥7。在正常的行車制動過程中，ECU20選擇控制組中的一個或另一個來給制動器致動裝置10、11加壓或減壓。聯接閥9在正常操作狀態下是打開的，從而使通道2和3之間的壓力相等。
選擇哪個控制組是由電子控制單元20決定的。這種選擇是基於幾個方面作出的，比如各閥組4、5和6、7的使用期間操作總次數。其它可選方面包括在閥操作一預定次數之後切換控制組，以及在進行操作的閥組中的每單次閥操作之後切換組。實際中在車輛的每次致動後切換控制組是一種可接受的折衷選擇。
在檢測到車輪對鐵軌的附著程度較低時，例如一個軸的轉動速度超過相鄰軸一預定量時，ECU20就關閉聯接閥9，來將所確定的低附著程度的軸隔離開。然後ECU20根據車輪滑動保護程序來操作該軸控制組的進氣閥和排氣閥，以恢復與鐵軌的所需附著程度。WSP與正常的行車制動相比一般是增加閥操作次數，且計數器記錄下增加的操作次數。
ECU20還監測各制動汽缸的實際制動壓力，並將該實際制動壓力與預先設定的特性值或目標值相比較。當實際制動壓力與目標制動壓力的差值超過一預定值時，ECU20同時操作兩個並聯控制組，以增加響應。這在進氣閥或排氣閥失效無法打開時尤其有用，因為對轉向架的制動操作可以通過其它通道的其餘控制組來進行控制。檢測到這種故障時ECU也會記錄下該故障。
權利要求
1.一種用在鐵路車輛中的制動系統，包括在使用中用來通過第一和第二空氣通道來給第一第二制動器致動裝置供氣的供氣源，供給各致動裝置的空氣氣壓通過各自的進氣閥和排氣閥來控制，其中還包括另外一個閥，其在使用中用於控制各進氣閥之間的空氣通道中的氣流，相應的進氣閥、排氣閥以及所述另外一個閥的致動通過一電子控制單元來進行控制，該電子控制單元具有一個計數器來計算每一個相應的進氣閥和排氣閥所進行的閥操作次數，其中該電子控制單元在使用中用來決定要致動哪組進氣閥、排氣閥來制動該鐵路車輛，這至少部分地取決於相應的進氣閥、排氣閥所進行過的閥操作次數。
2.按照權利要求1所述的制動系統，其特徵在於在使用中，該電子控制單元決定要致動哪組進氣閥、排氣閥，以平衡閥的磨損。
3.按照權利要求1或2所述的制動系統，其特徵在於該另一個閥在使用過程中被保持在打開位置上，從而使得氣流可以從所述第一空氣通道流到第二空氣通道，或者相反，使施加到第一第二制動器致動裝置上的壓力只通過相應進氣閥和排氣閥組之一來進行控制。
4.按照權利要求1至3中任一項所述的制動系統，其特徵在於該另外一個閥在使用中是閉合的，從而可以對相應進氣閥、排氣閥組進行單獨控制。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的制動系統，其特徵在於所述相應進氣閥、排氣閥組在使用中被並聯控制，以增加氣流或者在一個閥故障時進行補償。
6.按照權利要求1至5中任一項所述的制動系統，其特徵在於在使用中，該電子控制單元根據進氣閥、排氣閥的閥操作總次數來決定要致動哪組進氣閥、排氣閥。
7.按照權利要求1至5中任一項所述的制動系統，其特徵在於該電子控制單元決定要致動哪組進氣閥、排氣閥，並在一定次數的制動操作之後在各組進氣閥、排氣閥對之間交替。
8.按照權利要求1至5中任一項所述的制動系統，其特徵在於該電子控制單元決定要致動哪組進氣閥、排氣閥，並在一預定的時間間隔之後在各組進氣閥、排氣閥對之間交替。
全文摘要
在一用於鐵路車輛的制動系統中，通過一電子控制單元(20)來控制相應進氣閥(4、6)、排氣閥(5、7)和一聯接閥(9)的致動。該電子控制單元(20)具有一個計數器來計算每一個相應進氣閥(4、6)、排氣閥(5、7)的操作次數，其中該電子控制單元(20)在使用中決定要致動哪個相應的進氣閥(4、6)和排氣閥(5、7)來制動該鐵路車輛。這種決定至少部分地取決於相應進氣閥(4、6)和排氣閥(5、7)所進行過的閥操作次數。
文檔編號B60T17/22GK1805872SQ200480016873
公開日2006年7月19日 申請日期2004年5月10日 優先權日2003年5月9日
發明者羅斯·布拉德利, 德裡克·塔特, 羅德尼·米夫林 申請人:克諾爾布萊姆斯軌道系統英國有限公司