用于在考虑可供使用的力接合状况的情况下保持列车总制动力的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在考虑可供使用的力接合状况的情况下保持轨道车辆的总制动力的方法，具有以下步骤：识别出至少一个单元(I、II、III)处于滑动保护调节；调取在滑动保护调节的单元(I、II、III)上的力接合类型(nH、xnH)；求取每个滑动保护调节的单元(I、II、III)的值μ0和/或Kμ0；基于所求取的滑动保护调节的单元(I、II、III)的值μ0和Kμ0，分别在单元(I、II、III)的整个走向上、即在轨道车辆的纵向方向上形成值μ0的函数和值Kμ0的函数；将对每个单元(I、II、III)、也包括未滑动保护调节的单元(I、II、III)的当前制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)与Kμ0的函数的值作比较；改变对每个单元(I、II、III)、也包括未滑动保护调节的单元(I、II、III)的各制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)直至Kμ0的函数的对应值。

A Method for Maintaining the Total Braking Force of a Train Considering the Available Force Joint Conditions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在考虑可供使用的力接合状况的情况下保持列车总制动力的方法为了使轨道车辆加速或制动，加速(牵引)力或制动力必须在车轮与轨道之间的接触点上被传递。在车轮与轨道之间的所述接触点上能被传递的最大力基本上取决于在车轮与轨道之间的摩擦条件。在干的轨道上比在湿的或油的轨道上能传递更大的力。如果在轨道车辆制动时要求的制动力比根据车轮与轨道之间的摩擦条件能传递的制动力更大，则至少一个车轮可能抱死并且在轨道上滑动。所述状态被称为滑动(Gleiten)。与此相反，如果在轨道车辆加速时要求的加速度(牵引力)比根据车轮与轨道之间的摩擦条件能传递的加速度(牵引力)更大，则至少一个车轮可能打滑。所述状态被称为滑移(Schleudern)。换句话说，滑移描述如下状态，在该状态中轮周速度大于行驶速度。类似于此地，滑动描述如下状态，在该状态中轮周速度小于行驶速度。如果轮周速度和行驶速度相同，则所述状态称为滚动。一般地来看，在轮周与轨道之间出现相对运动被称为滑转。因此，如果轮周速度和行驶速度不相同，则存在滑转。此外，滑转是需要的，以便总的来说能够在轨道与车轮之间传递牵引力或制动力。如果在车轮上存在零滑转，则这意味着，该车轮自由滚动，即没有转矩作用在车轮上。因此，在没有滑转的情况下没有功率传输，即不可在车轮与轨道之间传递牵引力或制动力。当滑转非常大时，例如当滑动或滑移时，必要时在车轮与轨道之间不能传递大的力。因此，为了传递最大牵引力或制动力，优化的滑转处在零(滚动状态)与非常大的值例如100％(滑动或滑移状态)之间。所述优化的滑转取决于车轮与轨道之间的摩擦条件或者说摩擦状态。因而，在湿轨道中的优化的滑转可不同于在干轨道中的优化的滑转。车轮与轨道之间的不同摩擦条件接下来被称为力接合类型。在图1中示例性示出不同的力接合类型。图1示出具有不同力接合类型的两个图表(关于滑转的力接合或者说附着力)。左侧的图表示出在本领域中已知作为nH(低附着值)的力接合类型，其中，右侧示出的力接合类型已知作为xnH(极低附着值)。在图表的(水平的)x轴上相应示出滑转，而(竖直的)y轴示出附着力或者说与该附着力成比例的在车轮与轨道之间最大能传递的摩擦力或其摩擦系数。此外，在图表中标绘出值μ0，该值处于从微观滑转到宏观滑转的过渡点中。μ0的左侧图线部分相应示出微观滑转的范围，μ0的右侧图线部分相应示出宏观打滑的范围。此外，μ0原则上通过在微观滑转范围内(图线的左侧部分)的最大摩擦系数来定义。在左侧示出的力接合类型nH中在宏观打滑范围内能传递最大力，其中，在右侧示出的力接合类型xnH中在μ0的范围内能传递最大力。例如如果存在nH力接合条件(图1中左侧图表)，则可从μ0起施加附加的制动力，该制动力在宏观打滑范围内实现，因为图线从μ0起继续上升。这种情况也被称为“自我改进”。相对地，如果存在xnH力接合条件，则在0至μ0之间的范围内制动力仅可增大直到最大要确定的μ0的比例，以防止过渡到宏观打滑范围内(因为在此图线从μ0起又下降，不存在“自我改进”)。所述最大要确定的μ0的比例在图表中标绘为Kμ0并且涉及μ0。因此，值Kμ0表示这样的因素，其参照μ0并且给出μ0的百分比比例，该百分比比例可用于力传递，而不必担心在力接合类型xnH中过渡到宏观打滑范围内。对于力接合类型nH(在图1中左侧图表)得出Kμ0＞1，而对于力接合类型xnH(在图1中右侧图表)得出Kμ0＜1。例如如果在力接合类型xnH中在制动时应该可使用μ0的80％(＝0.8)，以确保与宏观打滑范围20％的“安全距离”，则得到Kμ0为0.8。在现有技术中已知用于在轨道车辆的各个车厢和/或车轴之间再分配制动力的方法和装置，如果所要求的制动力由于对被制动的车厢和/或车轴之一的局部限制而不能实现。这种局部限制可能原因在于例如制动盘玻璃化，从而出于各种原因不能施加所要求的压紧力，或制动衬片未专业地被再调节。在这种情况下，由现有技术中已知在静态下再分配制动力。当然，如果被制动的车轮(或被制动的车轴，或被制动的车厢)根据车轮与轨道之间的摩擦条件不能施加所要求的制动力，则没有已知的用于有针对性地再分配制动力的方法。本专利技术的任务在于，提供一种用于在考虑可供使用的力接合状况的情况下保持轨道车辆的总制动力的方法、一种装置以及一种为此的应用，以便车辆尽管在车轮与轨道的接触点中存在极限值的摩擦条件仍使轨道以所要求的减速制动。所述任务通过一种根据独立权利要求的实施方案来解决。有利的扩展方案是从属权利要求的主题。以下使用术语“单元”。一个单元可包括车轮、一个车轴、多个车轴、转向架、一个车厢或多个车厢。此外，接下来描述一种状态，在该状态下在单元中滑动保护调节是激活的，或者说单元处于滑动保护调节。这意味着，在所述单元中识别出滑动的该状态，并且制动力接着在所述单元上降低，以便阻止在所述单元上的滑动。此外，在附图中使用缩写WSP，该缩写代表“车轮滑动保护”。WSP系统(以下仅称作WSP)识别在单元上滑动的状态并且接着降低作用在所述单元上的制动力，以限制滑转并且由此此外防止在所述单元上的滑动或车轮抱死的状态。类似于WSP的作用方式，由道路行驶车辆的领域已知防抱死系统(ABS)。此外，在权利要求中提到的函数接下来被称为图线并且在附图中作为这样的图线被示出，以便能够直观地描述所要求保护的方法。按照本专利技术，所述函数当然不是必须示出为图线，而是所述方法可基于数学计算在没有图线表述的情况下被执行。基于上述解释，滑动基本上在宏观滑转范围内出现。当在单元上出现滑动并且所述滑动由WSP识别出时，WSP还求取在所述单元上存在哪种力接合类型(nH或xnH，参见图1)。当接下来详细解释WSP在单元上激活时，则这意味着，WSP在所述单元上识别出滑动的状态，并且接着所述单元上的制动力降低，以限制所述滑动。此外，以下使用术语“总制动力”。为了使轨道车辆停止直至预先给定的停车点，或为了在预先给定的线路点上达到规定的减速速度，轨道车辆必须由整体或总制动力制动。由所述总制动力得出各个单元的所要求的各制动力(制动要求或者说制动力要求)。所有单元的各制动力要求的总和得出整体或总制动力。通过按照本专利技术的方法，所有单元的总制动力的下降(这种下降由轨道与车轮之间的附着力条件或摩擦条件不充分造成)通过如下方式被防止：将制动力暂时补充到直到那时未滑动保护调节的单元上。相对于现有技术，在所述状态下提供了潜在存在的附加的总制动力，并且同时防止由于轨道与车轮之间不充分的附着力条件或摩擦条件引起的总制动力下降。按照本专利技术，在一实施例中，在所有的滑动保护调节的车轴上形成μ0和Kμ0的平均值。基于所形成的μ0和Kμ0的平均值相应形成μ0和Kμ0的恒定图线，该图线相应包含所形成的平均值。因此，可为每个尚未滑动保护调节的单元求取：是否可实现附加的制动力以及如果可以的话可实现多少附加的制动力。这些单元接着补充地提供附加的制动力。将图线(对于μ0和Kμ0的值)形成/计算为恒定延伸的图线如下是有利的，为此仅需要低的计算能力，并且图线的走向因此较快地完成。因此，在调节时可实现极短的响应特性。按照本专利技术，在另一实施例中，μ0和Kμ0的图线形成为一次函数，即具有线性的走向。图线(对于μ0和Kμ0的值)形成/计算作为一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在考虑可供使用的力接合状况的情况下保持轨道车辆的总制动力的方法，该方法具有以下步骤：‑识别出至少一个单元(I、II、III)处于滑动保护调节；‑调取存在于滑动保护调节的单元(I、II、III)上的力接合类型(nH、xnH)；‑对于每个滑动保护调节的单元(I、II、III)求取值μ0和Kμ0；‑基于滑动保护调节的单元(I、II、III)的所求取的值μ0和Kμ0，分别在所述单元(I、II、III)的整个走向上、即在轨道车辆的纵向方向上形成值μ0的函数和值Kμ0的函数；‑将对每个单元(I、II、III)、也包括未滑动保护调节的单元(I、II、III)的当前制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)与相应制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)在该位置上的Kμ0的函数的值作比较；‑改变对每个单元(I、II、III)、也包括未滑动保护调节的单元(I、II、III)的各制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)直至相应制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)在该位置上Kμ0的函数的对应值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.21 DE 102016125193.31.用于在考虑可供使用的力接合状况的情况下保持轨道车辆的总制动力的方法，该方法具有以下步骤：-识别出至少一个单元(I、II、III)处于滑动保护调节；-调取存在于滑动保护调节的单元(I、II、III)上的力接合类型(nH、xnH)；-对于每个滑动保护调节的单元(I、II、III)求取值μ0和Kμ0；-基于滑动保护调节的单元(I、II、III)的所求取的值μ0和Kμ0，分别在所述单元(I、II、III)的整个走向上、即在轨道车辆的纵向方向上形成值μ0的函数和值Kμ0的函数；-将对每个单元(I、II、III)、也包括未滑动保护调节的单元(I、II、III)的当前制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)与相应制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)在该位置上的Kμ0的函数的值作比较；-改变对每个单元(I、II、III)、也包括未滑动保护调节的单元(I、II、III)的各制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)直至相应制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)在该位置上Kμ0的函数的对应值。2.根据上一权利要求所述的方法，其中，改变各制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)直至Kμ0的函数的对应值只有在这样的制动要求(BA_I、BA_II、BA_III)情况下才进行，所述制动要求由此被提高。3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，不仅值μ0的函数而且值Kμ0的函数各自是恒定的，由在滑动保护调节的单元(I、II、III)上μ0或者说Kμ0的相应值的平均值形成。4.根据权利要求1所述的方法，其中，不仅值μ0的函数而且值Kμ0的函数是线性的，由两个滑动保护调节的单元(I、II、III)的μ0或者说Kμ0的相应值形成。5.根据权利要求1所述的方法，其中，不仅值μ0...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·拉赛尔，U·弗里森，C·托姆伯格，MO·赫登，JJ·瓦赫，R·迈尔，
申请(专利权)人：克诺尔轨道车辆系统有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE