[发明专利]用于车辆的制动控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制车辆，尤其是高速交通轨道车辆的制动方法，在所述方法中，在一测定步骤中测定出至少一个对于车辆的沿车辆纵方向的当前实际减速度具有代表性，并且与所述车辆的制动装置的运行状态无关的实际减速度信号，在一对比步骤中将所述实际减速度信号与可预先指定的额定减速度信号进行对比，其中所述额定减速度信号对于车辆的当前预先指定的额定减速度具有代表性，并在一操纵步骤中，根据所述对比步骤的结果，对所述制动装置的至少一个制动单元进行控制，以支持所述制动装置的制动作用。本发明还涉及一种实施这种方法的装置和车辆。

背景技术

对于车辆，尤其是以相对较高的额定运行速度行驶的现代轨道车辆，出于安全考虑，需要在危急情况（例如在即将碰撞，即将脱轨的情况下）中，通过快速制动（即所谓“Emergency Braking”）尽可能快速地使车辆静止下来。

鉴于在此类危急情况（同样因为车辆乘客所面临的潜在危险）中“制动”功能的安全重要性，制动装置根据现行的标准，必须具备一定的安全水平。例如在EN61508标准（衍生自IEC61508国际标准）中定义了包含四个级别的所谓安全完整性水平（SIL），其中安全整体性水平4（SIL4）为最高的安全整体性级别（具有最高的安全要求），而安全整体性水平1（SIL1）为最低级别。对于现代轨道车辆通常规定快速制动装置的运行情况的安全整体性水平至少为SIL3。

在现代轨道车辆中，通常设有具有多个不同的制动单元的制动装置。因而，对于通过电机驱动的车辆，通常设置有一个电动式制动单元和一个或多个机械作用式摩擦制动单元（例如气动式制动器、弹簧蓄能制动器、磁轨制动器等）。

电动式制动单元在运行中的磨损很小，而机械作用式的摩擦制动单元本身就会造成摩擦对的严重磨损，因此，人们通常试图将摩擦制动单元的应用缩小到最为必需的方面。

因此，例如DE6608396U提出，借助于制动单元的信号来获取电动式制动单元当前的实际制动作用，将该制动作用与当前预先指定的额定制动作用进行对比，并根据对比的结果，且只有在该电动式制动单元的实际制动作用始终低于额定制动作用的情况下，才激活摩擦制动器。该方案的问题在于，借助于制动单元本身的内部信号来获取实际制动效果，因此，必须付出极大努力才能通过这样的内部获取来达到期望的较高安全完整性水平（例如至少为SIL3）。

为了解决这个问题，例如DE19510755C2提出了一种同类型的的方法，其中借助一加速传感器以独立于制动装置的方式获取车辆当前的实际减速度，将该实际减速度与当前预先指定的额定减速度进行对比，并在该实际减速度始终低于额定减速度的情况下，通过分离的信号路径对车辆的尽可能所有的摩擦制动装置进行控制。但在这种情况下，车辆的全部摩擦制动器受到较强的负荷。此外，这种方法需要采用多个独立的摩擦制动系统，从而提高了车辆的成本。EP1902918A2以及DE10004430A1揭示了类似的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种前文所述类型的方法、装置和车辆，其不具有或至少较少地含有上述不足，并尤其以简单的方式在较高的安全完整性水平下实现了可靠的快速制动。

以权利要求1的前序部分所述的一种方法为出发点，本发明用以达成上述目的的解决方案为权利要求1的特征部分所述的特征。此外在权利要求9的前序部分所述的一种装置方面，本发明用以达成上述目的的解决方案为权利要求9的特征部分所述的特征。

本发明的技术原理在于，通过使用多个优选相互独立，并能推断出实际减速度的信息，在实际减速度的获取过程中满足了方便地实现较高的安全完整性水平的前提时，以简单的方式在较高的安全完整性水平下实现可靠的快速制动。

该方案的优点是，对车辆的当前行驶状态与其当前的实际减速度具有代表性的信号或信息通常在许多车辆上本来就是能从不同的源获得的，这样就避免了额外的成本。这些现成的信息或信号尤其包括车辆当前或瞬时的速度，例如由列车导引系统或导航模块（如GPS）所提供的速度，以及车轮单元（例如轮组、轮对或单轮）当前或瞬时的转速。从速度或上述转速的时间变化能够以简单的方式测定当前的实际减速度，并将其用于对比之用。

通过与原本的制动系统无关的不同信息或信号所实现的冗余提高了系统的可靠性，并进而大幅降低了高安全整体性水平的测试难度。