軌道車輛制動(dòng)設(shè)備和用于制動(dòng)軌道車輛的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)電動(dòng)式制動(dòng)器(24)的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備，所述電動(dòng)式制動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)單元(16)，所述驅(qū)動(dòng)單元具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(18)和用于在所述驅(qū)動(dòng)單元(16)的牽引模式中給所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(18)供電的功率供應(yīng)單元(20)。為了提高電動(dòng)式制動(dòng)器的安全性提出：軌道車輛制動(dòng)設(shè)備具有：至少兩個(gè)制動(dòng)控制單元(28，30)，其中在第一制動(dòng)模式中第一制動(dòng)控制單元(28)在激活狀態(tài)下控制所述功率供應(yīng)單元(20)以提供制動(dòng)作用；第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元(50)；和開關(guān)單元(32)，所述開關(guān)單元用于在第一制動(dòng)模式中根據(jù)制動(dòng)作用特征變量切換到第二制動(dòng)模式中，在所述第二制動(dòng)模式中，所述第二制動(dòng)控制單元(30)在激活狀態(tài)下控制所述功率供應(yīng)單元(20)以提供制動(dòng)作用。
【專利說明】軌道車輛制動(dòng)設(shè)備和用于制動(dòng)軌道車輛的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)電動(dòng)式制動(dòng)器的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備，所述電動(dòng)式制動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和用于在驅(qū)動(dòng)單元的牽引模式中給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)供電的功率供應(yīng)單元。

【背景技術(shù)】
[0002]已知如下軌道車輛，其中通過電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生制動(dòng)力。車輛的在由馬達(dá)制動(dòng)期間再生地轉(zhuǎn)化為電能的動(dòng)能例如經(jīng)由制動(dòng)電阻器轉(zhuǎn)化成熱量或者反饋到鐵路供電網(wǎng)中或者也反饋到移動(dòng)存儲(chǔ)器中。
[0003]除了電動(dòng)式的再生的制動(dòng)器之外，軌道車輛通常還具有完整的摩擦制動(dòng)器，其中制動(dòng)作用以氣動(dòng)的、液壓的和/或機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)。
[0004]在制動(dòng)系統(tǒng)中通常在制動(dòng)類型“行車制動(dòng)”和“緊急制動(dòng)”(也稱為“快速制動(dòng)”或者“危險(xiǎn)制動(dòng)”)之間進(jìn)行區(qū)分。行車制動(dòng)用于降低火車的速度(甚至直至處于停車狀態(tài))，而緊急制動(dòng)超出了該要求更嚴(yán)格地要求:需確保乘客、工作人員和第三方的最大可能的安全。通常對(duì)于行車制動(dòng)優(yōu)選使用電動(dòng)式制動(dòng)器。
[0005]在緊急制動(dòng)的情況下通常在不需要同時(shí)操作摩擦制動(dòng)器的情況下不使用再生制動(dòng)器。對(duì)此的原因在于電動(dòng)式制動(dòng)器相對(duì)于電氣動(dòng)或者電液壓的摩擦制動(dòng)器迄今為止更低的故障安全性，使得迄今為止僅能夠經(jīng)由摩擦制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)最大可行的制動(dòng)安全性。
[0006]但是這意味著在通常存在于地鐵中的極端情況下，列車的具有摩擦制動(dòng)器和電動(dòng)式制動(dòng)器的動(dòng)力車原則上具有兩個(gè)完整的制動(dòng)單元，其中每個(gè)制動(dòng)單元本身在寬的車速范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生足夠大的制動(dòng)力矩，以便維持指定的制動(dòng)距離，使得在這方面可能使用這一個(gè)制動(dòng)單元來代替其它制動(dòng)單元。
[0007]這兩個(gè)制動(dòng)單元具有不同的優(yōu)點(diǎn)。摩擦制動(dòng)器在緊急制動(dòng)的情況下確保較大的安全性，而再生制動(dòng)器具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。因此在制動(dòng)襯片和制動(dòng)盤中例如不發(fā)生磨損。此外部分地使用經(jīng)轉(zhuǎn)化的動(dòng)能是可行的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明基于如下目的:提高電動(dòng)式制動(dòng)器的安全性。
[0009]對(duì)此提出:軌道車輛制動(dòng)設(shè)備具有:至少兩個(gè)制動(dòng)控制單元，其中在第一制動(dòng)模式中第一制動(dòng)控制單元在激活狀態(tài)下控制功率供應(yīng)單元以提供制動(dòng)作用；第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元；和開關(guān)單元，所述開關(guān)單元用于在第一制動(dòng)模式中根據(jù)制動(dòng)作用特征變量切換到第二制動(dòng)模式中，在所述第二制動(dòng)模式中，第二制動(dòng)控制單元在激活狀態(tài)下控制功率供應(yīng)單元以提供制動(dòng)作用。由此通過在所述驅(qū)動(dòng)單元的制動(dòng)模式中在驅(qū)動(dòng)單元的控制中提供有利的冗余的方式，能夠提供如下軌道車輛制動(dòng)設(shè)備，所述軌道車輛制動(dòng)設(shè)備在電動(dòng)式制動(dòng)器的故障運(yùn)行方面具有高的安全性。借助所提出的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備，電動(dòng)式制動(dòng)器的安全性能夠達(dá)到傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)器的安全性。
[0010]功率供應(yīng)單元優(yōu)選具有能控制的電子元件，所述電子元件在牽引模式中根據(jù)控制策略(關(guān)于特定的、待實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)力矩)被控制以用于給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)供給相應(yīng)的電功率。能控制的元件特別是構(gòu)成為開關(guān)元件或者閥元件，所述開關(guān)元件或者閥元件借助于相應(yīng)于切換策略進(jìn)行的切換過程產(chǎn)生具有匹配的電壓、頻率和/或電流強(qiáng)度的功率流，借助于所述功率流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。特別地，功率供應(yīng)單元能夠構(gòu)成為逆變器，所述逆變器在牽引模式中從中間電路中、例如從直流電壓中間電路中獲取必要的能量。
[0011]在電動(dòng)式制動(dòng)器的制動(dòng)模式中，功率供應(yīng)單元或者其能控制的元件適宜地借助于相關(guān)聯(lián)的制動(dòng)控制單元被控制為，使得借助于與功率供應(yīng)單元有效連接的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生能傳輸?shù)杰壍儡囕v的軸上的制動(dòng)力矩。
[0012]特別是應(yīng)將“制動(dòng)作用特征變量”理解為如下特征變量，借助于所述特征變量能夠獲得關(guān)于電動(dòng)式制動(dòng)器的制動(dòng)作用的至少一個(gè)信息。所述制動(dòng)作用能夠是借助于電動(dòng)式制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用或者是能通過制動(dòng)控制單元的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用。在先提到的替選方案中，制動(dòng)作用監(jiān)控單元能夠包括傳感器單元，借助于所述傳感器單元能夠檢測(cè)到至少一個(gè)與軌道車輛相關(guān)的運(yùn)行特征變量，例如瞬時(shí)速度特征變量、瞬時(shí)加速度特征變量、制動(dòng)力特征變量等。在后提到的替選方案中，制動(dòng)作用監(jiān)控單元能夠評(píng)估通過激活的制動(dòng)控制單元產(chǎn)生的控制信號(hào)以用于控制功率供應(yīng)單元，以便確定能借助控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用。特別是能夠?qū)ⅰ爸苿?dòng)作用”理解為制動(dòng)力或者制動(dòng)力矩，所述制動(dòng)力或者制動(dòng)力矩能夠傳輸?shù)杰壍儡囕v輪組上。
[0013]進(jìn)一步的安全性收益能夠通過如下方式實(shí)現(xiàn):以無反作用的方式使用設(shè)為用于檢測(cè)制動(dòng)作用特征變量且通過多個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)使用的傳感器單元。這例如能夠通過如下方式實(shí)現(xiàn):傳感器單元和不同的系統(tǒng)之間的線路電分離，以便保持系統(tǒng)彼此獨(dú)立。
[0014]在第二制動(dòng)模式中，通過將第二制動(dòng)控制單元借助于開關(guān)單元接通的方式，能夠繼續(xù)運(yùn)行第一制動(dòng)控制單元。在此應(yīng)借助于第二制動(dòng)控制單元補(bǔ)償故障的制動(dòng)作用。然而在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中提出:第一制動(dòng)控制單元在第二制動(dòng)模式中處于去激活狀態(tài)。由此能夠盡可能地避免第一制動(dòng)控制單元的故障運(yùn)行的所不期望的作用。在此開關(guān)單元適宜地引起這兩個(gè)制動(dòng)控制單元之間的切換。
[0015]此外，當(dāng)?shù)谝恢苿?dòng)作用監(jiān)控單元用于監(jiān)控第一制動(dòng)控制單元并且至少一個(gè)第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元設(shè)為用于監(jiān)控至少第二制動(dòng)控制單元時(shí)，能夠在電動(dòng)式制動(dòng)器的運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)提聞的安全性。
[0016]在本文中提出:軌道車輛制動(dòng)設(shè)備具有另一制動(dòng)裝置和開關(guān)設(shè)備，其中在第二制動(dòng)模式中根據(jù)制動(dòng)作用特征變量借助于開關(guān)設(shè)備操縱該另一制動(dòng)裝置。由此能夠在第二制動(dòng)控制單元的故障運(yùn)行中借助于另一制動(dòng)裝置提供附加的制動(dòng)作用。
[0017]在一個(gè)結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中提出:所述制動(dòng)裝置構(gòu)成為駐車制動(dòng)器。
[0018]此外可能的是，將替選的制動(dòng)器設(shè)為另一制動(dòng)裝置的實(shí)施例，所述替選的制動(dòng)器與駐車制動(dòng)器相比特別是具有更高的功率。因此例如能夠?yàn)榱颂峁┳銐虻闹苿?dòng)作用而使用如下制動(dòng)器，所述制動(dòng)器不同于電動(dòng)式制動(dòng)器的再生原理并且經(jīng)由氣動(dòng)的或者液壓的制動(dòng)缸中的壓力升高而發(fā)揮其制動(dòng)作用。此外能夠采用磁軌制動(dòng)器作為其它的制動(dòng)裝置，所述磁軌制動(dòng)器通過結(jié)合由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)氣動(dòng)地、液壓地和/或機(jī)械地操縱執(zhí)行器來運(yùn)行。此外基于渦流原理的制動(dòng)系統(tǒng)是可行的。借助于至少一個(gè)另外的制動(dòng)裝置能夠接通或者提高制動(dòng)作用，直至所有可用的制動(dòng)器全部被接通。
[0019]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中提出:制動(dòng)控制單元關(guān)于其結(jié)構(gòu)上的和/或算法上的實(shí)施方案而彼此不同。因?yàn)槟軌蛱峁┚哂卸鄻踊娜哂嗟南到y(tǒng)，通過使用用于制動(dòng)控制單元的不同的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)尤其高的安全性。尤其有利地，能夠避免將對(duì)于特定的技術(shù)而言專有的、可能的系統(tǒng)故障從第一制動(dòng)控制單元擴(kuò)展到第二制動(dòng)單元上或者其它的制動(dòng)控制單元的鏈上。術(shù)語“結(jié)構(gòu)上的”優(yōu)選涉及用于制動(dòng)控制單元的硬件，并且術(shù)語“算法上的”優(yōu)選涉及借助于軟件實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制單元的至少一個(gè)控制功能。結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)和/或算法上的實(shí)施方案的區(qū)別優(yōu)選涉及如下制動(dòng)控制單元的功能，所述制動(dòng)控制單元對(duì)于操控功率供應(yīng)單元或能由其控制的元件而言是重要的。在所提出的該實(shí)施方式中，制動(dòng)控制單元(在具有開關(guān)元件或者閥元件的功率供應(yīng)單元的實(shí)施方案中)能夠根據(jù)兩個(gè)不同的切換策略來控制開關(guān)元件或者閥元件。在此第一制動(dòng)控制單元的切換策略不同于第二制動(dòng)控制單元的切換策略。
[0020]關(guān)于算法上的實(shí)施方案在本文中提出:第二制動(dòng)控制單元中的用于實(shí)施至少一個(gè)控制功能的軟件與第一制動(dòng)控制單元中相比以不同的方式來實(shí)現(xiàn)。特別是能夠?qū)ⅰ耙圆煌姆绞絹韺?shí)現(xiàn)”理解為第一制動(dòng)控制單元的軟件與第二制動(dòng)控制單元的軟件在算法和/或編程代碼方面彼此不同。在此有利的是，第一和第二制動(dòng)控制單元的軟件借助于不同的設(shè)計(jì)工具來生成。此外有利的是，制動(dòng)控制單元的軟件由不同的人員來開發(fā)。
[0021]關(guān)于結(jié)構(gòu)上的實(shí)施方案還提出:制動(dòng)控制單元中的一個(gè)構(gòu)成為純硬件方面的控制裝置。在此特別是應(yīng)理解為:在不使用軟件的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)于操控功率供應(yīng)單元而言重要的、硬件方面的控制。
[0022]為了提高電動(dòng)式制動(dòng)器的可靠性，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中提出:軌道車輛制動(dòng)設(shè)備具有測(cè)試圖案，在所述測(cè)試圖案中開關(guān)單元被測(cè)試。
[0023]此外提出:軌道車輛制動(dòng)設(shè)備具有到車輛緊急制動(dòng)線路的接口，借助于所述接口能夠借助于電動(dòng)式制動(dòng)器觸發(fā)緊急制動(dòng)。借助于能夠通過軌道車輛制動(dòng)設(shè)備的所提出的構(gòu)成方案、特別是通過電動(dòng)式制動(dòng)器的控制單元的高的冗余實(shí)現(xiàn)的安全水平，能夠提供具有緊急制動(dòng)裝置的軌道車輛，其中能夠僅借助于電動(dòng)式制動(dòng)器以足夠的安全水平來進(jìn)行緊急制動(dòng)。由此能夠有利地放棄完整的、附加的摩擦制動(dòng)器。對(duì)于較低的速度，作為摩擦制動(dòng)器僅能夠保留例如呈彈簧儲(chǔ)能制動(dòng)器形式的駐車制動(dòng)器，所述彈簧儲(chǔ)能制動(dòng)器借助于彈簧儲(chǔ)能器防止停放在斜坡上的車輛滾走。因此能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)部件的單件成本和軌道車輛的重量的明顯降低。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案中提出:軌道車輛制動(dòng)設(shè)備包括至少一個(gè)電動(dòng)式的第二制動(dòng)器，所述電動(dòng)式的第二制動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)單元和至少一個(gè)制動(dòng)調(diào)節(jié)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和用于在驅(qū)動(dòng)單元的牽引模式中給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)供電的功率供應(yīng)單元，所述制動(dòng)調(diào)節(jié)單元具有相應(yīng)的功率供應(yīng)單元和至少一個(gè)制動(dòng)控制單元，所述制動(dòng)控制單元在第一制動(dòng)模式中控制相應(yīng)的功率供應(yīng)單元以提供制動(dòng)作用，其中制動(dòng)控制單元至少是與第二制動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的制動(dòng)監(jiān)控裝置的組成部分。由此能夠提供用于第二制動(dòng)器的制動(dòng)監(jiān)控裝置，所述制動(dòng)監(jiān)控裝置與第二制動(dòng)器的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元不相關(guān)。在此在制動(dòng)監(jiān)控裝置中實(shí)現(xiàn)的評(píng)估和決策過程通過其它制動(dòng)器的制動(dòng)控制單元實(shí)施，使得這些過程與第二制動(dòng)器的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元的過程不相關(guān)。通過第二制動(dòng)器的制動(dòng)監(jiān)控裝置與所述第二制動(dòng)器的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元的不相關(guān)性，能夠?qū)崿F(xiàn)第二制動(dòng)器的控制功能和監(jiān)控功能的有利的分離，其中能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于系統(tǒng)故障從控制或調(diào)節(jié)單元擴(kuò)展到監(jiān)控單元上的高的安全性。用于第二制動(dòng)器的制動(dòng)監(jiān)控裝置還包括至少兩個(gè)呈制動(dòng)控制單元形式的監(jiān)控設(shè)備，使得能夠有利地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)監(jiān)控裝置的多樣化的冗余。
[0025]此外提出:第二制動(dòng)器的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元至少形成與第一制動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的制動(dòng)監(jiān)控裝置。由此能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)式制動(dòng)器的有利地相互地、特別是交叉地監(jiān)控。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]根據(jù)附圖闡述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。附圖示出:
[0027]圖1示出具有驅(qū)動(dòng)軸和與該驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)單元的軌道車輛；
[0028]圖2示出用于在制動(dòng)模式中控制驅(qū)動(dòng)單元的控制電路，所述控制電路具有兩個(gè)不同的制動(dòng)控制單元；以及
[0029]圖3示出圖2中的控制電路和另一控制電路，所述另一控制電路配設(shè)有監(jiān)控功能。

【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1示出構(gòu)成為牽引車輛的軌道車輛10的極度示意的側(cè)視圖。所述軌道車輛具有從動(dòng)軸12和驅(qū)動(dòng)軸14，所述從動(dòng)軸和所述驅(qū)動(dòng)軸在牽引模式中借助于驅(qū)動(dòng)單元16、116驅(qū)動(dòng)。軌道車輛10的制動(dòng)過程借助于驅(qū)動(dòng)單元16、116來進(jìn)行，所述驅(qū)動(dòng)單元在此分別具有電動(dòng)式制動(dòng)器的功能。對(duì)于在低速的情況下的制動(dòng)過程分別設(shè)有另一制動(dòng)裝置17、117，所述制動(dòng)裝置構(gòu)成為以彈簧儲(chǔ)能制動(dòng)器(Federspeicherbremse)的形式構(gòu)成的、在附圖中示意示出的駐車制動(dòng)器。
[0031]根據(jù)圖2詳細(xì)闡述對(duì)作為電動(dòng)式制動(dòng)器的組成部分的驅(qū)動(dòng)單元16的控制。驅(qū)動(dòng)單元16具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)能夠構(gòu)成為三相電機(jī)。為了給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18供給電功率，驅(qū)動(dòng)單元16此外包括與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18有效連接的功率供應(yīng)單元20。在一個(gè)未示出的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)單元16具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá),所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)由相同的功率供應(yīng)單元20供電。功率供應(yīng)單元20從現(xiàn)有技術(shù)中已知并且具有未詳細(xì)示出的逆變器,所述逆變器在驅(qū)動(dòng)單元16的牽引模式中通過對(duì)電子開關(guān)元件(也稱為“閥”)的操控根據(jù)用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18的待提供的功率從直流電壓中間電路起產(chǎn)生電壓和頻率可變的電流。在直流電壓中間電路中可用的能量從高壓電網(wǎng)電源26中提取，所述高壓電網(wǎng)電源經(jīng)由其它的、未示出的電轉(zhuǎn)換裝置、如特別是變壓器或者電壓轉(zhuǎn)換器、整流器等與鐵路電網(wǎng)電源有效連接。在驅(qū)動(dòng)單元16的牽引模式中，根據(jù)切換策略控制逆變器的開關(guān)元件，以便經(jīng)由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18產(chǎn)生到相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)軸14上的驅(qū)動(dòng)力矩。
[0032]驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18與制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22 —起形成電動(dòng)式制動(dòng)器24。制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22除了功率供應(yīng)單元20還包括兩個(gè)制動(dòng)控制單元28和30，所述制動(dòng)控制單元分別設(shè)為用于在激活狀態(tài)下控制用于電動(dòng)式制動(dòng)器24的制動(dòng)過程的功率供應(yīng)單元20。制動(dòng)控制單元28、30分別設(shè)為用于在驅(qū)動(dòng)單元16的制動(dòng)模式中根據(jù)切換策略控制功率供應(yīng)單元20的逆變器的開關(guān)元件，使得經(jīng)由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18將制動(dòng)力矩施加到相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)軸14上。在借助于電動(dòng)式制動(dòng)器24的制動(dòng)過程中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18作用為發(fā)電機(jī)，其中在制動(dòng)過程中轉(zhuǎn)換為電流的能量借助于制動(dòng)電阻器31轉(zhuǎn)化為熱量。替選地或者附加地，所述能量能夠饋送回高壓電網(wǎng)電源26中，應(yīng)用在車輛上或者存入到移動(dòng)蓄能器中。
[0033]第一制動(dòng)控制單元28經(jīng)由開關(guān)單元32與功率供應(yīng)單元20有效連接，其功能在下文中闡述。除了到功率供應(yīng)單元20的接口，制動(dòng)控制單元28還具有其它的接口，通過所述其它的接口，所述制動(dòng)控制單元與傳感器單元34有效連接。傳感器單元34用于檢測(cè)速度特征變量V和質(zhì)量特征變量m，所述速度特征變量和質(zhì)量特征變量代表用于通過制動(dòng)控制單元28產(chǎn)生控制信號(hào)的輸入信號(hào)。制動(dòng)控制單元28此外經(jīng)由其它的接口通過所述制動(dòng)控制單元與軌道車輛10的數(shù)據(jù)總線36連接的方式與軌道車輛控制系統(tǒng)(Schinenfahrzeugleittechnik)有效關(guān)聯(lián),并且所述制動(dòng)控制單元與軌道車輛主空氣管路38有效連接。經(jīng)由這些其它的接口，能夠提供用于制動(dòng)控制單元28的其它的輸入?yún)?shù)，如特別是如下特征變量，所述特征變量在行車制動(dòng)的情況下表示通過車輛駕駛員或者通過自動(dòng)的車輛控制裝置設(shè)定的制動(dòng)作用。制動(dòng)控制單元28經(jīng)由車載電網(wǎng)電源40供給電能并且此外經(jīng)由接口 41與車輛緊急制動(dòng)線路42有效連接，經(jīng)由所述車輛緊急制動(dòng)線路能夠觸發(fā)軌道車輛10的緊急制動(dòng)。
[0034]基于在上文中所提到的輸入?yún)?shù)，制動(dòng)控制單元28在其處于激活狀態(tài)的第一制動(dòng)模式中產(chǎn)生控制信號(hào)44，所述控制信號(hào)根據(jù)特定的待實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用、特別是根據(jù)特定的待實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)力矩控制功率供應(yīng)單元20。對(duì)此運(yùn)行控制單元28具有至少一個(gè)計(jì)算單元46和存儲(chǔ)單元48，在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)有軟件。在該軟件中特別是對(duì)用于逆變器的開關(guān)元件的制動(dòng)模式切換策略進(jìn)行編程。
[0035]第一制動(dòng)監(jiān)控裝置53的第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元50與制動(dòng)控制單元28相關(guān)聯(lián)，所述第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元設(shè)置為監(jiān)控借助于電動(dòng)式制動(dòng)器24實(shí)現(xiàn)的或者能借助于其實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用。對(duì)此使用制動(dòng)作用特征變量、特別是制動(dòng)力矩特征變量并且將其與理論值進(jìn)行比較。制動(dòng)作用特征變量例如能夠借助于加速度傳感器來檢測(cè)和/或借助于對(duì)速度特征變量V的評(píng)估來確定。替選地或者附加地，制動(dòng)作用特征變量能夠借助于對(duì)通過制動(dòng)控制單元28產(chǎn)生的控制信號(hào)44進(jìn)行監(jiān)控來確定。對(duì)設(shè)有附圖標(biāo)記BI的制動(dòng)作用特征變量的示例性的檢測(cè)在圖3中通過傳感器單元58或158示意性地示出。
[0036]制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22 (如在上文中已經(jīng)提到的)包括第二制動(dòng)控制單元30。該第二制動(dòng)控制單元設(shè)為至少實(shí)施在上文中對(duì)于第一制動(dòng)控制單元28所描述的控制功能以在驅(qū)動(dòng)單元16的第二制動(dòng)模式中控制功率供應(yīng)單元20。所述第二制動(dòng)控制單元特別是用于在第一制動(dòng)控制單元28故障運(yùn)行時(shí)承擔(dān)對(duì)功率供應(yīng)單元20的控制。
[0037]如果借助于第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元50識(shí)別出通過電動(dòng)式制動(dòng)器24產(chǎn)生的或者能夠通過其實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用還不夠，那么制動(dòng)控制單元28視為是故障的，并且作為備用措施(Ruckfallma^ nahme)借助于開關(guān)單元32切換到電動(dòng)式制動(dòng)器24的第二制動(dòng)模式中，在所述第二制動(dòng)模式中第二制動(dòng)控制單元30在其激活狀態(tài)下控制功率供應(yīng)單元20以提供制動(dòng)作用。在該第二制動(dòng)模式中故障的第一制動(dòng)控制單元28切換到去激活狀態(tài)。
[0038]為了防止在第二制動(dòng)模式中第二制動(dòng)控制單元30運(yùn)行期間的驅(qū)動(dòng)，有利的是，隨著通過開關(guān)元件32進(jìn)行的切換也發(fā)生與高壓電網(wǎng)電源26的斷開。這借助于電網(wǎng)斷路開關(guān)51來實(shí)現(xiàn)。
[0039]制動(dòng)監(jiān)控裝置53的第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元52與第二制動(dòng)控制單元30相關(guān)聯(lián)。制動(dòng)作用監(jiān)控單元50、52能夠由在物理上彼此分開的單元形成或者它們能夠至少部分地由一個(gè)共同的結(jié)構(gòu)形成。特別地，制動(dòng)作用監(jiān)控單元50、52能夠完全通過相同的結(jié)構(gòu)形成。第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元52設(shè)為用于監(jiān)控借助于電動(dòng)式制動(dòng)器24在其第二制動(dòng)模式中通過第二制動(dòng)控制單元30實(shí)現(xiàn)的或者能夠通過其實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用。對(duì)此，(如在上文中已經(jīng)描述的那樣)檢測(cè)或者確定制動(dòng)作用特征變量、特別是制動(dòng)力矩特征變量并且將其與理論值進(jìn)行比較。該制動(dòng)作用特征變量特別能夠相應(yīng)于制動(dòng)作用特征變量BI。
[0040]如果借助于第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元52識(shí)別出:通過電動(dòng)式制動(dòng)器24產(chǎn)生的或者能夠通過其實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)作用還不夠，那么制動(dòng)控制單元30視為是故障的，并且作為備用措施借助于通過第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元52控制的開關(guān)設(shè)備54來操縱其它的制動(dòng)裝置17。
[0041]制動(dòng)控制單元28、30基于不同的技術(shù)。一種技術(shù)包括結(jié)構(gòu)上的(或者硬件技術(shù)上的)和/或算法上的(或者軟件技術(shù)上的)實(shí)施方案。在一個(gè)示例性的配置中，第一制動(dòng)控制單元28能夠以信號(hào)處理器(也稱為“SIP”)的形式構(gòu)成，其中算法實(shí)現(xiàn)能夠相應(yīng)于磁場(chǎng)定向調(diào)節(jié)。第二制動(dòng)控制單元30能夠構(gòu)成為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或者“在現(xiàn)場(chǎng)可編程的門陣列結(jié)構(gòu)中”構(gòu)成，其中算法實(shí)現(xiàn)能夠相應(yīng)于開關(guān)定向調(diào)節(jié)。
[0042]根據(jù)一個(gè)替選的實(shí)施方案，第二制動(dòng)控制單元30設(shè)計(jì)為，使得對(duì)功率供應(yīng)單元20的操控僅通過借助于硬件實(shí)現(xiàn)的功能來進(jìn)行(不需要使用軟件)，而第一制動(dòng)控制單元28基于控制功能的硬件技術(shù)上的和軟件技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)。
[0043]如果這兩個(gè)制動(dòng)控制單元28、30在至少一個(gè)控制功能方面基于軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)，那么相應(yīng)的軟件在制動(dòng)控制單元28、30中以不同的方式來實(shí)現(xiàn)。在此尤其設(shè)置為用于實(shí)施控制功能的編程代碼的區(qū)別在于，代碼例如通過不同的人和/或不同的工具生成。
[0044]通過制動(dòng)控制單元28、30的不同的實(shí)施方案，功率供應(yīng)單元20的逆變器的開關(guān)元件由第一制動(dòng)控制單元28根據(jù)第一切換策略來控制并且由第二制動(dòng)控制單元30根據(jù)與第一切換策略不同的第二切換策略來控制。
[0045]為了可靠地進(jìn)行從一個(gè)制動(dòng)控制單元切換到另一個(gè)，與驅(qū)動(dòng)單元16相關(guān)聯(lián)的開關(guān)單元32以有規(guī)律的且足夠短的時(shí)間間隔檢查其功能性。例如在軌道車輛10的停車狀態(tài)下，例如在升級(jí)改造或者制動(dòng)試驗(yàn)期間，逆變器根據(jù)特定的測(cè)試圖案通過制動(dòng)控制單元28、30中的一個(gè)產(chǎn)生對(duì)開關(guān)元件的操控。對(duì)此設(shè)有至少一個(gè)傳感器單元，所述傳感器單元例如具有相電流變換器和/或中間電路電壓轉(zhuǎn)換器并且所述傳感器單元檢測(cè)操控的效果。在借助第一制動(dòng)控制單元28執(zhí)行測(cè)試之后，借助于開關(guān)單元32將第二制動(dòng)控制單元30切換到其激活狀態(tài)并且(優(yōu)選借助于另一測(cè)試圖案)重復(fù)測(cè)試。如果識(shí)別到相應(yīng)的測(cè)試圖案的所期望的移位，那么開關(guān)元件32被認(rèn)為是無故障的。
[0046]關(guān)于驅(qū)動(dòng)單元116也應(yīng)用上文中的描述，所述驅(qū)動(dòng)單元是軌道車輛10的電動(dòng)式的第二制動(dòng)器124的組成部分。驅(qū)動(dòng)單元116的功率供應(yīng)單元與制動(dòng)控制單元128、130形成制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122，如其在圖3中所示出的那樣。分別具有制動(dòng)控制單元和功率供應(yīng)單元的軌道車輛10的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22、122如下設(shè)計(jì)，使得所述制動(dòng)調(diào)節(jié)單元能夠以共同作用的方式借助于與其相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18在軌道車輛10的驅(qū)動(dòng)軸14上引起緊急制動(dòng)。換句話說，制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22、122設(shè)計(jì)為，以共同作用的方式至少在驅(qū)動(dòng)軸14上產(chǎn)生對(duì)于執(zhí)行緊急制動(dòng)必要的制動(dòng)力矩。
[0047]此時(shí)根據(jù)圖3來描述具有制動(dòng)作用監(jiān)控單元50、52的制動(dòng)監(jiān)控裝置53的示例性的實(shí)現(xiàn)。
[0048]圖3在左側(cè)示出驅(qū)動(dòng)單元16，所述驅(qū)動(dòng)單元如在上文中所描述的那樣至少包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18和功率供應(yīng)單元20(見圖2)。此外示出制動(dòng)控制單元28、30，所述制動(dòng)控制單元與功率供應(yīng)單元20 —起形成制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22。制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18 —起形成電動(dòng)式制動(dòng)器24，所述電動(dòng)式制動(dòng)器在下文中也稱為“電動(dòng)式的第一制動(dòng)器24”。
[0049]制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22具有開關(guān)單元32，所述開關(guān)單元為了執(zhí)行第一制動(dòng)器24的備用措施而設(shè)為用于:在制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22的第一制動(dòng)模式和制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22的第二制動(dòng)模式之間進(jìn)行切換，在所述第一制動(dòng)模式中第一制動(dòng)控制單元28控制功率供應(yīng)單元20以提供制動(dòng)作用，在所述第二制動(dòng)模式中第二制動(dòng)控制單元30控制功率供應(yīng)單元20以提供制動(dòng)作用。在圖3中示出用于操作開關(guān)單元32的執(zhí)行器33。
[0050]軌道車輛10也如在圖1中所示出的那樣具有另一驅(qū)動(dòng)單元116。驅(qū)動(dòng)單元116是電動(dòng)式制動(dòng)器124的組成部分，所述驅(qū)動(dòng)單元如驅(qū)動(dòng)單元16 —樣包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和功率供應(yīng)單元，所述電動(dòng)式制動(dòng)器盡可能地、特別是構(gòu)成為與電動(dòng)式制動(dòng)器24完全相同。因此為了避免不必要的重復(fù)可參照在上文中關(guān)于電動(dòng)式制動(dòng)器24的描述。
[0051]電動(dòng)式制動(dòng)器124，在下文中稱為“電動(dòng)式的第二制動(dòng)器124”，具有驅(qū)動(dòng)單元116的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122。該電動(dòng)式的第二制動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)單元116的功率供應(yīng)單元和兩個(gè)制動(dòng)控制單元128、130，所述制動(dòng)控制單元分別設(shè)為用于在激活狀態(tài)下控制用于電動(dòng)式制動(dòng)器124的制動(dòng)過程的該功率供應(yīng)單元。制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122具有帶有執(zhí)行器133的開關(guān)單元132，所述開關(guān)單元與電動(dòng)式的第一制動(dòng)器24中的開關(guān)單元32具有相同的功能:其設(shè)置為為了執(zhí)行相應(yīng)的備用措施而在制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122的第一制動(dòng)模式和制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122的第二制動(dòng)模式之間進(jìn)行切換，在所述第一制動(dòng)模式中，第一制動(dòng)控制單元128控制驅(qū)動(dòng)單元116的功率供應(yīng)單元以提供制動(dòng)作用，在所述第二制動(dòng)模式中，第二控制單元130控制該功率供應(yīng)單元以提供制動(dòng)作用。
[0052]此外示出與電動(dòng)式的第一制動(dòng)器24相關(guān)聯(lián)的機(jī)械的制動(dòng)裝置17和與電動(dòng)式的第二制動(dòng)器124相關(guān)聯(lián)的機(jī)械的另一制動(dòng)裝置117。
[0053]在上文中根據(jù)圖2所描述的對(duì)電動(dòng)式的第一制動(dòng)器24的監(jiān)控在所考慮的實(shí)施例中至少借助于電動(dòng)式的第二制動(dòng)器124的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122來進(jìn)行。為此與第一制動(dòng)器24相關(guān)聯(lián)的制動(dòng)監(jiān)控裝置53至少由第二制動(dòng)器124的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122形成。
[0054]在圖2中示出的制動(dòng)監(jiān)控裝置53由第二制動(dòng)器124的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122的制動(dòng)控制單元128、130以及由另一個(gè)與這些制動(dòng)控制單元分開的監(jiān)控單元56形成。
[0055]制動(dòng)監(jiān)控裝置53配設(shè)有、特別是被編程的第一監(jiān)控功能，其中該制動(dòng)監(jiān)控裝置53(除了制動(dòng)控制單元128、130的在上文中所描述的用于控制驅(qū)動(dòng)單元116的功率供應(yīng)單元的控制任務(wù))還構(gòu)成為第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元50，所述第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元設(shè)置為監(jiān)控在其第一制動(dòng)模式中的第一制動(dòng)器24。
[0056]該監(jiān)控功能基于在下文中描述的監(jiān)控任務(wù)，所述監(jiān)控任務(wù)由每個(gè)制動(dòng)控制單元128,130中的每個(gè)和監(jiān)控單元56并行地并且盡可能地、特別是完全獨(dú)立地完成。這些單元分別與傳感器單元58有效連接，所述傳感器單元設(shè)為用于檢測(cè)或者確定用于電動(dòng)式的第一制動(dòng)器24的第一制動(dòng)模式的第一制動(dòng)作用特征變量BI。
[0057]制動(dòng)作用特征變量BI特別能夠是制動(dòng)力矩特征變量，其中傳感器單元58例如與能由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18驅(qū)動(dòng)的軸14機(jī)械地耦聯(lián)并且例如能夠構(gòu)成為扭矩傳感器。傳感器單元58示意性地示出并且能夠由一個(gè)或多個(gè)傳感器構(gòu)成，其中傳感器單元58提供由一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量到的變量構(gòu)成的制動(dòng)作用特征變量BI。
[0058]在另一實(shí)施方案中，能夠通過傳感器單元58檢測(cè)多個(gè)制動(dòng)作用特征變量，所述制動(dòng)作用特征變量在其類型上彼此不同并且分別通過制動(dòng)監(jiān)控裝置53的不同的單元來評(píng)估，如在下文中詳細(xì)描述的那樣。
[0059]如在上文中已經(jīng)描述的那樣，第一制動(dòng)器24的制動(dòng)控制單元28、30基于不同的技術(shù)。這相應(yīng)適用于制動(dòng)控制單元128、130。一種技術(shù)包括結(jié)構(gòu)上的(或者硬件技術(shù)上的)和/或算法上的(或者軟件技術(shù)上的)實(shí)施方案。在一個(gè)示例性的配置中，第一制動(dòng)控制單元128能夠以信號(hào)處理器(也稱為“SIP”)的形式構(gòu)成，其中算法實(shí)現(xiàn)能夠?qū)?yīng)于磁場(chǎng)定向調(diào)節(jié)。第二制動(dòng)控制單元130能夠構(gòu)成為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或者“在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列結(jié)構(gòu)中”構(gòu)成，其中算法實(shí)現(xiàn)能夠?qū)?yīng)于開關(guān)定向調(diào)節(jié)。
[0060]根據(jù)一個(gè)替選的實(shí)施方案，第二制動(dòng)控制單元130設(shè)計(jì)為，使得對(duì)驅(qū)動(dòng)單元116的功率供應(yīng)單元的操控僅通過借助于硬件實(shí)現(xiàn)的功能來進(jìn)行(不需要使用軟件)，而第一制動(dòng)控制單元128基于控制功能的硬件技術(shù)的和軟件技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
[0061]如果這兩個(gè)制動(dòng)控制單元128、130在至少一個(gè)控制功能方面基于軟件技術(shù)實(shí)行，那么相應(yīng)的軟件在制動(dòng)控制單元128、130中以不同的方式實(shí)現(xiàn)。在此尤其設(shè)置為用于實(shí)施控制功能的程序代碼的區(qū)別在于，代碼例如通過不同的人和/或不同的工具生成。
[0062]由于在相應(yīng)的制動(dòng)模式中適用于制動(dòng)控制單元的控制功能的這些差異，制動(dòng)控制單元128、130中的每個(gè)能夠分別根據(jù)單獨(dú)的方法在第一制動(dòng)器24的第一制動(dòng)模式中監(jiān)控其制動(dòng)作用，所述方法與其它的制動(dòng)控制單元的方法不同。第二制動(dòng)器124的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122的制動(dòng)控制單元128、130因此在實(shí)施監(jiān)控功能時(shí)相應(yīng)于制動(dòng)監(jiān)控裝置53的兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備127、129，所述兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備通過上述特征而彼此區(qū)分。特別地，所述兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備關(guān)于其結(jié)構(gòu)的和/或算法的實(shí)施方案而彼此不同。當(dāng)所述兩個(gè)監(jiān)控設(shè)備分別具有用于實(shí)施監(jiān)控功能的軟件時(shí)，以不同的方式實(shí)現(xiàn)該軟件。
[0063]監(jiān)控單元56基于如下技術(shù)，所述技術(shù)與制動(dòng)控制單元128、130或者監(jiān)控設(shè)備127、129的技術(shù)不同。監(jiān)控單元56例如能夠基于CPLD技術(shù)(“復(fù)雜可編程邏輯控制器件，ComplexProgrammable Logic Device”)。對(duì)通過第一制動(dòng)器24產(chǎn)生的制動(dòng)作用的監(jiān)控因此能夠根據(jù)如下方法來進(jìn)行，所述方法與制動(dòng)控制單元128、130或者監(jiān)控設(shè)備127、129的方法不同。
[0064]由每個(gè)制動(dòng)控制單元128、130和監(jiān)控單元56待完成的監(jiān)控任務(wù)是:基于制動(dòng)作用特征變量BI確定通過第一制動(dòng)器24在其第一制動(dòng)模式中產(chǎn)生的制動(dòng)作用是否足夠。由于不同的技術(shù)，在所考慮的實(shí)施例中，監(jiān)控機(jī)構(gòu)分別以其它的方式實(shí)現(xiàn)或者在這些單元中的每一個(gè)中是不同的，其中借助于所述監(jiān)控機(jī)構(gòu)，制動(dòng)控制單元128、130和監(jiān)控單元56配設(shè)用于實(shí)施第一監(jiān)控功能。特別地，不同的監(jiān)控機(jī)構(gòu)能夠通過不同的監(jiān)控軟件來實(shí)現(xiàn)。因此分別借助于不同的方法，這就是說，借助于通過這些單元以不同的方式實(shí)現(xiàn)所述任務(wù)，盡可能分開地來完成、特別是完全分開地來完成監(jiān)控任務(wù)。
[0065]如已經(jīng)在上文中所提到的，在一個(gè)特殊的實(shí)施方案中，通過傳感器單元58檢測(cè)多個(gè)制動(dòng)作用特征變量，所述制動(dòng)作用特征變量在其類型上彼此不同并且分別通過制動(dòng)監(jiān)控裝置53的不同的單元來評(píng)估。運(yùn)動(dòng)特征變量的類型在此通過制動(dòng)監(jiān)控裝置53的相應(yīng)的單元的技術(shù)來確定。
[0066]第二制動(dòng)器124的制動(dòng)控制單元128、130、即監(jiān)控設(shè)備127、129，和監(jiān)控單元56分別設(shè)為用于在完成該監(jiān)控任務(wù)的情況下根據(jù)第一制動(dòng)作用特征變量BI或者根據(jù)相應(yīng)的制動(dòng)作用特征變量輸出故障信號(hào)。如果通過相應(yīng)的單元對(duì)制動(dòng)作用特征變量BI或者相應(yīng)的制動(dòng)作用特征變量的評(píng)估產(chǎn)生如下結(jié)果:即第一制動(dòng)器24在其第一制動(dòng)模式中的不足的制動(dòng)作用被認(rèn)為是已識(shí)別的，那么由這些單元中的一個(gè)輸出所述故障信號(hào)。由于在所提到的單元中的每個(gè)中以不同的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)控任務(wù)，所以通過制動(dòng)監(jiān)控裝置53的單元能夠進(jìn)行盡可能獨(dú)立地、特別是完全獨(dú)立地輸出故障信號(hào)。
[0067]對(duì)開關(guān)單元32的操縱如在上文中所描述的那樣僅在輸出至少兩個(gè)故障信號(hào)時(shí)才進(jìn)行。對(duì)此使用觸發(fā)單元60，所述觸發(fā)單元作為第一制動(dòng)監(jiān)控裝置53的組成部分一方面與監(jiān)控單元56和制動(dòng)控制單元128、130 (或者監(jiān)控設(shè)備127、129)的輸出端有效連接并且另一方面與開關(guān)單元32、特別是與執(zhí)行器33有效連接。觸發(fā)單元60 (也稱為“表決器”設(shè)備)具有三個(gè)彼此并聯(lián)的線路，所述線路能夠與一個(gè)共同的電壓源62電連接并且能夠共同地與執(zhí)行器33電連接。在每一個(gè)線路中分別設(shè)置有兩個(gè)開關(guān)，其中開關(guān)在通過制動(dòng)控制單元128、130和監(jiān)控單元56完成監(jiān)控任務(wù)期間(并且相應(yīng)地在第一制動(dòng)器24的第一制動(dòng)模式中)位于打開的位置中。由此電壓源62和執(zhí)行器33之間的電連接斷開。該電連接能夠通過閉合至少一個(gè)線路中的兩個(gè)開關(guān)來建立，由此操縱開關(guān)單元32。開關(guān)分別借助于故障信號(hào)來閉合，所述故障信號(hào)存在于制動(dòng)監(jiān)控裝置53的單元的輸出端上。在每一個(gè)線路中，開關(guān)分別與所述制動(dòng)監(jiān)控裝置的不同的單元有效連接，使得僅在故障信號(hào)由制動(dòng)監(jiān)控單元53的兩個(gè)不同的單元輸出時(shí)才進(jìn)行該線路中的這兩個(gè)開關(guān)的閉合從而進(jìn)行對(duì)開關(guān)單元32的操縱。
[0068]監(jiān)控任務(wù)、即通過制動(dòng)控制單元128、130和監(jiān)控單元56對(duì)制動(dòng)作用特征變量BI或者相應(yīng)的制動(dòng)作用特征變量個(gè)別地評(píng)估，如在上文中所描述的那樣由所述單元盡可能彼此獨(dú)立地來完成。監(jiān)控功能包括所述監(jiān)控任務(wù)并且借助于通過制動(dòng)監(jiān)控裝置53的單元、SP監(jiān)控設(shè)備127、129和監(jiān)控單元56的共同作用，特別是通過個(gè)別的監(jiān)控任務(wù)的結(jié)果的組合對(duì)開關(guān)單元32進(jìn)行操縱來完成。
[0069]借助于對(duì)開關(guān)單元32的操縱，在電動(dòng)式的第一制動(dòng)器24在其第一制動(dòng)模式中的制動(dòng)作用不足的情況下引入備用措施，所述備用措施相應(yīng)于通過第二制動(dòng)控制單元30如在上文中所描述的那樣接管對(duì)功率供應(yīng)單元20的控制。
[0070]制動(dòng)監(jiān)控裝置53配設(shè)有、特別是被編程的第二監(jiān)控功能，其中所述制動(dòng)監(jiān)控裝置(除了制動(dòng)控制單元128、130的在上文中所描述的用于控制驅(qū)動(dòng)單元116的功率供應(yīng)單元的控制任務(wù))還構(gòu)成為第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元52(見圖2)，所述第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元設(shè)為用于監(jiān)控在第二制動(dòng)模式中的第一制動(dòng)器24。
[0071]該第二監(jiān)控功能基于如下監(jiān)控任務(wù)，所述監(jiān)控任務(wù)由制動(dòng)控制單元128、130中的每一個(gè)和監(jiān)控單元56盡可能分開地來完成并且與第一監(jiān)控功能的監(jiān)控任務(wù)是相同的。第二監(jiān)控功能與第一監(jiān)控功能的區(qū)別在于使用另一觸發(fā)單元64，所述觸發(fā)單元作為制動(dòng)監(jiān)控裝置53的組成部分一方面與監(jiān)控單元56或者制動(dòng)控制單元128、130的輸出端有效連接并且另一方面與開關(guān)設(shè)備54(也見圖2)有效連接、特別是與其執(zhí)行器55有效連接。觸發(fā)單元64(也稱為“表決器”設(shè)備)具有三個(gè)串聯(lián)的并聯(lián)線路對(duì)，所述并聯(lián)線路對(duì)能夠與一個(gè)共同的電壓源62電連接并且能夠共同地與執(zhí)行器55電連接。對(duì)于每一個(gè)線路對(duì)在這兩個(gè)線路中分別設(shè)置一個(gè)開關(guān)，其中開關(guān)在通過制動(dòng)控制單元128、130和監(jiān)控單元56完成監(jiān)控任務(wù)期間(并且相應(yīng)地在第一制動(dòng)器24的第二制動(dòng)模式期間)位于閉合的位置中。由此在電壓源62和執(zhí)行器55之間建立電連接。該電連接能夠通過斷開至少一個(gè)線路對(duì)中的兩個(gè)開關(guān)來中斷，由此操縱開關(guān)單元54。
[0072]開關(guān)分別借助于故障信號(hào)來斷開，所述故障信號(hào)存在于制動(dòng)監(jiān)控裝置53的一個(gè)單元的輸出端上。在每一個(gè)線路對(duì)中，開關(guān)分別與所述制動(dòng)監(jiān)控裝置的不同的單元有效連接，使得僅在故障信號(hào)由制動(dòng)監(jiān)控單元53的兩個(gè)不同的單元輸出時(shí)才進(jìn)行該線路對(duì)中的這兩個(gè)開關(guān)的打開從而進(jìn)行對(duì)開關(guān)設(shè)備54的操縱。
[0073]在第一制動(dòng)器24的第二制動(dòng)模式期間，開關(guān)單元54位于閉合的位置中，由此建立電壓源66和制動(dòng)裝置17之間的電連接。。在此設(shè)置信號(hào)“松開制動(dòng)裝置17”。如果開關(guān)單元54被操縱，那么所述電連接斷開，由此產(chǎn)生信號(hào)“施加制動(dòng)裝置17”。
[0074]此外在附圖中示出控制線路67，通過所述控制線路，制動(dòng)裝置17在任何時(shí)間都能夠借助于車輛駕駛員的命令來操縱。
[0075]監(jiān)控任務(wù)、即通過制動(dòng)控制單元128、130以及由監(jiān)控單元56個(gè)別地評(píng)估制動(dòng)作用特征變量BI或者相應(yīng)的制動(dòng)作用特征變量，如在上文中所描述的那樣，通過這些單元盡可能彼此獨(dú)立地來完成。監(jiān)控功能包括所述監(jiān)控任務(wù)并且借助于通過這些單元的共同作用，特別是通過個(gè)別的監(jiān)控任務(wù)的結(jié)果的組合對(duì)開關(guān)單元54進(jìn)行操縱來完成。
[0076]通過操縱開關(guān)設(shè)備54，在電動(dòng)式的第一制動(dòng)器24在其第二制動(dòng)模式中的制動(dòng)作用不足的情況下，引入備用措施，所述備用措施相應(yīng)于在更上文中所描述的那樣操作機(jī)械的制動(dòng)器17。第二制動(dòng)模式應(yīng)繼續(xù)起作用，直至制動(dòng)過程結(jié)束。
[0077]在實(shí)施第一監(jiān)控功能能夠借助于觸發(fā)單元60來完成的第一制動(dòng)模式時(shí)，通過在電壓源62和執(zhí)行器55之間建立與觸發(fā)單元64的配置不相關(guān)的持久的電連接的方式，使設(shè)置用于第二監(jiān)控功能的觸發(fā)單元64是去激活的。該電連接在通過開關(guān)68轉(zhuǎn)入到第二制動(dòng)模式時(shí)中斷，所述開關(guān)在通過執(zhí)行器33操縱開關(guān)單元32時(shí)打開。電連接隨后僅經(jīng)由觸發(fā)單元64保持存在，所述觸發(fā)單元因此被置于激活狀態(tài)。
[0078]在實(shí)施第二監(jiān)控功能能夠借助于觸發(fā)單元64來完成的第二制動(dòng)模式時(shí)，通過在電壓源70和執(zhí)行器33之間建立與觸發(fā)單元60的配置不相關(guān)的持久的電連接的方式，設(shè)置用于第一監(jiān)控功能的觸發(fā)單元60是去激活的。還為開關(guān)單元32設(shè)有復(fù)位單元72，所述復(fù)位單元用于在第二制動(dòng)模式結(jié)束之后或者在借助于制動(dòng)裝置17結(jié)束制動(dòng)過程之后使第一制動(dòng)控制單元28再次工作。這借助于信號(hào)S來進(jìn)行，所述信號(hào)操縱執(zhí)行器74，通過所述執(zhí)行器開關(guān)76斷開執(zhí)行器33與電壓源70的電連接。借助于該斷開進(jìn)行執(zhí)行器33的激活，所述執(zhí)行器實(shí)施如下切換過程:將開關(guān)單元32復(fù)位，使得制動(dòng)控制單元28再次與功率供應(yīng)單元20有效地連接；操縱開關(guān)68，使得建立電壓源62與執(zhí)行器55的電連接從而觸發(fā)單元64被去激活；開關(guān)78斷開電壓源80和執(zhí)行器74之間的電連接，使得復(fù)位單元72被去激活或者不能夠借助于信號(hào)S通過執(zhí)行器74對(duì)開關(guān)76進(jìn)行操縱。操縱開關(guān)78用以激活復(fù)位單元72的前提是，結(jié)束引起對(duì)監(jiān)控的響應(yīng)的狀態(tài)。
[0079]由制動(dòng)監(jiān)控裝置53執(zhí)行的第一和第二監(jiān)控功能屬于軌道車輛10的制動(dòng)設(shè)備的第一監(jiān)控模式，其中第一制動(dòng)器24被監(jiān)控。在此用于引入在上文中所描述的關(guān)于第一制動(dòng)器24的備用措施中的一個(gè)的監(jiān)控角色由第二制動(dòng)器124承擔(dān)、特別是由其制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122承擔(dān)。
[0080]軌道車輛10的制動(dòng)設(shè)備設(shè)有第二監(jiān)控模式，其中第二制動(dòng)器124被監(jiān)控。在所考慮的實(shí)施例中，用于引入在上文中所描述的有關(guān)第二制動(dòng)器124的備用措施中的一個(gè)的監(jiān)控角色由第一制動(dòng)器24承擔(dān)、特別是由其制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22承擔(dān)。第一制動(dòng)器24的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元22與監(jiān)控單元56 —起形成第二制動(dòng)監(jiān)控裝置153，所述第二制動(dòng)監(jiān)控裝置設(shè)置為考慮制動(dòng)作用特征變量B2用以引入關(guān)于第二制動(dòng)器124的備用措施。制動(dòng)監(jiān)控裝置153與制動(dòng)監(jiān)控裝置53 —樣配設(shè)有兩個(gè)監(jiān)控功能，所述監(jiān)控功能分別設(shè)為用于在實(shí)施其第一制動(dòng)模式或者第二制動(dòng)模式時(shí)監(jiān)控第二制動(dòng)器124。制動(dòng)控制單元28、30在實(shí)施監(jiān)控功能時(shí)構(gòu)成為制動(dòng)監(jiān)控裝置153的監(jiān)控設(shè)備27、29。在實(shí)施第一監(jiān)控功能和第二監(jiān)控功能時(shí)，制動(dòng)監(jiān)控裝置153構(gòu)成為用于第二制動(dòng)器124的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元122的第一和第二制動(dòng)模式的制動(dòng)作用監(jiān)控單元150或152。該監(jiān)控根據(jù)第二制動(dòng)作用特征變量B2或者根據(jù)多個(gè)在其類型上彼此不同的制動(dòng)作用特征變量進(jìn)行，所述第二制動(dòng)作用特征變量或者多個(gè)制動(dòng)作用特征變量由傳感器單元158來檢測(cè)。上文中關(guān)于傳感器58的描述相應(yīng)地適用于傳感器單元158。
[0081]在一個(gè)特別的實(shí)施方案中，傳感器單元58和158在硬件方面能夠至少部分地由相同的傳感器結(jié)構(gòu)形成。
[0082]由于概覽性的原因，在圖3中僅示出通過第二制動(dòng)器124對(duì)第一制動(dòng)器24的監(jiān)控。由制動(dòng)監(jiān)控裝置53執(zhí)行的監(jiān)控功能的上述描述關(guān)于第二制動(dòng)器124的監(jiān)控相應(yīng)地應(yīng)用于第一制動(dòng)器24。在此相應(yīng)的監(jiān)控功能通過在功能上作為與監(jiān)控單元56共同作用的監(jiān)控設(shè)備27、29的制動(dòng)控制單元28、30來執(zhí)行。
[0083]監(jiān)控單元56在所考慮的實(shí)施例中是第一制動(dòng)監(jiān)控裝置53和第二制動(dòng)監(jiān)控裝置153的共同的組成部分。
[0084]監(jiān)控功能的實(shí)施在制動(dòng)控制單元28、30、128、130中在其功能中作為監(jiān)控設(shè)備27、29、127、129分別借助于計(jì)算單元來進(jìn)行，所述計(jì)算單元與設(shè)為用于實(shí)施制動(dòng)模式的計(jì)算單元相同地或者不同地構(gòu)成。
[0085]借助于到車輛制動(dòng)線路42的接口能夠借助于電動(dòng)式制動(dòng)器24、124觸發(fā)緊急制動(dòng)。借助于能夠通過軌道車輛制動(dòng)設(shè)備的所提出的構(gòu)成方案、特別是在具有至少兩個(gè)制動(dòng)控制單元的制動(dòng)調(diào)節(jié)單元的構(gòu)成方案中實(shí)現(xiàn)的安全水平，能夠提供具有緊急制動(dòng)裝置的軌道車輛，其中緊急制動(dòng)能夠僅借助于電動(dòng)式制動(dòng)器以足夠的安全水平來進(jìn)行。由此能夠有利地放棄完整的、附加的摩擦制動(dòng)器。對(duì)于較低的速度，作為摩擦制動(dòng)器僅能夠保留例如呈彈簧儲(chǔ)能制動(dòng)器形式的駐車制動(dòng)器，所述彈簧儲(chǔ)能制動(dòng)器通過借助于彈簧儲(chǔ)能器產(chǎn)生的摩擦力防止停放在斜坡上的車輛滾走。因此能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)部件的成本和軌道車輛的重量的明顯降低。
[0086]在圖3中示出的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)單元16和116能夠與軌道車輛10的相同的轉(zhuǎn)向架或者獨(dú)立的轉(zhuǎn)向架相關(guān)聯(lián)。在圖1中示出的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)單元16、116分別與不同的轉(zhuǎn)向架相關(guān)聯(lián)。在此相同的轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動(dòng)軸14分別通過自身的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)，其中這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過相同的功率供應(yīng)單元來供電。在圖3中示出的制動(dòng)設(shè)備中，因此在該實(shí)施方案中，電動(dòng)式制動(dòng)器24、124分別與不同的轉(zhuǎn)向架相關(guān)聯(lián)從而與多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)聯(lián)。因此能夠通過制動(dòng)監(jiān)控裝置53、153實(shí)現(xiàn)以轉(zhuǎn)向架的方式定位制動(dòng)作用損耗并且能夠關(guān)于相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架有差別地引入備用措施。
[0087]在一個(gè)替選的實(shí)施方案中，對(duì)于轉(zhuǎn)向架的每一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的軸設(shè)有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其中對(duì)于該轉(zhuǎn)向架的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)分別設(shè)有不同的功率供應(yīng)單元。因此在該實(shí)施方案中單獨(dú)的電動(dòng)式制動(dòng)器分別與轉(zhuǎn)向架的每一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的軸相關(guān)聯(lián)。在圖3中示出的制動(dòng)設(shè)備中，因此在該實(shí)施方案中，電動(dòng)式制動(dòng)器24、124與相同的轉(zhuǎn)向架相關(guān)聯(lián)或者相應(yīng)地與該轉(zhuǎn)向架中的不同的驅(qū)動(dòng)軸相關(guān)聯(lián)。因此通過制動(dòng)監(jiān)控裝置53、153能夠?qū)崿F(xiàn)以軸的方式定位制動(dòng)作用損耗并且能夠關(guān)于相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軸有差別地引入備用措施。
【權(quán)利要求】
1.一種具有至少一個(gè)電動(dòng)式制動(dòng)器(24)的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備，所述電動(dòng)式制動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)單元(16)，所述驅(qū)動(dòng)單元具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(18)和用于在所述驅(qū)動(dòng)單元(16)的牽引模式中給所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(18)供電的功率供應(yīng)單元(20)， 其特征在于， 所述軌道車輛制動(dòng)設(shè)備設(shè)有:至少兩個(gè)制動(dòng)控制單元(28，30)，其中在第一制動(dòng)模式中第一制動(dòng)控制單元(28)在激活狀態(tài)下控制所述功率供應(yīng)單元(20)以提供制動(dòng)作用；第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元(50)和開關(guān)單元(32)，所述開關(guān)單元用于在所述第一制動(dòng)模式中根據(jù)制動(dòng)作用特征變量切換到第二制動(dòng)模式中，在所述第二制動(dòng)模式中，所述第二制動(dòng)控制單元(30)在激活狀態(tài)下控制所述功率供應(yīng)單元(20)以提供制動(dòng)作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 所述第一制動(dòng)控制單元(28)在所述第二制動(dòng)模式中處于去激活狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 所述第一制動(dòng)作用監(jiān)控單元(50)用于監(jiān)控所述第一制動(dòng)控制單元(28)，并且至少一個(gè)第二制動(dòng)作用監(jiān)控單元(52)設(shè)置為用于監(jiān)控至少所述第二制動(dòng)控制單元(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 設(shè)有另一制動(dòng)裝置(17)和開關(guān)設(shè)備(54)，其中在所述第二制動(dòng)模式中借助于所述開關(guān)設(shè)備(54)根據(jù)制動(dòng)作用特征變量來操縱所述另一制動(dòng)裝置(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 所述制動(dòng)裝置(17)構(gòu)成為駐車制動(dòng)器。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 所述制動(dòng)控制單元(28，30)關(guān)于其結(jié)構(gòu)上的和/或算法上的實(shí)施方案而彼此不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 用于實(shí)施至少一個(gè)控制功能的軟件在所述第二制動(dòng)控制單元(30)中與在所述第一制動(dòng)控制單元(28)中相比以不同的方式來實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 所述制動(dòng)控制單元中的一個(gè)構(gòu)成為純硬件方面的控制裝置。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 設(shè)有測(cè)試圖案，在所述測(cè)試圖案中測(cè)試所述開關(guān)單元(32)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 設(shè)有到車輛緊急制動(dòng)線路(42)的接口(41)，借助于所述接口能夠借助于所述電動(dòng)式制動(dòng)器(24)觸發(fā)緊急制動(dòng)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 設(shè)有至少一個(gè)電動(dòng)式的第二制動(dòng)器(124)，所述電動(dòng)式的第二制動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)單元(116)和至少一個(gè)制動(dòng)調(diào)節(jié)單元(122)，所述驅(qū)動(dòng)單元具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和用于在所述驅(qū)動(dòng)單元(116)的牽引模式中給所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)供電的功率供應(yīng)單元,所述制動(dòng)調(diào)節(jié)單元具有相應(yīng)的所述功率供應(yīng)單元和至少一個(gè)制動(dòng)控制單元(128,130),所述制動(dòng)控制單元在第一制動(dòng)模式中控制相應(yīng)的所述功率供應(yīng)單元以提供制動(dòng)作用，其中所述制動(dòng)控制單元(28，30)至少是與所述第二制動(dòng)器(124)相關(guān)聯(lián)的制動(dòng)監(jiān)控裝置(153)的組成部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軌道車輛制動(dòng)設(shè)備， 其特征在于， 所述第二制動(dòng)器(124)的至少所述制動(dòng)調(diào)節(jié)單元(122)形成與所述第一制動(dòng)器(24)相關(guān)聯(lián)的制動(dòng)監(jiān)控裝置(53)。
13.一種用于借助電動(dòng)式制動(dòng)器(24)對(duì)軌道車輛(10)進(jìn)行制動(dòng)的方法，所述電動(dòng)式制動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)單元(16)，所述驅(qū)動(dòng)單元具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(18)和用于在所述驅(qū)動(dòng)單元(16)的牽引模式中給所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(18)供電的功率供應(yīng)單元(20)，其中 -在第一制動(dòng)模式中，通過第一制動(dòng)控制單元(28)控制所述功率供應(yīng)單元(20)以提供制動(dòng)作用； -在所述第一制動(dòng)模式中檢測(cè)制動(dòng)作用特征變量； -根據(jù)所述制動(dòng)作用特征變量而切換到第二制動(dòng)模式中，在所述第二制動(dòng)模式中，第二制動(dòng)控制單元(30)控制所述功率供應(yīng)單元(20)以提供制動(dòng)作用。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法， 其特征在于， -在所述第二制動(dòng)模式中檢測(cè)制動(dòng)作用特征變量； -在所述第二制動(dòng)模式中借助于開關(guān)設(shè)備(54)根據(jù)所述制動(dòng)作用特征變量來操縱另一制動(dòng)裝置(17)。
【文檔編號(hào)】B60L7/16GK104144811SQ201380011767
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】讓-帕斯卡爾·施溫, 托爾斯滕·施蒂茨勒, 蒂爾·福斯特, 斯特凡·哈斯勒, 賴納·海爾曼, 曼弗雷德·維贊德 申請(qǐng)人:西門子公司