[發明專利]智能機車制動器控制系統

有效

• 申請號: 201680091608.7
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN110072747B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 埃里克·C·賴特;約翰·M·雷諾茲
• 申請（專利權）人: 紐約氣閘有限公司
• 主分類號: B60T13/66
• 分類號: B60T13/66;B60T17/22;B60T15/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;胡彬

一種智能機車制動器控制系統，其選擇并優化機車上的動力制動器、獨立制動器和自動制動器的使用，以確保預期的制動功率、使車內力最小化、使制動器部件磨損最小化、并且使標準列車制動協議自動化。該系統可被編程為改變由列車駕駛員命令的自動制動器應用，以省略或減少自動制動器應用的量，以有利于動力制動器應用、獨立制動器應用或其組合。

本發明的背景

技術領域

本發明涉及機車制動系統，并且更具體地涉及以下機車制動(brake)系統，其可以響應于自動制動器應用而選擇性地應用獨立制動器和動力制動器以考慮當前列車狀況和軌道幾何形狀。

背景技術

機車通常具有三個分離的、單獨控制的制動系統。首先，機車具有獨立制動器，其是由機車駕駛室中的獨立制動器手柄控制的僅機車氣動制動器。其次，機車具有自動制動器，其通過自動制動器手柄對列車和機車施加制動。最后，動力制動器從機車牽引電機提供制動功率，并由機車駕駛室中的動力制動器手柄控制。

由一個或多個機車和多達200節貨運車廂組成的列車的長度可以大于兩英里。這個長度呈現出許多問題，因為列車可能在包括曲線和山丘的復雜地域上行進，這需要列車的部分被制動，而其它部分不被制動。因此，需要駕駛員相對于列車的狀態、列車當前和即將運行的軌道的幾何形狀而手動選擇最佳制動器設置或制動器設置的組合，以使車內力最小化，從而防止車廂脫軌或貨物損壞。

這種制動器選擇過程被許多因素復雜化。例如，自動制動器應用導致從列車的前部到列車的后部相繼應用有軌車的制動器，并因此不會同時影響整個列車。在每個軌道車廂之間存在的松弛部分(slack)可能進一步使制動器應用復雜化。此外，取決于所施加的制動的量，列車(自動)制動器的釋放和重新填充(recharge)可能花費許多分鐘，因此在不耗盡列車制動器空氣供應的情況下，自動制動器的快速打開和關閉循環是不可能的。如果在下坡時設置太多列車制動并且列車正在不希望地減速而沒有釋放制動器，則列車駕駛員可以增加機車的牽引功率以克服列車制動拉動列車下坡。這種做法被稱為“功率制動(powerbraking)”，并且明顯浪費燃料和制動器。

機車上的獨立制動器和動力制動器為列車駕駛員提供了一種用于調節機車上的制動器的應用和釋放的裝置，以提供對列車上的制動功率的一些整體調節。獨立制動器和動力制動器可以完全獨立于自動制動器而應用和釋放，因此可以并且通常僅使用獨立制動器和/或動力制動器來控制列車速度，其中軌道幾何形狀和速度限制了允許實踐。當使用獨立制動器或動力制動器時，該機車(或機車編組(consist))從列車的前部制動整個列車的質量。結果，由于列車的后部壓縮了每個車廂之間的松弛部分并撞上列車的前部，因此可能導致高的車內力。鐵路公司也可具有列車操作(operate)規則和程序，其優先使用動力制動器，使得機車上的制動蹄(brake shoe)和制動輪上的磨損較小，并且一些鐵路公司使用聯鎖機構來防止獨立制動器和動力制動器的同時應用。

最后，在緊急制動(其是最大的自動制動器應用)期間，機車自動緊急制動器也將應用于機車。為了防止在緊急制動期間由于列車磨合而產生的高的車內力，列車駕駛員通常被訓練以“松開(bail)”或釋放機車制動器，使得機車在緊急制動器應用期間拉伸列車。這種拉伸動作僅在緊急制動器應用的最初幾秒期間使用，而緊急自動制動器應用傳播通過列車和所有列車制動器應用。一旦列車制動器被應用，就希望應用機車制動器以實現最小可能的停止距離。

顯然，在包括緊急情況的任何情況下，列車駕駛員不可能知道和考慮瞬時列車動力學、制動傳播的速率、軌道幾何形狀和用于確定最佳設置的其它因素，諸如在緊急停止期間機車制動器的松開和重新應用。因此，需要一種智能制動器控制系統，其可以平衡制動器應用(無論是自動的、獨立的還是動力的)中涉及的各種因素，以幫助列車駕駛員安全地控制列車。

發明內容