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CN112334356A - 用于列车组的制动的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于列车组(100)的制动的方法，其中，引导机车(10)借助时分复用列车总线系统(50)与至少一个被引导机车(20)连接，所述方法具有以下步骤：检测被引导机车(20)的当前运行电流(IIstLG)；检测引导机车(10)的当前运行电流(IIstLF)；检测最大反向电流值(Imax)；检测气压制动线路(40)的气动制动请求值(HLSoll)；根据被引导机车(20)的当前运行电流(IIstLG)、引导机车(10)的当前运行电流(IIstLF)、最大运行电流值(Imax)和气压制动线路(40)的气动制动请求值(HLSoll)，确定最大反向电流和被引导机车(20)的电气制动额定值；以及借助所述电气制动额定值(ESoll)，以不超过被引导机车(20)的最大反向电流的方式，对列车组(100)进行电气制动。由此有利地，最大可反馈电流在被引导机车上是已知的，从而以不超过最大可设置的反向电流的方式，来执行通过主空气线路控制的被引导机车的制动。在此，在需要的情况下，通过混合，将制动力划分到电气制动和气动制动上。

Description

用于列车组的制动的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于列车组的制动的方法。此外，本发明涉及一种用于列车组的制动的设备，特别是用于在列车组的再生制动中限制反馈电流的设备。此外，本发明涉及一种计算机程序产品。
背景技术
已知在也作为TMC(英语：Time Multiplex Communication(时分复用通信))运行已知的ZDS/ZMS(Zeitmultiplex-Doppeltraktionssteuerung/Zeitmultiplex-Mehrfach-traktionssteuerung，时分复用双牵引控制/时分复用多牵引控制)运行中，实现列车组的双牵引或者多牵引，其中，无法通过列车总线，将机动车驾驶员针对每个机车预先给定的最大上限电流极限值，从列车组的引导机车传输至被引导机车。由此不利的是，当在使用再生制动的情况下，被引导机车通过气压制动线路执行电气正常制动时，无法限制被引导机车的反馈电流。
当列车组中的所有机车、也即被引导机车，根据主空气线路压力下降，个体化地设置其制动力额定值时，这可能导致超过最大电网电流上限。
仅能够根据电压系统和国家，通过电网标识符，来设置用于被引导机车的上限电流极限值，而不能从引导机车出发，由机动车驾驶员进行个体化的预先给定。
仅当与主空气线路无关地使用电气制动(E-制动)时，即，在不通过主空气制动线路或者气压制动线路发出制动请求时，才能够进行具有个体化的预先给定的上限电流调节。
虽然可以想到，可以针对每个机车，在被引导机车上通过显示器输入上限电流极限值，但是这需要机动车驾驶员方面的很大的努力，机动车驾驶员必须相应地在所有被引导机车上，手动输入所提到的用于相应的被引导机车的上限电流极限值。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种改善的、特别是针对电网优化的列车组的制动。
根据第一方面，上述技术问题利用用于列车组的制动的方法来解决，其中，引导机车借助时分复用列车总线系统，与至少一个被引导机车连接，所述方法具有以下步骤：
-检测被引导机车的当前运行电流；
-检测引导机车的当前运行电流；
-检测最大反向电流值；
-检测气压制动线路的气动制动请求值；
-根据被引导机车的当前运行电流、引导机车的当前运行电流、最大运行电流值和气压制动线路的气动制动请求值，确定最大反向电流和被引导机车的电气制动额定值；以及
-借助电气制动额定值对列车组进行电气制动，使得不超过被引导机车的最大反向电流。
以这种方式来限制由被引导机车反馈的电流，使得供电网不发生过载。这以如下方式来实现，即，在需要的情况下减小电气制动力，并且替代地以气动方式施加缺少的制动力。
因此，即使在低效率的列车总线系统的情况下，也可以有利地实现对被引导机车的电气反馈的限制。
根据第二方面，上述技术问题利用用于列车组的制动的设备来解决，列车组具有引导机车和至少一个被引导机车，所述设备具有：
-时分复用列车总线系统；
-引导机车上的上限电流限制装置；
-被引导机车上的混合装置；
-其中，可以借助上限电流限制装置确定电气制动额定值，电气制动额定值可以通过时分复用列车总线系统，从上限电流限制装置传输到混合装置，其中，可以借助电气制动额定值，对列车组的被引导机车进行电气制动，使得不超过由被引导机车反馈的电流的最大值。
所述方法的有利的扩展方案是各个从属权利要求的主题。
所述方法的一个有利的扩展方案设置为，检测手动输入的最大反向电流值。以这种方式，机动车驾驶员可以有利地(例如针对每个路段)手动输入反馈电流的最大允许值，该值由所述方法读入并且进行处理。
所述方法的另一个有利的扩展方案设置为，检测设置为零的最大反向电流值。由此，有利地在驶入车站区域中时支持列车组的安全制动。通常许多铁路管理部门规定，仅允许借助气动制动驶入总站，从而在这种情况下，将电气制动完全去激活。
所述方法的另一个有利的扩展方案设置为，通过TMC总线传输被引导机车的当前运行电流和电气制动额定值。以这种方式，可以使用在传输容量上有限的列车总线，来向被引导机车通知最大可反馈电流，并且由此执行适当的制动动作，而不使供电网过载。
附图说明
结合下面对结合两个附图详细说明的实施例的描述，上面描述的本发明的特性、特征和优点以及其实现方式，将变得更清楚并且更容易理解。
图1示出了具有被引导机车和引导机车的列车组的图示。
图2示出了没有所提出的上限电流调节的干预的情况下的数值示例。
图3示出了具有所提出的上限电流调节的干预的情况下的数值示例。
图4示出了用于列车组的制动的设备的原理框图。
图5示出了用于列车组的制动的方法的原理图。
具体实施方式
图1非常简化地示出了列车组100，列车组100具有引导机车10和至少一个被引导机车20。虽然在图1中仅示出了一个被引导机车20，但是所提出的方法也可以用于两个或者更多个被引导机车20。下面，针对一个被引导机车20来说明所提出的方法。引导机车10与被引导机车20在功能上通过时分复用列车总线系统50连接，时分复用列车总线系统50由于定义的数据宽度(例如十个字节)而具有有限的传输容量，其中，以时分复用运行依次传输所提到的字节。
本身已知的时分复用列车总线系统50可以作为ZDS/ZMS总线来实现，其实现列车组100的机车10、20的双牵引(借助ZDS总线)或者多牵引(借助ZMS总线)。例如，时分复用列车总线系统50可以构造为TMC列车总线。时分复用列车总线系统50因此具有以如下方式受限的功率或者数据传输能力，即，与最大可反馈上限电流有关的模拟值不能从引导机车10传输至被引导机车20。
示出了机车10、20以双牵引执行行驶运行，由此列车组100沿着利用箭头示出的方向前进，其中，从电力架空线30获得电功率，并且其中，在进行电气制动时产生的电流(反馈电流)被反馈到架空线30中。此外，可以看到气压制动线路40(主空气线路HL)，气动制动请求通过压缩空气，通过气压制动线路40，从引导机车10传输到被引导机车20。
在引导机车10上可以看到用于限制反馈的上限电流的上限电流限制装置11，其借助时分复用列车总线系统50在功能上与被引导机车20的第二混合装置21连接。向上限电流限制装置11馈送以下参量或者信号：机动车驾驶员可以在引导机车10的显示器上手动输入的最大可反馈电流Imax，引导机车10的实际电流IIstLF，被引导机车20的实际电流IIstLG，以及气动制动值HLSoll。
提出了以下设计，即，该设计使得能够向被引导机车20通知被引导机车20最大可反馈的上限电流，并且执行通过主空气线路控制的电气制动，使得不超过该最大可反馈上限电流。
上限电流限制装置11根据所提到的参量或者信号，生成电气制动的电气制动额定值ESoll，将其通过时分复用列车总线系统50传输到被引导机车20的第二混合装置21。以这种方式，使被引导机车20在任何时间都知道最大允许将多大值的上限电流反馈到架空线30中，或者不允许超过多大值的上限电流，其中，在经由主空气线路控制的制动中，通过电气制动额定值ESollLG和气动制动额定值PSollLG来，实现由被引导机车20施加的制动功率。
因此，有利地支持被引导机车20相应地仅在这里不超过最大允许可反馈电流的范围内进行电气制动。
针对该目的，机动车驾驶员在相应的路段上，在引导机车10的显示器上，手动设置相应地对于该路段允许的上限电流的大小。
在进行制动时，引导机车10利用主空气线路40，通过复用列车总线系统50，将与制动请求对应的E制动额定值发送到被引导机车20，在需要的情况下，根据被引导机车20的上限电流实际值，通过上限电流调节来减小该E制动额定值
利用所提出的解决方案，在通过主空气线路40发出制动请求时，被引导机车20使用所馈送的E制动额定值ESoll，来作为用于设置或者确定电气制动力的大小的阈值。如果电气制动力不足以满足通过主空气线路40传输的制动请求HLSoll，那么在被引导机车20上，通过可借助第二混合装置21无级控制的气动混合制动器，来产生缺少的制动力。
在通过主空气线路40发出制动请求时，可以通过0％的E制动额定值ESoll，在整个列车组100上去激活电气制动的使用。这通过如下方式来实现，即，机动车驾驶员将最大可反馈电流Imax的值设置为零，由此得到所提到的0％的电气制动额定值ESoll。如果必须在列车组100相对于缓冲器(Prellbock)准确停止的情况下，对列车组100进行制动，那么例如可能在车站区域中需要这一点。
其结果是，由此有利地减轻了机动车驾驶员的负荷，因为不需要机动车驾驶员自己监视预先给定的上限电流极限值。
在通过主空气线路40发出制动请求时，被引导机车20利用最大允许反馈电流Imax进行再生制动。对于电网的运营商而言，由此有利地在列车组100运行时得到能量成本的节约，因为反馈的电力为运营商实现了经济利益。
仅以气动的方式产生补充制动力，由此在被引导机车20上有利地减小或者最小化气动制动器的磨损，这有利地使得被引导机车20的气动制动器的运行时间延长。
在图1中还可以看到，由上限电流限制装置11产生用于引导机车10的电气制动值，借助第一混合装置12将该电气制动值转换为引导机车10的电气制动额定值ESollLF和气动制动额定值PSollLF。引导机车10的这些制动额定值的提供本身是已知的。
图2示出了在没有所提出的上限电流调节的干预的情况下电流在机车10、20之间的分布。没有激活所提到的干预，是因为最大电流Imax≥400A的极限值如此之大，使得在被引导机车20上不需要产生气动制动功率。所提到的最大电流Imax对应于引导机车和被引导机车10、20的分别200A的上限电流IIstLF、IIstLG。
然而，因为在该值的情况下，没有达到超过最大允许的上限电流，因此在这种情况下不进行气动制动的激活，从而100％借助电气制动额定值ESoll来执行被引导机车20的整个制动，这对应于100kN的被引导机车20的气动制动请求HLSollLG的制动力，该制动力被完全(即100％)转换为100kN的被引导机车20的电气制动额定值ESollLG。因此，在这种情况下不需要对反馈的上限电流进行限制。可以看到，可以100％地利用电气制动额定值ESoll，因为在被引导机车20的电气制动中，没有达到超过最大反馈电流。
图3示出了机车10、20的电流的另一个在数值方面定义的构造。在这种情况下，由于所输入的300A的最大电流Imax小于图2中的最大电流的事实，在被引导机车20上激活气动制动的提供。这使得在被引导机车20中提供25％的制动PSollLG的气动份额，以便不超过300A的最大允许上限电流，其对于被引导机车20来说意味着150A的最大允许上限电流IIstLF。以这种方式，借助上限电流限制装置11确定被引导机车20的75％的电气制动额定值ESoll，与100kN的气动制动请求HLSollLG对应，该75％的电气制动额定值ESoll将整个制动力划分为25kN的气动制动力和75kN的电气制动力。
图4示出了用于列车组100的制动的设备200的非常简化的框图。可以看到引导机车10(未示出)的上限电流限制装置11，上限电流限制装置11通过时分复用列车总线系统50与被引导机车20的第二混合装置11连接，并且执行上面说明的用于被引导机车20的制动额定值的确定。
图5示出了根据本发明的用于列车组的制动100的方法的一个实施方式的原理流程图。
在步骤300中，检测被引导机车20的当前运行电流IIstLG、引导机车10的当前运行电流IIstLF、最大反向电流值Imax、气压制动线路40的气动制动请求值HLSoll。
在步骤310中，根据被引导机车20的当前运行电流IIstLG、引导机车10的当前运行电流IIstLF、最大运行电流值Imax和气压制动线路40的气动制动请求值HLSoll，确定最大反向电流和被引导机车20的电气制动额定值。
在步骤320中，借助电气制动额定值ESoll，以不超过被引导机车20的最大反向电流的方式，对列车组100进行电气制动。
所提出的用于运行交通工具的方法可以有利地构造为在引导机车10的中央车辆控制器上运行的软件程序。以这种方式，支持所述方法的简单的可配置性和可改变性。
总之，利用本发明提供一种方法和设备，利用所述方法和设备，可以在被引导机车上设置上限电流极限值，其中，在正常情况下，被引导机车可以在不超过相应的上限电流极限或者反馈电流极限的情况下，尽可能多地利用电气制动。
虽然在细节上通过优选实施例详细说明并且描述了本发明，但是本发明不局限于所公开的示例，并且本领域技术人员可以从中推导出其它变形方案，而不脱离本发明的保护范围。
附图标记列表
10 引导机车
11 上限电流限制装置
12 第一混合装置
20 被引导机车
21 第二混合装置
30 架空线
40 气压制动线路
50 时分复用列车总线系统
100 列车组
200 设备
300…320 方法步骤

Claims (6)

1.一种用于列车组(100)的制动的方法，其中，引导机车(10)借助时分复用列车总线系统(50)与至少一个被引导机车(20)连接，所述方法具有以下步骤：
-检测被引导机车(20)的当前运行电流(IIstLG)；
-检测引导机车(10)的当前运行电流(IIstLF)；
-检测最大反向电流值(Imax)；
-检测气压制动线路(40)的气动制动请求值(HLSoll)；
-根据被引导机车(20)的当前运行电流(IIstLG)、引导机车(10)的当前运行电流(IIstLF)、最大运行电流值(Imax)和气压制动线路(40)的气动制动请求值(HLSoll)，确定最大反向电流和被引导机车(20)的电气制动额定值；以及
-借助所述电气制动额定值(ESoll)，以不超过被引导机车(20)的最大反向电流的方式，对列车组(100)进行电气制动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，检测手动输入的最大反向电流值(Imax)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，检测设置为零的最大反向电流值(Imax)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，通过TMC总线传输被引导机车(20)的当前运行电流(IIstLG)和电气制动额定值(ESoll)。
5.一种用于列车组(100)的制动的设备(200)，所述列车组具有引导机车(10)和至少一个被引导机车(20)，所述设备具有：
-时分复用列车总线系统(50)；
-引导机车(10)上的上限电流限制装置(11)；
-被引导机车(20)上的混合装置(21)；
-其中，能够借助上限电流限制装置(11)确定电气制动额定值(ESoll)，所述电气制动额定值能够通过时分复用列车总线系统(50)从上限电流限制装置(11)传输到混合装置(21)，其中，能够借助所述电气制动额定值(ESoll)，以不超过由被引导机车(20)反馈的电流的最大值的方式，对所述列车组(100)的被引导机车(20)进行电气制动。
6.一种计算机程序产品，具有程序代码装置，所述程序代码装置用于，当所述计算机程序产品在用于列车组(100)的制动的设备(200)上运行，或者存储在计算机可读的数据载体上时，执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法。
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