專利名稱：軌道機(jī)車的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序部分的軌道機(jī)車的控制設(shè)備， 該控制設(shè)備具有剎車控制設(shè)備，其包括用于向剎車執(zhí)行器輸出控制命 令的電子剎車控制裝置，和/或具有防滑設(shè)備，其根據(jù)由防滑傳感器向 電子防滑控制裝置提供的至少一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)整至少一個(gè)軸的車輪 的輪滑動(dòng)，和/或具有滾動(dòng)監(jiān)視控制設(shè)備，其包括電子滾動(dòng)監(jiān)視控制裝 置和至少一個(gè)用于以轉(zhuǎn)速信號(hào)的形式采集至少幾個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速的滾 動(dòng)監(jiān)視傳感器，以及具有底盤監(jiān)視設(shè)備，用于監(jiān)視和/或診斷底盤的臨 界狀態(tài)和損壞如脫軌、熱運(yùn)行的軸承、不穩(wěn)定運(yùn)行等等，其包括電子 底盤監(jiān)視控制裝置。
背景技術(shù)：
防滑設(shè)備根據(jù)針對(duì)所有軌道機(jī)車的UIC頁541 - 05規(guī)定具有R 類型的高效率剎車，其中應(yīng)當(dāng)分開地監(jiān)視每個(gè)轉(zhuǎn)向架。應(yīng)當(dāng)借助這種 防滑設(shè)備防止在剎車時(shí)鎖止齒輪組，以及最佳地利用在車輪和軌道之 間提供的力閉合(Kraftschluss )。由此可以避免車輪上的扁平位置 并縮短剎車路徑。為此通過轉(zhuǎn)數(shù)發(fā)生器采集機(jī)車單元的所有軸的旋轉(zhuǎn) 速度。電子防滑控制設(shè)備的微處理器從中計(jì)算出實(shí)際的機(jī)車或火車速 度并借助電風(fēng)動(dòng)防滑閥門按照調(diào)整軸或旋轉(zhuǎn)的方式減小通過剎車控制預(yù)先給定的制動(dòng)汽缸壓力。這種電子防滑控制裝置通常存在于任何 乘客車廂中。對(duì)于最高速度超過200km/h的機(jī)車來說，UIC541-05除了防滑 設(shè)備之外還規(guī)定了滾動(dòng)監(jiān)視設(shè)備，其采集車輪的旋轉(zhuǎn)干擾或車輪的未 旋轉(zhuǎn)情況并輸出相應(yīng)的通知信號(hào)。這種滾動(dòng)監(jiān)視設(shè)備包括轉(zhuǎn)數(shù)發(fā)生 器，其釆集機(jī)車單元的車輪的轉(zhuǎn)速并向滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置輸出相應(yīng)的 信號(hào)。此外目前在軌道機(jī)車交通中，底盤監(jiān)視設(shè)備具有越來越大的重要 性。出于安全原因要使這種監(jiān)視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化為準(zhǔn)則。其例子是以下基于針對(duì)互用性的技術(shù)規(guī)格(TSI)由歐洲共同體管理當(dāng)局對(duì)高速機(jī)車所要求的系統(tǒng)—用于檢測(cè)脫軌的車載系統(tǒng)，-用于檢測(cè)熱運(yùn)行或識(shí)別軸承損壞的車栽系統(tǒng)，-用于識(shí)別不穩(wěn)定運(yùn)行或有故障的減震器的車載系統(tǒng)。這些底盤監(jiān)視設(shè)備已經(jīng)在應(yīng)用中。從而在當(dāng)前的ICE中采用用于識(shí)別不穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)，并且在最新的自動(dòng)駕駛的地鐵列車中采用用于檢測(cè)脫軌的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的相同點(diǎn)是它們?cè)诠δ苌蠘?gòu)造成獨(dú)立的系統(tǒng)并且本身獨(dú)立地發(fā)揮作用。這些作為獨(dú)立構(gòu)造的系統(tǒng)(獨(dú)立存在的解決方案)的底盤監(jiān)視設(shè)備的問題在于比較高的費(fèi)用和實(shí)現(xiàn)成本。因?yàn)檫@種系統(tǒng)的裝入需要另外的組件、傳感器、電纜敷設(shè)和放入空間。此外還提高了技術(shù)裝備的復(fù)雜性，這對(duì)可靠性造成了負(fù)面影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明因此要解決的技術(shù)問題是進(jìn)一步形成開頭所述類型的控 制設(shè)備，使得能夠避免上述缺陷。按照本發(fā)明該技術(shù)問題通過權(quán)利要求1的特征解決。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)按照本發(fā)明，電子底盤監(jiān)視控制裝置與電子防滑控制裝置和/或 與電子剎車控制裝置和/或與滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置組合成一個(gè)統(tǒng)一的單 元。底盤監(jiān)視控制裝置尤其是需要胎軸或車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)來執(zhí)行監(jiān) 視功能。該信號(hào)可以用很低的費(fèi)用在內(nèi)部傳遞，如果底盤監(jiān)視控制裝 置與防滑控制裝置和/或與剎車控制裝置和/或與滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置組 合成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元或者設(shè)置在一個(gè)集成的機(jī)構(gòu)中。此外關(guān)于當(dāng)前剎車
視算法，并實(shí)現(xiàn)更高效的診斷。由底盤監(jiān)視控制裝置和防滑控制裝置和/或滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置和/ 或剎車控制裝置組成的結(jié)構(gòu)單元還提供了一起利用特定的系統(tǒng)部件 的可能，例如共同的供電裝置、共同的用于與操作人員通信的接口、 共同的用于與機(jī)車引導(dǎo)系統(tǒng)通信的接口。這降低了設(shè)備技術(shù)方面的費(fèi) 用。在使用高效的計(jì)算單元時(shí)還可以考慮并行處理防滑監(jiān)視算法、滾 動(dòng)監(jiān)視算法和底盤監(jiān)視算法。尤其是，利用底盤監(jiān)視設(shè)備來診斷和早期識(shí)別有損壞的零件、臨 界狀態(tài)或其它故障，如識(shí)別車輪上的扁平位置或早期識(shí)別軸承損壞， 可以實(shí)現(xiàn)早期和面向狀態(tài)的維護(hù)。其目標(biāo)是更少的停止時(shí)間、更好地 利用零件以及由此節(jié)省成本。通過在從屬權(quán)利要求中描述的措施可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在獨(dú)立權(quán)利要求中給出的發(fā)明的擴(kuò)展和改進(jìn)。特別優(yōu)選的，所述底盤監(jiān)視控制裝置對(duì)滾動(dòng)監(jiān)視傳感器和/或防 滑傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行分析。其中，采用將軸轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)和/或胎轉(zhuǎn)數(shù)剎車控制設(shè)備的傳感器，降低了裝入傳感器和敷設(shè)電纜的費(fèi)用。借助 底盤監(jiān)視設(shè)備可以從軸或車輪的轉(zhuǎn)數(shù)中推導(dǎo)出可能的損壞。特別優(yōu)選的是，電子底盤監(jiān)視控制裝置的外殼和/或電子防滑控 制裝置的外殼和/或電子剎車控制裝置的外殼和/或滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置 的外殼彼此法蘭接合?？商鎿Q地，電子底盤監(jiān)視控制裝置和/或電子防 滑控制裝置和/或電子剎車控制裝置和/或滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置的至少一 部分可以設(shè)置在一個(gè)共同的外殼中。按照擴(kuò)展，所述底盤監(jiān)視控制裝置和/或防滑控制裝置和/或剎車 控制裝置和/或滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置具有一個(gè)共同的用于與操作人員通 信的接口，和/或具有一個(gè)共同的用于與機(jī)車引導(dǎo)系統(tǒng)通信的接口。因 此成本低廉地共同使用不同設(shè)備的組件。共同的用于與機(jī)車引導(dǎo)系統(tǒng) 通信的接口尤其是與機(jī)車總線連接，以例如向顯示設(shè)備傳送由底盤監(jiān) 視設(shè)備檢測(cè)到的臨界狀態(tài)。最初只分配給防滑設(shè)備和/或底盤監(jiān)視設(shè)備的、首先只用于測(cè)量 轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器例如可以構(gòu)造成一個(gè)組合傳感器，其除了關(guān)于車輪 或軸轉(zhuǎn)數(shù)的信號(hào)之外還輸出關(guān)于齒輪組軸承的溫度的信號(hào)和/或關(guān)于 在齒輪組軸承上占據(jù)主導(dǎo)地位的振動(dòng)的振動(dòng)信號(hào)。在此所述組合傳感 器優(yōu)選直接設(shè)置在監(jiān)視的齒輪組軸承上或與該齒輪組軸承緊鄰。


本發(fā)明的實(shí)施例顯示在附圖中并在下面的描述中得到詳細(xì)解釋。在附圖中圖1示出按照優(yōu)選實(shí)施方式的乘客車廂的防滑設(shè)備的示意圖； 圖2示出在圖1的防滑設(shè)備中釆用的組合傳感器的示意截面圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中示意性示出乘客車廂2的防滑設(shè)備l，具有兩個(gè)雙軸的 轉(zhuǎn)向架4、 6,該轉(zhuǎn)向架例如是為能達(dá)到200km/h的速度設(shè)計(jì)的。防滑設(shè)備1具有電子防滑控制裝置8以及設(shè)置在轉(zhuǎn)向架4、 6的 軸14的每個(gè)車輪12上的傳感器10，通過這些傳感器檢測(cè)各個(gè)軸或車 輪的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。在圖1中出于概略性的原因只示出在各一個(gè)軸側(cè)面上 的這種傳感器IO。按照公知方式，電子防滑控制裝置8的微處理器計(jì) 算實(shí)際的機(jī)車或火車速度，并借助電風(fēng)動(dòng)的防滑閥門16按軸地減小 通過設(shè)置在未示出的駕駛車廂內(nèi)的剎車控制設(shè)備預(yù)先給出的制動(dòng)汽 缸15內(nèi)的制動(dòng)汽缸壓力。軸14分別通過兩個(gè)車輪附近的齒輪組軸承 18可旋轉(zhuǎn)地保持在各轉(zhuǎn)向架4、 6上，其中齒輪組軸承18在圖l中只 對(duì)每個(gè)軸14示出一個(gè)。為軸14的每個(gè)齒輪組軸承18都分配一個(gè)在圖2中清楚顯示的組 合傳感器10，利用該組合傳感器可以測(cè)量對(duì)應(yīng)軸14或?qū)?yīng)車輪12的 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速、所涉及齒輪組軸承18的瞬時(shí)溫度以及所涉及齒輪組軸承 18的至少一個(gè)縱向加速度。
按照特別優(yōu)選的實(shí)施方式，在組合傳感器10的與車輪軸垂直延 伸的外殼20中設(shè)置霍耳傳感器22、溫度傳感器24、加速度傳感器26 以及分析電路28，用于形成和輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)、溫度信號(hào)和至少一個(gè)加 速度信號(hào)。霍耳傳感器22的對(duì)面設(shè)置著與各軸14或各車輪12 —起 旋轉(zhuǎn)的磁極轉(zhuǎn)子30，通過該磁極轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生關(guān)于各軸14或各車 輪12的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的信號(hào)。外殼20優(yōu)選具有外凸緣32，通過該外凸緣 組合傳感器10可取出地直接固定在所涉及的齒輪組軸承18上。由此， 對(duì)該齒輪組軸承18作用的固體聲音傳遞給組合傳感器10的外殼20， 該固體聲音例如由軸14的車輪12上的平整或者有故障的齒輪組軸承 18引起，然后由加速度傳感器26檢測(cè)。該加速度傳感器優(yōu)選實(shí)施為 測(cè)量在所有3個(gè)空間軸上的縱向振動(dòng)，但是也可以表示為更少的測(cè)量 方向。通過相同的方式在所涉及的齒輪組軸承18中占據(jù)主導(dǎo)地位的 溫度傳遞給溫度傳感器24。這些信號(hào)由分析電路28等等輸出給底盤監(jiān)視設(shè)備36的底盤監(jiān)視 控制裝置34，該裝置可以執(zhí)行以下監(jiān)視功能-通過齒輪組軸承18的溫度監(jiān)視檢測(cè)各齒輪組軸承18的熱運(yùn)行；-通過相應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)識(shí)別各齒輪組軸承18的軸承損壞； -通過相應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)識(shí)別機(jī)車中的不穩(wěn)定運(yùn)行或有故障的減震器；—脫軌檢測(cè)；一通過相應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)扁平位置和不圓的車輪12。 脫軌檢測(cè)、熱運(yùn)行識(shí)別以及檢測(cè)不穩(wěn)定運(yùn)行行為的功能都是TSI 對(duì)高速火車的要求或建議。組合傳感器10的溫度信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)和 加速度信號(hào)可以另外作為診斷數(shù)據(jù)用于提早識(shí)別有故障的組件或軌 道的路段。底盤監(jiān)視控制裝置34與防滑控制裝置8組合在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元38 中。這例如可以這樣來實(shí)現(xiàn)，電子底盤監(jiān)視控制裝置34的外殼與電 子防滑控制裝置8的外殼法蘭接合。優(yōu)選的，電子底盤監(jiān)視控制裝置34與電子防滑控制裝置8設(shè)置在一個(gè)共同的外殼40中。底盤監(jiān)視設(shè) 備36與防滑設(shè)備1可以具有至少一個(gè)共同的供電裝置41、 一個(gè)共同 的用于與操作人員通信的接口 42,和一個(gè)共同的用于與機(jī)車引導(dǎo)系統(tǒng) 通信的接口 44。共同的用于與機(jī)車引導(dǎo)系統(tǒng)通信的接口 44尤其是與 機(jī)車總線46連接，以例如向顯示設(shè)備傳送由底盤監(jiān)視設(shè)備36檢測(cè)到 的臨界狀態(tài)。如果所涉及的軌道機(jī)車不是乘客車廂2，而是軌道機(jī)車組中的駕 駛車廂，則在該駕駛車廂中具有剎車控制設(shè)備的中央電子剎車控制裝 置，其控制和調(diào)整整個(gè)軌道機(jī)車組的制動(dòng)過程。如果乘客車廂或駕駛車廂是為超過200km/h的速度設(shè)計(jì)的，則 除了防滑設(shè)備1之外還要設(shè)置具有電子滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置的滾動(dòng)監(jiān)視 設(shè)備，該裝置接收組合傳感器10的轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)并從中確定軌道機(jī)車的 車輪是否存在滾動(dòng)或旋轉(zhuǎn)干擾。根據(jù)軌道機(jī)車的實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)將電子底盤監(jiān)視控制裝置與電子 防滑控制裝置和/或與電子剎車控制裝置和/或與滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置組 合成一個(gè)統(tǒng)一的單元。附圖標(biāo)記列表1防滑設(shè)備2乘客車廂4轉(zhuǎn)向架6轉(zhuǎn)向架8防滑控制裝置IO組合傳感器12車輪14軸15制動(dòng)汽缸 16防滑閥門 18齒輪組軸承20外殼22霍耳傳感器24溫度傳感器26加速度傳感器28分析電路30磁極轉(zhuǎn)子32外凸緣34底盤監(jiān)視控制裝置36底盤監(jiān)視設(shè)備38結(jié)構(gòu)單元40外殼41供電裝置42接口44接口46機(jī)車總線
權(quán)利要求
1.一種軌道機(jī)車(2)的控制設(shè)備，具有包括用于向剎車執(zhí)行器輸出控制命令的電子剎車控制裝置的剎車控制設(shè)備；和/或具有防滑設(shè)備(1)，所述防滑設(shè)備根據(jù)由防滑傳感器(10)向電子防滑控制裝置(8)提供的至少一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)整至少一個(gè)軸(14)的車輪(12)的輪滑動(dòng)；和/或具有滾動(dòng)監(jiān)視設(shè)備，所述滾動(dòng)監(jiān)視設(shè)備包括電子滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置和至少一個(gè)用于以轉(zhuǎn)速信號(hào)的形式采集至少幾個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速的滾動(dòng)監(jiān)視傳感器；以及具有包括電子底盤監(jiān)視控制裝置(34)的底盤監(jiān)視設(shè)備(36)，用于監(jiān)視和/或診斷底盤的臨界狀態(tài)和損壞，諸如脫軌、熱運(yùn)行的軸承、不穩(wěn)定運(yùn)行等等，其特征在于，電子底盤監(jiān)視控制裝置(34)與電子防滑控制裝置(8)和/或與電子剎車控制裝置和/或與滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置組合成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元(38)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述底盤監(jiān) 視控制裝置(34)對(duì)滾動(dòng)監(jiān)視傳感器和/或防滑傳感器(10)的轉(zhuǎn)速信 號(hào)進(jìn)行分析。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述電 子底盤監(jiān)視控制裝置的外殼和/或電子防滑控制裝置的外殼和/或電子 剎車控制裝置的外殼和/或滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置的外殼彼此法蘭接合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述電 子底盤監(jiān)視控制裝置(34)和/或電子防滑控制裝置(8)和/或電子剎 車控制裝置和/或滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置的至少一部分被設(shè)置在一個(gè)共同 的外殼(40)中。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于， 所述底盤監(jiān)視設(shè)備(36)和/或防滑設(shè)備(1)和/或剎車控制設(shè)備和/ 或滾動(dòng)監(jiān)視設(shè)備具有至少一個(gè)共同的供電裝置(41),和/或具有一個(gè) 共同的用于與操作人員通信的接口 (42)，和/或具有一個(gè)共同的用于 與機(jī)車引導(dǎo)系統(tǒng)通信的接口 (44)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述共同的 用于與機(jī)車引導(dǎo)系統(tǒng)通信的接口 (44)與機(jī)車總線(46)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)車引 導(dǎo)系統(tǒng)具有用于通知由底盤監(jiān)視設(shè)備(38)檢測(cè)到的臨界狀態(tài)的顯示 設(shè)備。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于， 滾動(dòng)監(jiān)視傳感器和/或防滑傳感器是一個(gè)組合傳感器(10)，其除了關(guān) 于至少一個(gè)車輪或軸的轉(zhuǎn)速的信號(hào)之外還輸出關(guān)于齒輪組軸承(18 ) 的溫度的信號(hào)和/或關(guān)于在齒輪組軸承(18 )上占據(jù)主導(dǎo)地位的振動(dòng)的 振動(dòng)信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述組合傳 感器(10 )直接設(shè)置在所述齒輪組軸承(18)上或與該齒輪組軸承(18 ) 緊鄰。
10. —種軌道機(jī)車，包括根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的控 制設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道機(jī)車(2)的控制設(shè)備，該控制設(shè)備具有剎車控制設(shè)備，其包括用于向剎車執(zhí)行器輸出控制命令的電子剎車控制裝置，和/或具有防滑設(shè)備(1)，其根據(jù)由防滑傳感器(10)向電子防滑控制裝置(8)提供的至少一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)整至少一個(gè)軸(14)的車輪(12)的輪滑動(dòng)，和/或具有滾動(dòng)監(jiān)視控制設(shè)備，其包括電子滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置和至少一個(gè)用于以轉(zhuǎn)速信號(hào)的形式采集至少幾個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速的滾動(dòng)監(jiān)視傳感器，以及具有底盤監(jiān)視設(shè)備(36)，用于監(jiān)視和/或診斷底盤的臨界狀態(tài)和損壞如脫軌、熱運(yùn)行的軸承、不穩(wěn)定運(yùn)行等等，其包括電子底盤監(jiān)視控制裝置(34)。本發(fā)明建議電子底盤監(jiān)視控制裝置(34)與電子防滑控制裝置(8)和/或與電子剎車控制裝置和/或與滾動(dòng)監(jiān)視控制裝置組合成一個(gè)統(tǒng)一的單元(38)。
文檔編號(hào)B60T8/32GK101132961SQ200680006675
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者喬格-約翰尼斯·瓦克, 尤·弗里森, 斯特凡·奧里希, 約翰尼斯·舒瑪徹 申請(qǐng)人:克諾爾-布里姆斯軌道車輛系統(tǒng)有限公司