專利名稱：用于保持制動力地激活自由運轉的軸的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于尤其在無人駕駛的列車系統(tǒng)或者說AGT系統(tǒng)(自 動導引列車)中保持制動力地激活列車的自由運轉的軸的一種方法和 一種系統(tǒng)。
背景技術：
在公共短途運輸和區(qū)域性的軌道交通中越來越多地使用所謂的 AGT系統(tǒng)，也就是無人駕駛的列車系統(tǒng)。在這類列車中經常會出現(xiàn)制 動過程，尤其是在車站，在車站列車必須停在預先給定的位置上。因 為AGT系統(tǒng)運輸人并且此外至少部分地沒有駕駛員，所以這類列車中 的制動系統(tǒng)必須滿足安全性方面特別嚴格的要求。
為了識別列車的位置，該列車具有所謂的自由運轉的軸。該軸既 不制動也不加速，從而在安置在該軸上的車輪與列車行駛的軌道之間 不會出現(xiàn)滑動。為了確定列車的位置，從參考點開始對自由運轉的軸 的轉數(shù)進行計數(shù)。
列車的制動系統(tǒng)不僅在正常運行中而且在緊急情況下都必須產生 足夠的制動力。
列車的制動系統(tǒng)必須提供的必要的制動力除了可支配的制動路程 還取決于列車的速度、列車的重量、列車車輪和鐵軌或者說軌道之間 的摩擦以及列車的設有制動器的軸的數(shù)量。
圖1示出了按現(xiàn)有技術的列車Z，該列車在軌道S上行駛。該列車 Z包括多節(jié)車廂W，這些車廂相互耦合并且分別具有至少兩個轉向架 D。在所述轉向架D上例如安置四個分別具有兩個車輪的軸。除了軸的 制動器，也可以通過列車Z的馬達實現(xiàn)額外的減速。作為用于緊急情 況的附加制動系統(tǒng)，可以在列車中額外地設置磁力制動器。然而磁力 制動器具有這樣的缺點，即其重量較高并且由此提高了列車的總重量 或者說降低了可以運輸?shù)娜说淖畲髷?shù)量。列車Z的被制動的軸越多， 列車的潛在的制動力就越大。為了確定位置，所述列車Z需要至少一 個自由運轉的軸。在常規(guī)的列車中，自由運轉的軸沒有制動器。在此， 該自由運轉的軸在結構方面已經預先給定并且不用于制動過程。因此提出，列車的位置識別不通過自由運轉的軸來實施，而是在 列車上設置了基于雷達的位置識別系統(tǒng)。然而，設置基于雷達的位置 識別系統(tǒng)是技術上顯著的附加開銷，并且可能在無人駕駛的列車系統(tǒng) 中不滿足安全標準。
因此，在常規(guī)的列車制動系統(tǒng)中設置具有制動器的軸就足以即使
在具有特別糟糕的條件的情況下提供所需的制動力。為了在列車z的
高速度V以及運輸載荷的高重量G的同時使車輪和軌道S之間具有最 小摩擦M，設計被制動的軸N的需要的數(shù)量。
在用于列車z的常規(guī)的制動系統(tǒng)中通常實施穩(wěn)定的控制，無論列 車Z的非自由運轉的軸上的制動器之一是否失靈，如圖2所示。如果 失靈，該列車Z轉入緊急操作。在此，降低列車的速度V并且列車顯 示需要盡可能快地進行修理。由于在圖2中示出的常規(guī)做法，列車Z
會相對頻繁地停機并且干擾行車時刻表。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的任務是提供用于制動列車的方法和系統(tǒng)，其可靠 地提供了所需要的制動力并且同時將列車停機的次數(shù)降低到最小程度。
該任務按本發(fā)明通過具有權利要求1所述特征的方法得到解決。
本發(fā)明提出了用于保持制動力地激活具有多個軸的列車Z的自由 運轉的軸的方法，其中激活至少一個自由運轉的軸F用于確定列車位 置，并且激活其余的軸N作為用于制動列車Z的非自由運轉的軸，其 中，當設置在非自由運轉的軸N上的制動器失靈時，激活目前為止自 由運轉的軸F作為非自由運轉的軸N并且激活具有失靈的制動器的非 自由運轉的軸N作為自由運轉的軸F用于確定列車Z位置。
在按本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方式中，在制動器失靈時，只有在 確定設置在自由運轉的軸上的制動器沒有失靈時，才將目前為止激活 成自由運轉的軸激活成非自由運轉的。
在按本發(fā)明的方法的另一種實施方式中，當發(fā)現(xiàn)不再存在制動器 沒有失靈的自由運轉的軸時，引入列車的緊急操作。
在按本發(fā)明的方法的另一種實施方式中，將軸初始化為非自由運 轉的軸用于制動列車以及自由運轉的軸用于確定列車位置。
在按本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方式中，在列車的正常制動過程中通過操作激活成非自由運轉的軸的制動器進行制動。在按本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方式中，在列車的緊急制動過程中， 不僅通過操作激活成非自由運轉的軸的制動器而且還由額外安置在激 活成自由運轉的軸上的制動器進行制動。在按本發(fā)明的方法的另一種實施方式中，當安置在第一轉向架上 的非自由運轉的軸的制動器失靈并且第一轉向架不再具有自由運轉的 軸時，尋找具有自由運轉的軸的第二轉向架，其中激活該自由運轉的 軸作為自由運轉的軸并且激活所述第一轉向架的非自由運轉的軸作為 自由運轉的軸。此外，本發(fā)明提出了用于具有多個軸的列車的制動系統(tǒng)，其中激活至少一個自由運轉的軸F用于確定列車Z位置并且激活其余的軸作 為非自由運轉的軸N用于制動列車Z，其中，當設置在非自由運轉的 軸N上的制動器失靈時，激活目前為止自由運轉的軸F作為非自由運 轉的軸N并且激活具有失靈的制動器的非自由運轉的軸N作為自由運 轉的軸F用于確定列車Z位置。在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式中，在每個軸上安置兩個 車輪，該車輪分別具有用于制動列車的制動器。在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式中設置制動控制裝置，該 制動控制裝置通過控制線路觸發(fā)安置在軸上的制動器。在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式中，安置在軸上的制動器 通過指示線路將其運行狀態(tài)告知制動控制裝置。在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的另一種實施方式中，在每個車輪上設置 了傳感器用于檢測車輪的滾動狀態(tài)。在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的另一種實施方式中，所述制動控制裝置 具有端口 ，通過該端口可以將所有軸相應地要么初始化為非自由運轉 的軸要么初始化為自由運轉的軸。


此外，為了解釋本發(fā)明重要的特征，參照附圖對按本發(fā)明的方法 和按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式進4亍描述。 其中圖1是按現(xiàn)有技術的列車；圖2是按現(xiàn)有技術的制動控制的流程圖；圖3是按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的可能的實施方式的方框線路圖4A， 4B是用于解釋按本發(fā)明的方法的工作原理的表格；
圖5是在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)中的制動控制的流程圖6是在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)中的制動過程的流程圖7是用于解釋按本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方式的流程圖。
具體實施例方式
如從圖3中看出，按本發(fā)明的制動系統(tǒng)具有制動控制裝置1，該制 動控制裝置可以通過端口 2進行初始化或者說進行配置并且包含至少 一個存儲器3。所述制動控制裝置1連接到多個制動器4A， 4B上，這 些制動器分別安置在列車軸6的車輪5A， 5B上。所述制動器分別具有 線路或者說總線7，該線路或者說總線向制動控制裝置1顯示運行狀態(tài) 或者說制動器4的狀態(tài)。此外，所述制動控制裝置1分別通過控制線 路8A， 8B觸發(fā)制動器4A， 4B以操作制動器。可選地，額外地在車輪 上安置傳感器9A， 9B，該傳感器通過線路10A， IOB向制動控制裝置 l報告車輪的滾動狀態(tài)。在按本發(fā)明的系統(tǒng)中，優(yōu)選列車的所有軸6構 造得完全相同并且在其車輪上分別具有制動器。然而在按本發(fā)明的制 動系統(tǒng)中，激活或者說配置列車的至少一個軸作為自由運轉的軸用于 確定列車位置，并且激活或者說配置其余的軸作為非自由運轉的軸以 制動列車。為了將軸6配置成自由運轉的，解除設置在其上的所屬的 制動器4A， 4B的激活并且激活未示出的計數(shù)器用于對該軸的轉數(shù)進行 計數(shù)。 一旦設置在配置成非自由運轉的軸6上的制動器4A， 4B失靈， 那么通過制動控制裝置1激活目前為止自由運轉的軸作為新的非自由 運轉的軸，并且通過制動控制裝置1激活目前為止非自由運轉的且制 動器失靈的軸作為自由運轉的軸用于確定列車Z位置。
圖4A，4B示出了在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的可能的實施方式中所述 存儲器3的存儲內容。在示出的例子中，所述列車具有M個軸，其中 大部分軸6初始化為非自由運轉的(N)并且至少一個軸6初始化為自 由運轉的(F)。此外，通過傳感器9A， 9B監(jiān)控軸6上的車輪5的滾 動狀態(tài)。此外，制動控制裝置1通過制動器狀態(tài)線路7A， 7B監(jiān)控安置 在軸6上的制動器4A， 4B的運行狀態(tài)。在初始化或者說配置后，在正 確裝入制動器時所有制動器的制動器狀態(tài)首先是ok。在圖4A示出的 例子中，在列車Z運行一定時間后在配置成非自由運轉的軸i上的制動器4失靈(制動器狀態(tài)-不ok)。在這種情況下，通過按本發(fā)明的制 動控制裝置1將目前為止設置用于位置確定的自由運轉的軸變更配置 成非自由運轉的軸。該具有失靈的制動器的軸、也就是在圖4A示出的 例子中的軸i通過制動控制裝置l激活為新的自由運轉的軸用于確定列 車Z位置，如圖4B中所示。此外，該變更配置的軸i的制動器狀態(tài)是 有故障的(不ok)。在按本發(fā)明的方法的可能的實施方式中，只有首 先確定設置在自由運轉的軸j上的制動器沒有同樣失靈的情況下，才通 過制動控制裝置1將目前為止自由運轉的軸j激活成非自由運轉的 (N)。只有當制動控制裝置l確定不再存在制動器沒有失靈的自由運 轉的軸時，才引入列車Z的緊急操作。圖5示出了在制動控制裝置1中運行的用于列車軸的監(jiān)控和變更 配置的方法的可能的實施方式。 一旦所述制動控制裝置1在步驟Sl中 發(fā)現(xiàn)非自由運轉(N)的軸6的制動器失靈，則該制動控制裝置l在步 驟S2中檢測是否還存在制動器4A, 4B沒有失靈的自由運轉F的軸6。 如果不再存在制動器沒有失靈的自由運轉的軸，則列車在步驟S3中轉 入緊急操作。在緊急操作S3中，例如將制動器失靈告知中心并且將列 車Z的速度降下來。如果制動控制裝置在步驟S2中發(fā)現(xiàn)還存在自由運轉(F)的軸6， 則在步驟S4中聲明存在的自由運轉(F)的軸6中的一個作為非自由 運轉(N)的軸6，方法是設置相應的標記。此外，在步驟S5中聲明具有至少一個失靈的制動器4A， 4B的目 前為止非自由運轉(N)的軸6從現(xiàn)在開始作為自由運轉(F)的軸6， 方法是設置相應的標記并且激活相應的計數(shù)器用于對該軸的轉數(shù)進行 計數(shù)。圖6示出了用于描述在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)中實施制動過程的可 能的實施方式的流程圖。如果在步驟Sl中引入制動過程，則首先在步驟S2中檢測是否是 緊急制動情況。如果存在緊急制動情況，則在步驟S3中制動所有滾動 的軸，也就是說制動所有的軸6而不取決于其制動器狀態(tài)并且也不取 決于其配置成自由運轉的還是非自由運轉的。如果不存在緊急情況，則在步驟S4中僅僅制動滾動的聲明為非自 由運轉的軸6。8在步驟S5中結束制動過程。
圖7示出了另一種在按本發(fā)明的制動系統(tǒng)中變更配置制動器的實 施方式。
在圖7示出的實施方式中，考慮將制動軸裝配到列車的轉向架D 上。首先在步驟Sl中監(jiān)控，安置在第一轉向架Dj上的非自由運轉的軸 的制動器是否失靈。如果在第一轉向架Dj上非自由運轉的軸的制動器 失靈，則在步驟S2中檢測，在第一轉向架Di上是否不再存在自由運轉 的軸。如果在第一轉向架Di上不再有自由運轉的軸，則在下一個步驟 S3中尋找另一個至少還具有另一個自由運轉的軸的第二轉向架Dj。如 果找到這樣的轉向架，則將該第二轉向架Dj的自由運轉的軸變更配置 為非自由運轉的軸，并且將失靈的第一轉向架Di的軸激活為自由運轉 的軸用于確定列車位置。
在按本發(fā)明的方法的可能的實施方式中，該方法綁定在列車系統(tǒng) 的已經存在的防滑機構中。該防滑系統(tǒng)識別列車的特定的車輪目前是 否滑動或者說抱死，從而排除該車輪的制動或者說只有在車輪的滾動 狀態(tài)中實施制動。通過按本發(fā)明的用于保持制動力地激活自由運轉的 軸的方法來擴展所述防滑系統(tǒng)，方法是設置另一個邏輯參數(shù)"自由運 轉的軸"。如果該新的邏輯參數(shù)設置為"否"，則防滑系統(tǒng)滿足其已 知的預先給定的功能。然而，如果該新的邏輯參數(shù)設置為"是"，則 只有在存在緊急制動情況時激活相應的制動器。
用按本發(fā)明的方法也可以在列車運行期間變更配置軸。這在可能 的實施方式中也可以由遠程的中心控制裝置通過制動控制裝置1的端 口 2實現(xiàn)。
按本發(fā)明的制動系統(tǒng)提供了 一些優(yōu)點。在制造列車時可以同樣處 理所有的軸，也就是說在構造和裝配時不必再區(qū)分自由運轉的軸和非 自由運轉的軸。
通過制動控制裝置1和端口 2的配置，快速、簡單并且可靠地實 現(xiàn)了在裝配過程結束時定義特定的軸作為自由運轉的軸。
另一個優(yōu)點是，只有當例外地不再存在制動器沒有故障的自由運 轉的軸時，才引入列車的緊急操作。由此可以延長列車的運行時間或 者說縮短列車的停機時間。由此也間接地減少了行車時刻表的干擾次 數(shù)。按本發(fā)明的制動系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是，將有待設置的軸的數(shù)量減 少到最低程度，因為自由運轉的軸在一定程度上形成失靈的非自由運 轉的軸的儲備。由此，同樣可以減少列車的重量。
權利要求
1. 用于保持制動力地激活具有多個軸的列車(Z)的自由運轉的軸的方法，其中，激活至少一個自由運轉的軸(F)用于確定列車位置，并且激活其余的軸(N)作為非自由運轉的軸(N)用于制動列車(Z)，其中，當設置在非自由運轉的軸(N)上的制動器(4)失靈時，激活目前為止自由運轉的軸(F)作為非自由運轉的軸(N)并且激活具有失靈的制動器(4)的非自由運轉的軸(N)作為自由運轉的軸(F)用于確定列車(Z)位置。
2. 按權利要求l所述的方法，其中，只有當確定設置在自由運轉的軸(F)上的制動器(4)沒 有失靈時，才將該目前為止激活成自由運轉的軸(F)激活成非自由運 轉的。
3. 按權利要求l所述的方法，其中，當發(fā)現(xiàn)不存在制動器(4)沒有失靈的自由運轉的軸(F) 時，引入列車(Z)的緊急操作。
4. 按權利要求1所述的方法，其中，將軸初始化為非自由運轉的軸(N)用于制動列車以及自由 運轉的軸(F)用于確定列車位置。
5. 按權利要求1所述的方法，其中，在列車的正常制動過程中，通過操作激活成非自由運轉的 軸(N)的制動器進行制動。
6. 按權利要求l所述的方法，其中，在列車(Z)的緊急制動過程中，通過操作激活成非自由運 轉的軸(N)的制動器(4)和激活成自由運轉的軸(F)的制動器(4) 進行制動。
7. 按權利要求l所述的方法，其中，當安置在第一轉向架(Di)上的非自由運轉的軸(N)的制 動器(4)失靈并且第一轉向架(Di)沒有自由運轉的軸(F)時，尋 找具有自由運轉的軸(F)的另外的第二轉向架(Dj)，其中激活該自 由運轉的軸(F)作為非自由運轉的軸(N)并且激活所述第一轉向架 (Di)的非自由運轉的軸(N)作為自由運轉的軸(F)。
8. 用于具有多個軸的列車的制動系統(tǒng)，其中，激活至少一個自由運轉的軸(F)用于確定列車(Z)位置 并且激活其余的軸作為非自由運轉的軸(N)用于制動列車(Z)，其中，當設置在非自由運轉的軸(N)上的制動器(4)失靈時， 激活目前為止自由運轉的軸(F)作為非自由運轉的軸(N)并且激活 具有失靈的制動器(4)的非自由運轉的軸(N)作為自由運轉的軸(F) 用于確定列車(Z)位置。
9. 按權利要求8所述的制動系統(tǒng)，其中，在每個軸(6)上安置兩個車輪(5A， 5B)，所述車輪分別 具有用于制動列車(Z)的制動器(4A， 4B)。
10. 按權利要求9所述的制動系統(tǒng)，其中，設置制動控制裝置(1 ),該制動控制裝置通過控制線路(8A， 8B)觸發(fā)安置在軸(6)上的制動器(4A, 4B)。
11. 按權利要求9所述的制動系統(tǒng)，其中，安置在軸(6)上的制動器(4A， 4B)通過指示線路(7A， 7B)將其運行狀態(tài)告知制動控制裝置(1)。
12. 按權利要求9所述的制動系統(tǒng)，其中，在每個車輪(5A, 5B)上設置傳感器(9A， 9B)用于檢測 車輪的滾動狀態(tài)。
13. 按權利要求IO所述的制動系統(tǒng)，其中，所述制動控制裝置(1)具有端口 (2)，通過該端口能夠 將軸(6)相應地初始化為非自由運轉的軸(N)或自由運轉的軸(F)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有多個軸的列車的制動系統(tǒng)，其中，激活至少一個自由運轉的軸(F)用于確定列車(Z)位置并且激活其余的軸作為非自由運轉的軸(N)用于制動列車(Z)，其中，當設置在非自由運轉的軸(N)上的制動器(4)失靈時，激活目前為止自由運轉的軸(F)作為非自由運轉的軸(N)并且激活具有失靈的制動器(4)的非自由運轉的軸(N)作為自由運轉的軸(F)用于確定列車(Z)位置。
文檔編號B60T13/66GK101506014SQ200780031493
公開日2009年8月12日 申請日期2007年7月11日 優(yōu)先權日2006年8月25日
發(fā)明者O·麥克爾, W·克萊茵 申請人:西門子公司