专利名称：用于制动轨行车辆的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制动轨行车辆的方法。
背景技术：
公知有带有多种制动系统的轨行车辆。例如在DE10135797C2中记载
了一种带有电动的和机械的摩擦制动器的轨行车辆。在每次制动过程中轨 行车辆的动能必须由现有的制动系统吸收。在电动制动系统中，这要么通
过将动能反馈到可反馈的供电网而实现，要么通过所谓的制动电阻实现， 其中，动能通过起发电机作用的驱动系统首先转化为电能。电能然后被输 送到制动电阻，最后制动电阻将其转化为热能。
在反馈的电动制动中，制动的效率与供电网的反馈能力的程度有关。 反馈能力由供电网的吸收能力和可用性决定。如果电动的制动系统中仅具 有一个制动电阻，则制动效率由制动电阻本身限制，该制动电阻仅设计用 于热转换一定的最大能量。此外，制动电阻提高了轨行车辆的轴向负载， 并且还由于在轨行车辆中有限存在的装配空间是不利的。为了能够考虑所 述的要求，制动电阻按照现有技术尽可能轻和小地设计。
在电动制动系统的制动作用不够时，所有的动力学的制动能量必须借 助于机械的摩擦制动转化为热能。然而，尤其是在高速时，向制动片的这 种高功率输入会导致制动片提前磨损及损坏。在速度极限值以下的制动对 制动片磨损起到的作用较小。因此，公知的摩擦制动器1相应有效地设计， 使得即便向制动片输入较高的功率和/或能量也能不导致制动器的不可逆损 坏。然而，这导致相应成本昂贵的摩擦制动器。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于制动带有电动的 和机械的摩〗察制动器的轨行车辆的方法，该方法成本低廉并且可以可靠地 应用，其中可以省略占空间的制动电阻。本发明通过这样一种方法解决该技术问题，该方法可使用在制动时向 供电网中反馈的电动的制动器和机械的摩擦制动器，其中，电动的制动器 在制动时产生的制动能量的可反馈性的程度在供电网中#皮测定，并且具有 一调节单元，其中，调节单元这样地使轨行车辆的速度与反馈能力的程度
相匹配，使得摩擦制动器在制动时的损坏得以防止。
按照本发明，供电网的反馈能力在行驶时^:不间断地监测。如果发现
反馈能力的程度低于预先规定的临界值，那么在制动的情况下向机械的摩
擦制动器的制动片输入过高的能量。按本发明的方案规定，轨行车辆的速
度这样地限制，使摩擦制动器的损坏得以防止。在本发明的框架内可以完
全舍弃制动电阻。因此，按本发明的方法导致一种廉价并且同时更可靠的 轨行车辆，其制动系统具有没有占空间的部件的电动的制动器。
如何在本发明的框架内测定反馈能力的程度地类型和方式原则上是任 意的。然而，反馈能力的程度有利地在制动过程中被确定。这对于按本发 明的方法需要最少的成本，不过其中机械的摩擦制动在制动过程中一次性 地加有较高负荷，其中，为给定的速度确定一过低的反馈能力的程度。然 而，这是可接受的。
合适的是，在每个制动过程之后确定机械制动器的 一 最小冷却时间， 并且将轨行车辆的许用最高速度这样长地限制，直至最小冷却时间被超过。 最小冷却时间例如通过借助温度传感器对制动片上的温度的检测而确定。 在测得的温度较高时延长最小冷却时间。如果机械的制动器，例如制动片 被足够冷却，可以在本发明的框架内再次提高轨行车辆的最高速度。
合适的是，供电网的反馈能力的程度在制动时通过^f企测向供电网中反 々贵的电流和/或电压而确定。如果例如既4企测电流也4全测电压，可以直4妻确
定所反馈的能量或功率。将反馈的能量例如与事先确定的阈能作比较。如
果反馈的电能低于所述的阈能，那么轨行车辆的最高速度就会下降。在该
速度下，机械的制动器可以和电动的制动器残留的制动力一起可靠地并且
没有磨损地制动轨行车辆。
调节单元有利地根据预定的制动额定减速度调整由电动的制动器和机
械制动器提供的制动力的和。制动额定减速度值例如由列车驾驶员给定。 在接收到制动额定减速度值之后电动的制动器首先响应调节单元，以便将 多余的动能再次反馈为电能并被供电网使用。如果通过电动的制动提供的制动额定减速度不够，那么机械的制动器附加地响应调节单元，其中，产 生这样的摩擦力，即，所获得总制动额定减速度尽可能4青确地相应于制动 额定减速度。为了能够确定制动额定减速度，调节单元与恰当的测量传感 器，例如车轮转速传感器连接。车轮转速传感器将车轮转速值传输给调节 单元，该车轮转速值相应于轨行车辆的轮子在一定时间内的转数。车轮的 周长和直径是公知的，因此调节单元可以由单位时间的转数确定瞬时速度。 从瞬时速度在制动过程中随时间的改变可以最终确定制动减速度。
根据一种相应的有利扩展，制动时的反馈能力的程度通过测定机械的 摩擦制动器的制动力而确定。如上所述，在轨行车辆制动时首先使用电动 的制动器，以便将动能转化为电能。机械制动器例如仅当通过电动的制动 器提供的制动减速度不够时才使用。因此，可以由机械制动器的负荷大小 反推出供电网的反馈能力。机械制动器的负荷大小例如通过测量液压制动 器的制动缸中的液压或气动制动器的制动缸中的气动压力或通过测量电机
械的制动器的制动电路中的电流来实现。
根据本发明的 一种有利的扩展，在多次依次相继地识别到反馈能力的
程度对于许用最高速度过低之后持续地限制车辆的许用最高速度，其中， 所示持续的限制仅可通过经许可的人员取消。按本发明的方法可以通过这
种方式满足高的安全要求。
本发明其它的特征和优点是接下来参照
的实施形式的主题， 其中，作用相同的部件用相同的附图标记表示，其中 图1是电力驱动的轨行车辆的侧视图以及 图2示意性地示出了按本发明的方法的一种实施形式。
具体实施例方式
图1示出了在滑接线1下行驶的轨行车辆2。轨行车辆2具有带有电机 的电驱动系统，然而所述电机在图1中不可见。轨行车辆2和滑接线1之 间的电连接通过集电弓3实现。在轨行车辆2驱动时发生的能量流通过上 面的箭头4示出。电功率从作为供电网的一部分的滑接线1获得，并且借 助于轨行车辆2的电机转换为动能。在电动制动时，轨行电车2的电机作为发电机工作，使得车轴的旋转在制动作用下产生电能，所述电能就沿方 向5反馈到滑接线1中，并因此反馈到供电网中。如果以这种方式产生的 制动减速度不够，那么机械的摩擦制动器就起作用，通过该机械制动器可 以提高制动减速度。在图中同样未示出的摩擦制动器具有抗扭地与车轴连 接的制动片以及制动蹄。在制动时制动蹄在摩^^连接下压向制动片。
如上所述，必须在电动的制动器故障时将动能仅由机械的摩擦制动器 转化为热能。这导致在机械的摩擦制动器的制动片中高的温度输入。这在 高速下导致摩擦制动器的损坏。
图2在示意图中示出了按本发明的方法的一种实施例。还示出了作为 供电网的一部分的滑接线1。集电弓还用于滑接线1和轨行车辆2之间的连 接。在轨行车辆2中设置有电气部件6，借助于电气部件可以相应于各自的 要求改变滑接线1的电能。电气部件6通常包括用于调节一定的电压的输 入变压器以及与输入变压器在交流侧相连接的逆变器，该逆变器在直流电 压的一侧与另一逆变器连接。第一逆变器在驱动时由滑^接线1提供的交变 电压产生直流电压，其中，第二逆变器将直流电压转化为交流电压，该交 流电压具有用于驱动轨行车辆的希望的频率。此外，可以设置一带有辅助 变压器、辅助逆变器或类似物的辅助电路。如此转换的电能接着被输送到 电机7,该电机用于驱动轨行车辆2。
如上所述，电机7在制动过程中作为电动的制动器7工作。机械的摩 擦制动器8包括至少一个抗扭地与车轴连接的制动片9和制动蹄10，制动 蹄可以气动地压向制动片9。 一压力提供单元11用于产生希望的气动压力 并因此产生制动蹄IO在制动片9上的希望的压力。为此，压缩空气提供单 元11调整制动缸12中的必要的气动压力。制动缸12与P/I变换器13连接， 该变换器吸收制动腔的气动压力并产生与压力成比例的电流I。 P/I转换器 13与调节单元14连接，调节单元按照本发明控制制动过程。调节单元14 从轨行车辆2的驾驶员获得制动额定减速度。接着，电机7调整到发电机 运行状态，并因此实现电动的制动。调节单元14通过在图2中未示出的速 度传感器根据所传输的单位时间的车轮转速确定特定时刻的轨行车辆2的 瞬时速度，并由此推导出制动减速度。该制动减速度在调节技术上与预定 的额定减速度相适应。如果电动的制动器的制动力不够，那么压缩空气提 供单元11响应调节单元14，压缩空气提供单元产生制动缸12中的气动压力，由此使制动蹄IO压向制动片9。根据由P/I转换器13提供的电流，调 节单元14得出电动的制动器到滑接线1的反馈能力的程度。如果调节单元 14根据在其中执行的逻辑发现，反馈能力的程度在轨行车辆2的各行驶速 度下不够，那么调节单元14就将速度减小至最大的许用最高速度。制动蹄 10的损坏通过这种方式得以避免。
权利要求
1.一种用于制动轨行车辆(2)的方法，该轨行车辆具有在制动时向供电网(1)内反馈的电动的制动器(7)和机械的摩擦制动器(9，10，11，12)，其中，所述电动的制动器(7)在制动时产生的制动能量向所述供电网(1)的反馈能力的程度被确定，并且提供一调节单元(14)，其中，所述调节单元(14)使所述轨行车辆(2)的速度这样地与反馈能力的程度匹配，使得所述摩擦制动器(9，10，11，12)在制动时的损坏得以避免。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在制动过程中确定反馈能 力的程度。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在每个制动过程之后 确定所述机械制动器(9,10，11，12)的最小冷却时间，并且将所述轨行车辆(2) 的许用最高速度限制为这样长，直至最小冷却时间被超过。
4. 如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述供电网(l)的 反馈能力的程度在制动时通过检测向所述供电网(1)中反馈的电流和/或电 压而确定。
5. 如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述调节单元(14) 根据预先给定的制动额定值调整由所述电动的制动器(7)和所述机械的制动 器(9，10，11,12)提供的制动力的总和。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反馈能力的程度在制 动时通过测定所述枳4成制动器(9,10,11 ， 12)的制动力而确定。
7. 如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在多次依次相继 的识别到对于许用最高速度过低的反馈能力的程度后持续地限制车辆的许 用最高速度，其中，所述持续的限制仅可通过经许可的人员取消。
全文摘要
本发明建议一种用于制动具有电动的制动器(7)和机械的摩擦制动器(9，10，11，12)的轨行车辆(2)的方法，该方法可以廉价并可靠地使用，其中，舍弃了制动电阻。在此，所述电动的制动器(7)在制动时产生的制动能量至所述供电网(1)的反馈能力的程度被确定，并且具有一调节单元(14)，其中，所述调节单元(14)使轨行车辆(2)的速度这样地与反馈能力的程度相适应，使得所述摩擦制动器(9，10，11，12)在制动时的损坏得以避免。
文档编号B60T13/58GK101541606SQ200780044116
公开日2009年9月23日 申请日期2007年11月15日 优先权日2006年11月29日
发明者曼弗雷德·威桑德, 迪特尔·迈沙克 申请人:西门子公司