專利名稱：用于制動(dòng)軌行車輛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制動(dòng)軌行車輛的方法。
背景技術(shù)：
公知有帶有多種制動(dòng)系統(tǒng)的軌行車輛。例如在DE10135797C2中記載
了一種帶有電動(dòng)的和機(jī)械的摩擦制動(dòng)器的軌行車輛。在每次制動(dòng)過程中軌 行車輛的動(dòng)能必須由現(xiàn)有的制動(dòng)系統(tǒng)吸收。在電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)中，這要么通
過將動(dòng)能反饋到可反饋的供電網(wǎng)而實(shí)現(xiàn)，要么通過所謂的制動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn)， 其中，動(dòng)能通過起發(fā)電機(jī)作用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首先轉(zhuǎn)化為電能。電能然后被輸 送到制動(dòng)電阻，最后制動(dòng)電阻將其轉(zhuǎn)化為熱能。
在反饋的電動(dòng)制動(dòng)中，制動(dòng)的效率與供電網(wǎng)的反饋能力的程度有關(guān)。 反饋能力由供電網(wǎng)的吸收能力和可用性決定。如果電動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)中僅具 有一個(gè)制動(dòng)電阻，則制動(dòng)效率由制動(dòng)電阻本身限制，該制動(dòng)電阻僅設(shè)計(jì)用 于熱轉(zhuǎn)換一定的最大能量。此外，制動(dòng)電阻提高了軌行車輛的軸向負(fù)載， 并且還由于在軌行車輛中有限存在的裝配空間是不利的。為了能夠考慮所 述的要求，制動(dòng)電阻按照現(xiàn)有技術(shù)盡可能輕和小地設(shè)計(jì)。
在電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)作用不夠時(shí)，所有的動(dòng)力學(xué)的制動(dòng)能量必須借 助于機(jī)械的摩擦制動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱能。然而，尤其是在高速時(shí)，向制動(dòng)片的這 種高功率輸入會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)片提前磨損及損壞。在速度極限值以下的制動(dòng)對 制動(dòng)片磨損起到的作用較小。因此，公知的摩擦制動(dòng)器1相應(yīng)有效地設(shè)計(jì)， 使得即便向制動(dòng)片輸入較高的功率和/或能量也能不導(dǎo)致制動(dòng)器的不可逆損 壞。然而，這導(dǎo)致相應(yīng)成本昂貴的摩擦制動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于制動(dòng)帶有電動(dòng)的 和機(jī)械的摩〗察制動(dòng)器的軌行車輛的方法，該方法成本低廉并且可以可靠地 應(yīng)用，其中可以省略占空間的制動(dòng)電阻。本發(fā)明通過這樣一種方法解決該技術(shù)問題，該方法可使用在制動(dòng)時(shí)向 供電網(wǎng)中反饋的電動(dòng)的制動(dòng)器和機(jī)械的摩擦制動(dòng)器，其中，電動(dòng)的制動(dòng)器 在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)能量的可反饋性的程度在供電網(wǎng)中#皮測定，并且具有 一調(diào)節(jié)單元，其中，調(diào)節(jié)單元這樣地使軌行車輛的速度與反饋能力的程度
相匹配，使得摩擦制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)的損壞得以防止。
按照本發(fā)明，供電網(wǎng)的反饋能力在行駛時(shí)^:不間斷地監(jiān)測。如果發(fā)現(xiàn)
反饋能力的程度低于預(yù)先規(guī)定的臨界值，那么在制動(dòng)的情況下向機(jī)械的摩
擦制動(dòng)器的制動(dòng)片輸入過高的能量。按本發(fā)明的方案規(guī)定，軌行車輛的速
度這樣地限制，使摩擦制動(dòng)器的損壞得以防止。在本發(fā)明的框架內(nèi)可以完
全舍棄制動(dòng)電阻。因此，按本發(fā)明的方法導(dǎo)致一種廉價(jià)并且同時(shí)更可靠的 軌行車輛，其制動(dòng)系統(tǒng)具有沒有占空間的部件的電動(dòng)的制動(dòng)器。
如何在本發(fā)明的框架內(nèi)測定反饋能力的程度地類型和方式原則上是任 意的。然而，反饋能力的程度有利地在制動(dòng)過程中被確定。這對于按本發(fā) 明的方法需要最少的成本，不過其中機(jī)械的摩擦制動(dòng)在制動(dòng)過程中一次性 地加有較高負(fù)荷，其中，為給定的速度確定一過低的反饋能力的程度。然 而，這是可接受的。
合適的是，在每個(gè)制動(dòng)過程之后確定機(jī)械制動(dòng)器的 一 最小冷卻時(shí)間， 并且將軌行車輛的許用最高速度這樣長地限制，直至最小冷卻時(shí)間被超過。 最小冷卻時(shí)間例如通過借助溫度傳感器對制動(dòng)片上的溫度的檢測而確定。 在測得的溫度較高時(shí)延長最小冷卻時(shí)間。如果機(jī)械的制動(dòng)器，例如制動(dòng)片 被足夠冷卻，可以在本發(fā)明的框架內(nèi)再次提高軌行車輛的最高速度。
合適的是，供電網(wǎng)的反饋能力的程度在制動(dòng)時(shí)通過^f企測向供電網(wǎng)中反 々貴的電流和/或電壓而確定。如果例如既4企測電流也4全測電壓，可以直4妻確
定所反饋的能量或功率。將反饋的能量例如與事先確定的閾能作比較。如
果反饋的電能低于所述的閾能，那么軌行車輛的最高速度就會(huì)下降。在該
速度下，機(jī)械的制動(dòng)器可以和電動(dòng)的制動(dòng)器殘留的制動(dòng)力一起可靠地并且
沒有磨損地制動(dòng)軌行車輛。
調(diào)節(jié)單元有利地根據(jù)預(yù)定的制動(dòng)額定減速度調(diào)整由電動(dòng)的制動(dòng)器和機(jī)
械制動(dòng)器提供的制動(dòng)力的和。制動(dòng)額定減速度值例如由列車駕駛員給定。 在接收到制動(dòng)額定減速度值之后電動(dòng)的制動(dòng)器首先響應(yīng)調(diào)節(jié)單元，以便將 多余的動(dòng)能再次反饋為電能并被供電網(wǎng)使用。如果通過電動(dòng)的制動(dòng)提供的制動(dòng)額定減速度不夠，那么機(jī)械的制動(dòng)器附加地響應(yīng)調(diào)節(jié)單元，其中，產(chǎn) 生這樣的摩擦力，即，所獲得總制動(dòng)額定減速度盡可能4青確地相應(yīng)于制動(dòng) 額定減速度。為了能夠確定制動(dòng)額定減速度，調(diào)節(jié)單元與恰當(dāng)?shù)臏y量傳感 器，例如車輪轉(zhuǎn)速傳感器連接。車輪轉(zhuǎn)速傳感器將車輪轉(zhuǎn)速值傳輸給調(diào)節(jié) 單元，該車輪轉(zhuǎn)速值相應(yīng)于軌行車輛的輪子在一定時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)。車輪的 周長和直徑是公知的，因此調(diào)節(jié)單元可以由單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)確定瞬時(shí)速度。 從瞬時(shí)速度在制動(dòng)過程中隨時(shí)間的改變可以最終確定制動(dòng)減速度。
根據(jù)一種相應(yīng)的有利擴(kuò)展，制動(dòng)時(shí)的反饋能力的程度通過測定機(jī)械的 摩擦制動(dòng)器的制動(dòng)力而確定。如上所述，在軌行車輛制動(dòng)時(shí)首先使用電動(dòng) 的制動(dòng)器，以便將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。機(jī)械制動(dòng)器例如僅當(dāng)通過電動(dòng)的制動(dòng) 器提供的制動(dòng)減速度不夠時(shí)才使用。因此，可以由機(jī)械制動(dòng)器的負(fù)荷大小 反推出供電網(wǎng)的反饋能力。機(jī)械制動(dòng)器的負(fù)荷大小例如通過測量液壓制動(dòng) 器的制動(dòng)缸中的液壓或氣動(dòng)制動(dòng)器的制動(dòng)缸中的氣動(dòng)壓力或通過測量電機(jī)
械的制動(dòng)器的制動(dòng)電路中的電流來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的 一種有利的擴(kuò)展，在多次依次相繼地識(shí)別到反饋能力的
程度對于許用最高速度過低之后持續(xù)地限制車輛的許用最高速度，其中， 所示持續(xù)的限制僅可通過經(jīng)許可的人員取消。按本發(fā)明的方法可以通過這
種方式滿足高的安全要求。


本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)是接下來參照

的實(shí)施形式的主題， 其中，作用相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，其中 圖1是電力驅(qū)動(dòng)的軌行車輛的側(cè)視圖以及 圖2示意性地示出了按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施形式。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在滑接線1下行駛的軌行車輛2。軌行車輛2具有帶有電機(jī) 的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，然而所述電機(jī)在圖1中不可見。軌行車輛2和滑接線1之 間的電連接通過集電弓3實(shí)現(xiàn)。在軌行車輛2驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)生的能量流通過上 面的箭頭4示出。電功率從作為供電網(wǎng)的一部分的滑接線1獲得，并且借 助于軌行車輛2的電機(jī)轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。在電動(dòng)制動(dòng)時(shí)，軌行電車2的電機(jī)作為發(fā)電機(jī)工作，使得車軸的旋轉(zhuǎn)在制動(dòng)作用下產(chǎn)生電能，所述電能就沿方 向5反饋到滑接線1中，并因此反饋到供電網(wǎng)中。如果以這種方式產(chǎn)生的 制動(dòng)減速度不夠，那么機(jī)械的摩擦制動(dòng)器就起作用，通過該機(jī)械制動(dòng)器可 以提高制動(dòng)減速度。在圖中同樣未示出的摩擦制動(dòng)器具有抗扭地與車軸連 接的制動(dòng)片以及制動(dòng)蹄。在制動(dòng)時(shí)制動(dòng)蹄在摩^^連接下壓向制動(dòng)片。
如上所述，必須在電動(dòng)的制動(dòng)器故障時(shí)將動(dòng)能僅由機(jī)械的摩擦制動(dòng)器 轉(zhuǎn)化為熱能。這導(dǎo)致在機(jī)械的摩擦制動(dòng)器的制動(dòng)片中高的溫度輸入。這在 高速下導(dǎo)致摩擦制動(dòng)器的損壞。
圖2在示意圖中示出了按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施例。還示出了作為 供電網(wǎng)的一部分的滑接線1。集電弓還用于滑接線1和軌行車輛2之間的連 接。在軌行車輛2中設(shè)置有電氣部件6，借助于電氣部件可以相應(yīng)于各自的 要求改變滑接線1的電能。電氣部件6通常包括用于調(diào)節(jié)一定的電壓的輸 入變壓器以及與輸入變壓器在交流側(cè)相連接的逆變器，該逆變器在直流電 壓的一側(cè)與另一逆變器連接。第一逆變器在驅(qū)動(dòng)時(shí)由滑^接線1提供的交變 電壓產(chǎn)生直流電壓，其中，第二逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)化為交流電壓，該交 流電壓具有用于驅(qū)動(dòng)軌行車輛的希望的頻率。此外，可以設(shè)置一帶有輔助 變壓器、輔助逆變器或類似物的輔助電路。如此轉(zhuǎn)換的電能接著被輸送到 電機(jī)7,該電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)軌行車輛2。
如上所述，電機(jī)7在制動(dòng)過程中作為電動(dòng)的制動(dòng)器7工作。機(jī)械的摩 擦制動(dòng)器8包括至少一個(gè)抗扭地與車軸連接的制動(dòng)片9和制動(dòng)蹄10，制動(dòng) 蹄可以氣動(dòng)地壓向制動(dòng)片9。 一壓力提供單元11用于產(chǎn)生希望的氣動(dòng)壓力 并因此產(chǎn)生制動(dòng)蹄IO在制動(dòng)片9上的希望的壓力。為此，壓縮空氣提供單 元11調(diào)整制動(dòng)缸12中的必要的氣動(dòng)壓力。制動(dòng)缸12與P/I變換器13連接， 該變換器吸收制動(dòng)腔的氣動(dòng)壓力并產(chǎn)生與壓力成比例的電流I。 P/I轉(zhuǎn)換器 13與調(diào)節(jié)單元14連接，調(diào)節(jié)單元按照本發(fā)明控制制動(dòng)過程。調(diào)節(jié)單元14 從軌行車輛2的駕駛員獲得制動(dòng)額定減速度。接著，電機(jī)7調(diào)整到發(fā)電機(jī) 運(yùn)行狀態(tài)，并因此實(shí)現(xiàn)電動(dòng)的制動(dòng)。調(diào)節(jié)單元14通過在圖2中未示出的速 度傳感器根據(jù)所傳輸?shù)膯挝粫r(shí)間的車輪轉(zhuǎn)速確定特定時(shí)刻的軌行車輛2的 瞬時(shí)速度，并由此推導(dǎo)出制動(dòng)減速度。該制動(dòng)減速度在調(diào)節(jié)技術(shù)上與預(yù)定 的額定減速度相適應(yīng)。如果電動(dòng)的制動(dòng)器的制動(dòng)力不夠，那么壓縮空氣提 供單元11響應(yīng)調(diào)節(jié)單元14，壓縮空氣提供單元產(chǎn)生制動(dòng)缸12中的氣動(dòng)壓力，由此使制動(dòng)蹄IO壓向制動(dòng)片9。根據(jù)由P/I轉(zhuǎn)換器13提供的電流，調(diào) 節(jié)單元14得出電動(dòng)的制動(dòng)器到滑接線1的反饋能力的程度。如果調(diào)節(jié)單元 14根據(jù)在其中執(zhí)行的邏輯發(fā)現(xiàn)，反饋能力的程度在軌行車輛2的各行駛速 度下不夠，那么調(diào)節(jié)單元14就將速度減小至最大的許用最高速度。制動(dòng)蹄 10的損壞通過這種方式得以避免。
權(quán)利要求
1.一種用于制動(dòng)軌行車輛(2)的方法，該軌行車輛具有在制動(dòng)時(shí)向供電網(wǎng)(1)內(nèi)反饋的電動(dòng)的制動(dòng)器(7)和機(jī)械的摩擦制動(dòng)器(9，10，11，12)，其中，所述電動(dòng)的制動(dòng)器(7)在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)能量向所述供電網(wǎng)(1)的反饋能力的程度被確定，并且提供一調(diào)節(jié)單元(14)，其中，所述調(diào)節(jié)單元(14)使所述軌行車輛(2)的速度這樣地與反饋能力的程度匹配，使得所述摩擦制動(dòng)器(9，10，11，12)在制動(dòng)時(shí)的損壞得以避免。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在制動(dòng)過程中確定反饋能 力的程度。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在每個(gè)制動(dòng)過程之后 確定所述機(jī)械制動(dòng)器(9,10，11，12)的最小冷卻時(shí)間，并且將所述軌行車輛(2) 的許用最高速度限制為這樣長，直至最小冷卻時(shí)間被超過。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述供電網(wǎng)(l)的 反饋能力的程度在制動(dòng)時(shí)通過檢測向所述供電網(wǎng)(1)中反饋的電流和/或電 壓而確定。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元(14) 根據(jù)預(yù)先給定的制動(dòng)額定值調(diào)整由所述電動(dòng)的制動(dòng)器(7)和所述機(jī)械的制動(dòng) 器(9，10，11,12)提供的制動(dòng)力的總和。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述反饋能力的程度在制 動(dòng)時(shí)通過測定所述枳4成制動(dòng)器(9,10,11 ， 12)的制動(dòng)力而確定。
7. 如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在多次依次相繼 的識(shí)別到對于許用最高速度過低的反饋能力的程度后持續(xù)地限制車輛的許 用最高速度，其中，所述持續(xù)的限制僅可通過經(jīng)許可的人員取消。
全文摘要
本發(fā)明建議一種用于制動(dòng)具有電動(dòng)的制動(dòng)器(7)和機(jī)械的摩擦制動(dòng)器(9，10，11，12)的軌行車輛(2)的方法，該方法可以廉價(jià)并可靠地使用，其中，舍棄了制動(dòng)電阻。在此，所述電動(dòng)的制動(dòng)器(7)在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)能量至所述供電網(wǎng)(1)的反饋能力的程度被確定，并且具有一調(diào)節(jié)單元(14)，其中，所述調(diào)節(jié)單元(14)使軌行車輛(2)的速度這樣地與反饋能力的程度相適應(yīng)，使得所述摩擦制動(dòng)器(9，10，11，12)在制動(dòng)時(shí)的損壞得以避免。
文檔編號(hào)B60T13/58GK101541606SQ200780044116
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者曼弗雷德·威桑德, 迪特爾·邁沙克 申請人:西門子公司