用于执行轨道车辆的紧急制动的制动设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于执行轨道车辆的紧急制动的制动设备具有：至少一个制动缸(14)；一个用于为制动缸(14)提供制动缸压力(Pb)的压力调节装置(12)；和一个用于操控压力调节装置(12)的控制装置(16)。为了即使在紧急制动期间依然使制动压力的灵活匹配成为可能，控制装置(16)具有分别用于操控压力调节装置(12)的一个控制系统(16i)和至少一个另外的控制系统(16ii)，其中控制装置(16)的这些不同的控制系统(16i，16ii)根据不同的安全完整性等级构成。

Braking equipment and methods for emergency braking of rolling stock

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于执行轨道车辆的紧急制动的制动设备和方法
本专利技术涉及用于执行轨道车辆的紧急制动的一种制动设备和一种方法。
技术介绍
在允许轨道车辆运行时，还定期地按照国内和国际规范进行对制动系统的检查。在此，主要对制动系统的制动能力作为所谓的“制动配重”进行测定。借助制动配重例如确定：轨道车辆允许在哪些路段上以怎样的最大速度行驶。在德国，在车辆安全规则SIRF中例如为功能的允许状态“产生制动力，在v＞0时制动”规定了安全要求级别(SAS)4。安全要求级别是根据危险对系统的可靠性的要求，其中等级4是最高安全级别。在欧洲区域内，为了电气/电子系统将符合标准如EN50129或者EN61508的安全要求级别也称为安全完整性等级(SIL)。轨道车辆通常配备有多种制动器类型，这些制动器类型使用在不同的制动类型中。制动器类型特别是包括压缩空气制动器、空气动力制动器、电动力式制动器、柴油机车中的缓行制动器、磁性轨道制动器和涡流制动器。制动类型特别是包括：常用制动，该常用制动通常通过机车司机触发并且可以根据其判断变化；和紧急制动，其特性通过一个协定的安全等级确定。可以通过不同的装置触发紧急制动，诸如通过机车司机触发(“快速制动”)或者通过列车自动控制系统触发(“强制制动”)。现在通常通过摩擦制动器、磁性轨道制动器、涡流制动器和电动力式制动器实施紧急制动和在气动式摩擦制动器的情况中例如通过主风管排气气动地或者通过断开安全回路电动地触发紧急制动。传统的紧急制动方案不那么灵活。通常仅仅在轨道车辆的负荷和速度方面实现了制动压力的匹配，并且大多也仅仅是分级地实现这一点。这样例如DE102009051019A1说明了轨道车的一种与速度相关分级的、具有分级过程的紧急制动装置，其中制动力调节地和与速度相关地通过发电的制动器和/或电动气动的制动器执行紧急制动，和DE102011110047A1例如公开了一种用于轨道车辆的紧急制动装置，其具有一个用于提供紧急制动控制压力的紧急制动控制阀装置和一个用于根据轨道车辆的负荷值和速度值调节已提供的紧急制动控制压力的紧急制动调节装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于执行轨道车辆的紧急制动的一种改进的制动设备和一种改进的方法，利用该制动设备和方法能够灵活地对当前的运行情况做出反应。这个目的通过独立权利要求的理论得以实现。从属权利要求的内容是本专利技术的优选的发展。本专利技术的用于执行轨道车辆的紧急制动的制动设备具有：至少一个制动缸；一个用于为制动缸提供制动缸压力的压力调节装置；和一个用于操控压力调节装置的控制装置，其特征在于：控制装置具有分别用于操控压力调节装置的一个控制系统和至少一个另外的控制系统，其中控制装置的这些不同的控制系统根据不同的安全完整性等级构成。通过提供多个用于操控压力调节装置的、按照不同安全完整性等级构成的控制系统，可以实现在对压力调节装置的操控时的更大灵活性，并且因此执行轨道车辆的紧急制动的更大的灵活性。根据当前的运行情况可以选择用于操控压力调节装置的多个控制系统中的一个，该控制系统在不同的方面(制动系统的纯安全性、安全性和磨损等等)使紧急制动过程最佳化成为可能。在本专利技术的制动设备中特别是在紧急制动过程期间也能够连续地使压力调节装置的操控匹配。所述控制系统和所述另外的控制系统可以整合在一个共同的控制单元中、构成为独立的控制单元、作为独立的控制系统整合在压力调节装置的不同的组件中(例如压力调节器)等等。不同控制系统的不同的安全完整性等级可以通过相应的硬件和/或软件得以实现。控制系统例如可以-根据所期望的安全完整性等级-具有一个用于将阀门接通/断开或者打开/关闭的简单开关、一个微型控制器(μC)、一个现场可编程门阵列(FPGA)或者一个处理器核心。在本专利技术的一个有益的构造设计中，压力调节装置具有一个电动气动的压力调节器，该压力调节器以一个提供的供给压力为出发点产生一个先导压力，该先导压力能够转换为一个相应的制动缸压力(Pb)。在这个构造设计中，控制装置优选具有：作为所述一个控制系统的、按照第一安全完整性等级构成的第一控制系统，其用于操控电动气动的压力调节器；和作为一个另外的控制系统的、按照与第一安全完整性等级不同的第二安全完整性等级构成的第二控制系统，其用于操控电动气动的压力调节器。在本专利技术的一个其他的有益构造设计中，压力调节装置具有：一个电动气动的压力调节器，该压力调节器以一个提供的供给压力为出发点产生第一先导压力，该第一先导压力能够转换为一个相应的制动缸压力；和一个气动的压力调节器，该压力调节器以所述提供的供给压力为出发点产生第二先导压力，该第二先导压力能够转换为一个相应的制动缸压力。在这个构造设计中，控制装置优选具有：作为所述一个控制系统的、按照第一安全完整性等级构成的第一控制系统，该第一控制系统用于操控电动气动的压力调节器；和作为一个另外的控制系统的、按照与第一安全完整性等级不同的第三安全完整性等级构成的第三控制系统，该第三控制系统用于操控气动的压力调节器。在最后提到的构造设计的一个有益的发展中，优选控制装置此外具有：作为一个另外的控制系统的、按照与第一安全完整性等级和与第三安全完整性等级不同的第二安全完整性等级构成的第二控制系统，该第二控制系统用于操控电动气动的压力调节器。在具有两个用于操控电动气动的压力调节器的控制系统的构造设计中，电动气动的压力调节器优选在通过控制装置的第一控制系统操控的情况中产生对应于一个基本制动压力的第一先导压力，并且在通过控制装置的第二控制系统的操控的情况中根据轨道车辆的负荷和/或速度产生对应于一个比基本制动压力大或者小的制动压力的第一先导压力。在本专利技术的一个另外的有益构造设计中，控制装置构成为用于对通过一个具有较低安全完整性等级的控制系统实现的操控效果进行监视，并且在低于一个事先确定的、用于操控效果的极限值的情况中执行利用一个具有较高安全完整性等级的控制系统对压力调节装置的操控。换句话说，在对压力调节装置的操控中具有较高安全完整性等级的控制系统具有更高的优先权，使得可以为紧急制动保证高的安全水平。例如可以借助所产生的先导压力和/或由该先导压力转换的制动缸压力检查操控效果。在本专利技术的一个另外的有益构造设计中，压力调节装置此外具有一个压力选择器，其用于选择第一和第二先导压力中的较大的先导压力。通过这个措施可以保证：由先导压力转换的制动缸压力不低于一个事先确定的极限值。在本专利技术的又一个另外的有益构造设计中，压力调节装置此外具有一个压力修正器，其用于基于轨道车辆的至少一个当前的状态参数对一个以所述提供的供给压力为出发点产生的先导压力进行修正，其中这样产生的、经修正的先导压力能够转换为一个相应的制动缸压力。在一个实施方式中，压力修正器可以基于一个关于轨道车辆的当前负荷的气动信息修正先导压力。本专利技术的内容还是具有至少一个本专利技术的上述制动设备的轨道车辆。本专利技术用于执行轨道车辆的紧急制动的方法(在该方法中通过一个压力调节装置为至少一个制动缸提供一个制动缸压力)的特征在于：制动缸压力根据一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行轨道车辆的紧急制动的制动设备，其具有：/n至少一个制动缸(14)；/n用于为制动缸(14)提供制动缸压力(Pb)的压力调节装置(12)；和/n用于操控压力调节装置(12)的控制装置(16)，/n其特征在于：/n控制装置(16)具有分别用于操控压力调节装置(12)的一个控制系统(16i)和至少一个另外的控制系统(16ii)，其中控制装置(16)的这些不同的控制系统(16i，16ii)根据不同的安全完整性等级构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170524 DE 102017208840.01.一种用于执行轨道车辆的紧急制动的制动设备，其具有：
至少一个制动缸(14)；
用于为制动缸(14)提供制动缸压力(Pb)的压力调节装置(12)；和
用于操控压力调节装置(12)的控制装置(16)，
其特征在于：
控制装置(16)具有分别用于操控压力调节装置(12)的一个控制系统(16i)和至少一个另外的控制系统(16ii)，其中控制装置(16)的这些不同的控制系统(16i，16ii)根据不同的安全完整性等级构成。


2.如权利要求1所述的制动设备，在该制动设备中
压力调节装置(12)具有电动气动的压力调节器(20)，该压力调节器以提供的供给压力(Ps)为出发点产生先导压力(Pv1)，该先导压力能够转换为相应的制动缸压力(Pb)；并且
控制装置(16)具有：作为所述一个控制系统(16i)的、按照第一安全完整性等级构成的第一控制系统(16a)，该第一控制系统用于操控电动气动的压力调节器(20)；和作为另外的控制系统(16ii)的、按照与第一安全完整性等级不同的第二安全完整性等级构成的第二控制系统(16b)，该第二控制系统用于操控电动气动的压力调节器(20)。


3.如权利要求1所述的制动设备，在该制动设备中
压力调节装置(12)具有：电动气动的压力调节器(20)，该压力调节器以提供的供给压力(Ps)为出发点产生第一先导压力(Pv1)，该第一先导压力能够转换为相应的制动缸压力(Pb)；和气动的压力调节器(28)，该压力调节器以所述提供的供给压力(Ps)为出发点产生第二先导压力(Pv2)，该第二先导压力能够转换为相应的制动缸压力(Pb)；并且
控制装置(16)具有：作为所述一个控制系统(16i)的、按照第一安全完整性等级构成的第一控制系统(16a)，该第一控制系统用于操控电动气动的压力调节器(20)；和作为另外的控制系统(16ii)的、按照与第一安全完整性等级不同的第三安全完整性等级构成的第三控制系统(16c)，该第三控制系统用于操控气动的压力调节器(28)。


4.如权利要求2所述的制动设备，在该制动设备中电动气动的压力调节器(20)在通过控制装置(16)的第一控制系统(16a)操控的情况中产生对应于基本制动压力的第一先导压力(Pv1)，并且在通过控制装置(16)的第二控制系统(16b)的操控的情况中根据轨道车辆的负荷和/或速度产生对应于比基本制动压力大或者小的制动压力的第一先导压力(Pv1)。


5.如前述权利要求中任一项所述的制动设备，在该制动设备中控制装置(16)构成为用于对通过具有较低安全完整性等级的控制系统实现的操控效果进行监视，并且在低于事先确定的、用于操控效果的极限值的情况中执行利用具有较高安全完整性等级的控制系统对压力调节装置(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：MO·赫登，R·沃格特兰德特茨纳，M·菲舍尔，O·里迪格，
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