用于轨道车辆的制动系统和用于操控这种制动系统的方法与流程

本发明涉及一种用于轨道车辆的制动系统以及一种用于操控这种制动系统的方法。此外，本发明涉及一种带有这种制动系统的轨道车辆、一种用于执行该方法的计算机程序产品以及一种带有这种计算机程序产品的存储介质。

背景技术：

1、例如，在用于轨道车辆的包括直接制动器的制动系统中，电子操控的防滑阀安装在转向架的附近，以确保具有足够性能能力的防滑。此外，这是通过如下方式引起的，即，有效的防滑干预必须能实现足够快的供气和放气。在中央安装防滑阀无法确保这一点，因为与之相关的布设管道长并且体积相应地大。

2、图1示出一种这样的用于制动轨道车辆的转向架的各自车轮的制动系统1'。相应的说明示例性地涉及一个车厢的两个转向架，其中一个转向架由车轮41a'和42a'或其相应的车轴代表并且另一个转向架由车轮41b'和42b'或其相应的车轴代表。在这里，每个转向架都配设有一个相应的制动缸40a'、40b'，该制动缸在这里被配置成用于制动所属转向架的所有车轮。制动缸由气动制动控制单元20'气动操控。该气动制动控制单元经由主压力导管被馈以供给压力r并将该供给压力为各自的制动缸40a'和40b'转换成用于操控制动缸40a'的工作压力c1和用于操控制动缸40b'的工作压力c2。该转换在此根据由电子制动控制单元10'对气动制动控制单元20'的操控进行，例如在考虑到车轴载荷的情况下响应于制动指令。电子制动控制单元10'还操控防滑阀60a'和60b'，这些防滑阀分别布置在气动制动控制单元20'和各自的制动缸40a'或40b'之间并位于转向架附近。如果例如检测到车厢的一个或多个车轴或车轮发生滑动，电子制动控制单元10'就相应地操控防滑阀60a'和60b'，使得防滑阀60a'、60b'之中的至少一个防滑阀通过放气暂时修正各自的工作压力c1、c2。据此，在相应的防滑阀60a'、60b'未干预的情况下，工作压力c1、c2相应于施加在各自制动缸40a'、40b'上的制动压力c1、c2。否则，即当通过防滑阀60a'、60b'干预时，施加在各自制动缸40a'、40b'上的制动压力相应于与防滑匹配的制动压力c1*、c2*(未示出)。在各自的防滑阀60a'、60b'和各自的制动缸40a'、40b'之间还分别布置有压力传感器50a'和50b'，以便将与之相关的控制值传送给电子制动控制单元10'。

3、根据上述的现有技术，因此将供给压力r不仅引导穿过气动制动控制单元20'而且然后根据已经匹配的形式的操控引导穿过防滑阀60a'和60b'。这要求相应可供使用的结构空间，特别是由于与之相关的比较大的管道横截面。此外，根据要运动的体积，由此也会导致反应时间部分地延迟。虽然可以通过各部件在空间上靠近来将延迟的反应时间保持在可容忍的范围内，但这又限制设计可能性。附加地，电子制动控制单元10'对车轮防滑阀60a'和60b'的必需的电操控要求明显的用于电缆布线的耗费。

技术实现思路

1、考虑到上述实施方式，本发明的任务因此是提供一种相对于现有技术——特别是在必需的结构空间和/或反应时间和/或耗费和成本方面——改进的制动系统。

2、这一任务由独立权利要求的技术方案解决。有利的进一步改进方案是从属权利要求的技术方案。

3、根据本发明规定一种用于轨道车辆的制动系统，其中，制动系统具有以下：

4、至少两个制动缸；

5、至少一个气动制动控制单元，该气动制动控制单元能与轨道车辆的至少一个轨道车辆单元相配设；和

6、至少两个中继阀，这些中继阀分别布置在所述至少一个气动制动控制单元和所述至少两个制动缸之中的至少一个制动缸之间，并能向这些中继阀供应供给压力以转换为制动压力；

7、其中，气动制动控制单元经由各自的控制压力导管分别与所述至少两个中继阀连接并被配置成用于经由各自的控制压力导管向所述至少两个中继阀传导防滑修正的控制压力。

8、术语“轨道车辆”在此可以涉及列车的车厢、列车本身亦或列车组。据此，术语“轨道车辆的轨道车辆单元”对于作为轨道车辆的车厢来说是指车厢本身，对于作为轨道车辆的列车来说是指列车本身或列车的车厢以及对于作为轨道车辆的列车组来说是指列车组本身、列车组的列车或列车组的列车的车厢。据此，所述至少一个气动制动控制单元构成轨道车辆单元的用于所述至少两个中继阀的中央的气动制动控制单元。

9、由于气动制动控制单元为所述至少两个中继阀提供防滑修正的控制压力，因此从气动制动控制单元到所述至少两个中继阀的相应的各自的控制压力导管可构成为横截面比较小的管道。要由气动制动控制单元按防滑修正的控制压力匹配的压力可以经由供应压力从供应压力导管的导入导管来供应。导入导管在此同样可实施成在控制压力导管的意义上横截面比较小的管道。因此，从至少一条供给压力导管开始，只需要诸如横截面比较大的管道的导管用于相应地向所述至少两个中继阀供应供给压力。供应给中继阀可以从一条共同的供给压力导管亦或不同的供给压力导管开始。

10、因此，按照本发明的制动系统的基本构思在于：可以经由一个中央的气动制动控制单元对所述至少两个中继阀进行防滑修正，其中能经由控制压力导管的比较小的横截面在足够的反应时间时跨越较大的距离。然后，在放大到必需的体积流量以施加所希望的制动压力的意义上的信号放大通过分别用防滑修正的控制压力操控的中继阀进行。换句话说，不是工作压力、而是控制压力被防滑修正。

11、术语“防滑修正的控制压力”是指在存在防滑修正要求时匹配的、但在不存在这样的要求时不必匹配的控制压力。因此，防滑修正的控制压力也可以理解为考虑防滑要求的控制压力。例如如果检测到滑动，该滑动要求匹配在不出现滑动时会应用的控制压力，则防滑修正的控制压力不仅根据相应的上级的制动指令经由气动制动控制单元产生，而且还对应于要应用的防滑措施进行匹配。在不存在必需的防滑措施的情况下，防滑修正的控制压力与根据相应上级的制动指令的控制压力相应。

12、在存在滑动时的防滑修正的控制压力可针对减小用于与滑动相关联的车轮或车轴的制动力。但替代地，在出现滑动时的防滑修正的控制压力也可针对增大用于与滑动无关联的车轮或车轴的制动力。

13、原则上，上述的并且也在下文中描述的气动操控和相应的制动力产生也同样可以按液压实现。如果使用术语“气动”，则该术语类似地可用“液压”替换或者可以一同包括“液压”。由于已知的原因，气动系统多重优选地与轨道车辆结合使用。

14、在一个实施方案中，所述气动制动控制单元被配置成给所述至少两个中继阀中的至少一个中继阀以与用于所述至少两个中继阀中的至少一个另外的中继阀的防滑修正的控制压力无关的方式提供防滑修正的控制压力。

15、因此，所述至少两个中继阀可以经由气动制动控制单元相互独立地以分别不同的防滑修正的控制压力操控。

16、在一个实施方案中，气动制动控制单元具有主中继阀单元，用于提供初级控制压力、特别是防滑修正的控制压力。

17、例如，主中继阀单元可将控制压力首先按作为根据相应的上级的制动指令匹配的控制压力的初级控制压力匹配。但替代地，初级控制压力也可以直接与防滑修正的控制压力相应。在这种情况下，主中继阀单元直接考虑必需的防滑措施。如果初级控制压力没有已经被主中继阀单元按防滑修正的控制压力匹配，则初级控制压力至少可以与根据上级设置的制动指令在没有防滑修正情况下的控制压力相应。替代地或附加地，可以经由主中继阀单元将初级控制压力按负载修正的控制压力匹配。

18、主中继阀单元具有至少一个主中继阀。在此，主中继阀通过主中继阀控制压力的操控又可以以仍比较小的导管横截面进行，因为只控制一个控制压力。

19、特别是，所述气动制动控制单元在主中继阀和所述至少两个中继阀中的至少一个中继阀之间的在主中继单元输出侧的控制压力导管中具有至少一个阀单元，该阀单元被配置成将主中继阀单元的初级控制压力按次级控制压力、特别是防滑修正的控制压力匹配。

20、因此，例如从主中继阀单元传导给所述至少一个阀单元的初级控制压力可以被进一步按次级控制压力匹配。因此，在主中继阀单元输出侧的控制压力导管涉及用于为下游的中继阀传导控制压力的控制压力导管，而不是用于提供控制压力以控制所述至少一个主中继阀的控制导管。

21、如果初级控制压力已经与防滑修正的控制压力相应，则所述至少一个阀单元(该阀单元例如具有调节阀、如电子压力调节阀或构成为这样的调节阀)可以例如鉴于装载状态、制动状态和/或车轮状态进行另外的单独的匹配。然而，如果初级控制压力首先尚未与防滑修正的控制压力相应，则可经由所述至少一个阀单元将初级控制压力对此所需地按作为次级控制压力的防滑修正的控制压力匹配。

22、因此，可经由主中继阀单元或所述至少一个阀单元提供防滑修正的控制压力。但也可能的是，不仅配置主中继阀单元而且配置所述至少一个阀单元，使得它们总是能够提供防滑修正的控制压力。在此，通过其中一个或另一个单元进行的提供可以例如按照要采取的防滑措施亦或根据要提供的气动信号水平进行。但主中继阀单元和所述至少一个阀单元也可按比例协同工作以提供防滑修正的控制压力。同样，主中继阀单元和所述至少一个阀单元也可以这样配置，使得它们可以分别进行控制压力的冗余的防滑修正。据此，如果主中继阀单元发生故障，所述至少一个阀单元就可以从该主中继阀单元接管防滑修正的控制压力的产生，并且反之亦然。

23、优选地，所述气动制动控制单元对于所述至少两个中继阀中的每一个中继阀具有至少一个在主中继单元输出侧的控制压力导管和/或至少一个在主中继单元输出侧的控制压力导管区段。在此，至少在主中继单元输出侧的控制压力导管之中的每一个控制压力导管中和/或在每个主中继单元输出侧的控制压力导管区段中布置有至少一个阀单元。

24、例如，经由用于所述至少两个中继阀之中的每个中继阀的所述至少一个主中继单元输出侧的控制压力导管可以为所述至少两个中继阀之中的每个中继阀提供不同的防滑修正的控制压力。这可以通过以下方式实现，即，主中继阀单元为主中继单元输出侧的每个控制压力导管具有一个自己的主中继阀，主中继阀单元为在主中继单元输出侧的每个控制压力导管在主中继阀下游具有一个另外的压力匹配单元和/或所述至少一个阀单元正好布置在各自的主中继单元输出侧的控制压力导管中。

25、替代地或补充地，在主中继单元输出侧的控制压力导管可以分支成在主中继单元输出侧的至少两个控制压力导管区段。由此便可以例如向连接在各自的在主中继单元输出侧的控制压力导管区段上的中继阀之中的每个中继阀不同地提供防滑修正的控制压力。不同的提供可以经由布置在各自的主中继单元输出侧的控制压力导管区段中的阀单元进行。与所述在主中继单元输出侧的至少两个控制压力导管区段相关的替代的配置例如在两个中继阀的情况下得到。在四个中继阀的情况下，作为组合，例如各两个中继阀可以连接到各一个主中继单元输出侧的控制压力导管上，该控制压力导管又对于所述两个中继阀之中的每个中继阀带有主中继单元输出侧的两个控制压力导管区段。

26、在一个实施方案中，气动制动控制单元具有控制单元，该控制单元被配置成经由控制导线操控主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元。

27、例如，该控制单元是一个电子控制单元，该电子控制单元具有至少一个用于制动指令的输入端，以便相应地操控主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元。此外，可经由所述至少一个亦或另一个信号输入端向控制单元供应防滑信号，以便这样操控主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元，使得产生防滑修正的控制压力。例如，防滑信号在此可以是车轮转速传感器的信号。车轮转速传感器的信号可以直接作为操控信号供应用于相应的防滑修正，或者可以首先由控制单元进行处理。在后一种情况下，控制单元可以这样配置，使得控制单元本身确定要进行的防滑修正。防滑修正可根据制动类型、当前的运行模式和/或风险评估进行。替代于或补充于经由代表滑动的传感器传送防滑信号，防滑信号也可以经由上级的控制系统、如轨道车辆中央控制单元传送给气动制动控制单元的控制单元。

28、经由控制导线操控主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元可气动地在提供控制压力的意义上亦或用信号技术进行。如果例如用信号技术操控主中继阀单元，那么该主中继阀单元又具有用于为所述至少一个主中继阀产生控制压力的部件。替代地或附加地，控制导线可以直接将主中继控制压力从控制单元传导给所述至少一个主中继器。用于由控制单元操控主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元的控制导线是控制单元控制导线，即不是用于防滑修正的控制压力的控制压力导管。但原则上可能的是，当气动操控主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元时经由控制单元控制导线对控制单元的压力供给可以从主中继单元输入侧的控制压力导管和/或阀单元输入侧的控制压力导管分支出来。

29、尤其是，压力传感器布置在主中继单元输入侧的控制压力导管中并用信号技术与控制单元连接。

30、因此，压力传感器可以把要按防滑修正的控制压力匹配的输入压力传输给控制单元，以便精确相应的匹配。据此，控制单元考虑输入压力的波动或其他变化。相应地，控制单元也可以构成为用于根据压力传感器的信号识别故障并传导警报和/或启动紧急情况运行，例如与制动相关地。

31、在一个实施方案中，所述气动制动控制单元具有紧急制动控制单元，该紧急制动控制单元配置成用于经由控制导线操控主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元。

32、紧急制动控制单元可以设置成为控制单元的一部分或者与控制单元分开的。特别是，紧急制动控制单元和由此操控的单元这样配置，使得由紧急制动控制单元进行的操控优先执行或必要时中断其他的反对或阻碍由紧急制动控制单元实施操控的操控。

33、特别是，紧急制动控制单元具有至少一个紧急制动阀，该紧急制动阀尤其是能由控制单元操控。

34、据此，紧急制动控制单元可作为气动紧急制动控制单元运行，该气动紧急制动控制单元用信号技术由控制单元操控。在此，控制单元可为紧急制动控制单元例如预定用于主中继阀单元的要应用的紧急制动控制压力。在这种情况下，紧急制动控制压力代表用于所述至少一个主中继阀的控制压力，用于产生用于位于下游的中继阀的初级控制压力。

35、在一个实施方案中，至少一个压力传感器布置在主中继阀单元和所述至少两个中继阀中的至少一个中继阀之间的主中继单元输出侧的控制压力导管中，特别是在阀单元之中的至少一个阀单元和各自的中继阀之间，优选在阀单元之中的每个阀单元和各自的中继阀之间。

36、因此，防滑修正的控制压力的匹配可由主中继阀单元和/或所述至少一个阀单元监测和/或调节。例如，相应压力传感器的输出信号可为此传送给气动制动控制单元的控制单元和/或给上级的控制系统、如轨道车辆中央控制单元。

37、在一个实施方案中，所述中继阀布置在分别与它们相配设的制动缸附近作为局域中继阀，特别是在轨道车辆单元的能与各自制动缸相配设的转向架的区域内。

38、据此，要应用到各自制动缸上的制动压力可由与各自的制动缸相配设的中继阀局域产生。因此，从各自中继阀到各自制动缸的制动压力导管的为此所需的比较大的导管横截面可保持在在所需的反应时间的意义上可容忍的长度上。换句话说，通过局域中继阀可将施加在各自局域中继阀上的分别防滑修正的控制压力放大到所需的制动压力体积流量。在此，防滑修正的控制压力可在其他部位、特别是在中央产生，因为经由为了传导给中继阀而要设置的比较小的导管横截面，可以在反应时间足够时跨越更长的距离。

39、例如，可以分别为每个转向架设置一个局域中继阀，经由该局域中继阀将制动压力按照对于局域中继阀预定的、防滑修正的控制压力导入给转向架的每个制动缸。例如，各自的局域中继阀布置在各自转向架附近、特别是转向架上或转向架内。

40、为了不仅能独立制动各转向架、而且能独立制动转向架的多个单个的车轴，也可以为每个车轴分别设置一个中继阀。在分体式车轴的情况下，同样的内容传递地适用于多个单个的车轮。

41、根据另一个方面，本发明涉及一种用于操控上述制动系统的方法，该方法具有以下步骤：

42、为所述至少两个中继阀之中的每个中继阀提供一个供给压力，

43、经由气动制动控制单元以防滑修正的控制压力操控所述至少两个中继阀，以及

44、将各自的由供给压力和防滑修正的控制压力产生的制动压力传导给与各自中继阀相配设的所述至少一个制动缸。

45、如上文已经描述的，可以将供给压力经由比较大的供给横截面提供给所述至少两个中继阀，以达到所需的体积流量。然后，将该导出的供给压力根据施加在各自中继阀上的控制压力转换为制动压力或者说制动缸压力。在此，供给压力可以从供给压力导管导出。具有比较大的导管横截面的导管系统的导管也可称为主压力导管。

46、然后将经由在气动控制单元中产生的防滑修正的控制压力对中继阀进行的操控经由横截面比较小的导管导入给各自的中继阀。

47、在该方法的一个实施方案中，防滑修正的控制压力经由上述的主中继阀单元和/或上述的所述至少一个阀单元设定。

48、在上述对制动系统的描述中描述的方法特征或可等同于方法特征的设备特征涉及根据本发明的方法的同样有利的进一步改进方案。

49、根据另一个方面，本发明涉及一种具有上述制动系统的轨道车辆，其中，制动控制单元布置在轨道车辆的轨道车辆单元中，并且所述至少两个中继阀分别与至少一个转向架相配设，特别是布置在转向架上或转向架中。

50、据此，轨道车辆整体上或轨道车辆的轨道车辆单元可以具有气动制动控制单元作为至少一个中央气动制动控制装置，该中央气动制动控制装置经由控制压力导管将各自的防滑修正的控制压力传导给局域中继阀，这些局域中继阀局域地分别与至少一个转向架、特别是转向架的每个制动缸相配设。但轨道车辆整体上或与之相关的轨道车辆单元也可以具有多个前述的制动系统，其中，各自的气动制动控制单元中央地分别经由各自的防滑修正的控制压力操控至少两个局域中继阀。

51、各自的制动系统可经由气动制动控制单元独立地实施操控，该气动制动控制单元便具有相应的用于制动指令和防滑事件的信号输入端。但气动制动控制单元也可以替代地或补充地经由上级的电子制动控制单元进行操控。

52、在上面对制动系统或方法的描述中描述的车辆特征或可等同于车辆特征的设备特征和/或方法特征涉及根据本发明的车辆的同样有利的进一步改进方案。

53、根据另一个方面，本发明涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括代码手段，当所述代码手段在数据处理单元上执行时，所述代码手段促使该数据处理单元执行上述方法。

54、根据另一个方面，本发明涉及一种用于由数据处理单元进行读取的存储介质，该存储介质包括根据上述段落的计算机程序产品。

55、利用该计算机程序产品或存储介质有利地创造了将现有的数据处理单元构成为用于执行上述方法的可能性。因此，具有数据处理单元的轨道车辆也可构成为用于执行上述方法。

56、本发明的上文和下文描述的实施方式不应被视为限于本发明的技术方案。而是可以通过补充、省略或替换个别特征来获得按照本发明的另外的技术方案。