[发明专利]用于在轨道车辆用制动设备上确定制动力矩的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定制动力矩的方法、一种使用制动力矩的用于输出制动信号的相应方法以及一种用于确定制动力矩的装置和用于输出制动信号给轨道车辆用制动设备的装置。

背景技术

在轨道车辆的制动设备中，在车轮或车轮组与轨道之间或者在制动盘与配置给制动盘的制动衬片之间的摩擦条件根据天气情况、环境温度、磨损状态和负载曲线而波动，这种波动有时是显著的。如果现在应调节作用于轨道车辆车轮组的制动力矩，那么应以足够的精度测量通过制动设备的制动钳产生的制动力矩。然而，对制动盘产生的制动力矩依赖于不同的因素，例如在衬片与制动盘之间的压紧力、在制动衬片与制动盘之间的摩擦系数或代表摩擦力合力与车轮组轴线之间的间距的摩擦半径。

因为不仅制动衬片与制动盘之间的局部的单位面积压力而且制动衬片在制动盘上的摩擦系数均依赖于多个因素(在某些情况表现出很高的局部差异)，所以摩擦半径也不是固定不变的、然而对于调节要施加的制动力矩必需的参量。相反，在相继制动时摩擦半径发生波动，该波动是不可忽略的。作为原因例如考虑制动盘和制动衬片的不同的初始温度、不同的初始速度、制动衬片基于热变形的变化的表面承压曲线图和/或制动盘与制动衬片的磨损。

作用于制动盘的制动力矩一般等于制动衬片对制动盘的压紧力、制动衬片与制动盘之间的摩擦系数和当前(有可能快速可变的)摩擦半径的积。

如果仅仅测量等于作用于制动盘的摩擦力的切向力，并且假定摩擦半径为恒定的，那么只能相对不准确地检测制动力矩。

在文献WO 2009/118350 A2中描述了一个或多个传感器可如何安装在一个制动钳单元上，以便测量在衬片与制动盘之间的摩擦力。如果摩擦半径在摩擦力保持不变的情况下增大，那么制动力矩实际变大，而摩擦力测量不记录摩擦力的变化。如果仅仅应用一个传感器，那么甚至将会测定到摩擦力减小和因此制动力矩减小，这在调节回路中将导致沿错误方向的“修正”。基于在文献WO 2009/118350 A2中描述的措施不可能高精度地计算车辆上的减速力。

在文献WO 2010/069520中描述一种用于调节制动力或制动力矩的方法。

文献EP 0777598B1公开了一种用于车辆、特别是轨道车辆的盘式制动器的制动钳单元，其中，采用偏心轮传动装置。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于改善制动力矩的检测并因此用于高精度地控制制动力的可能性。

该任务通过用于在轨道车辆用制动设备上确定制动力矩的方法、用于在轨道车辆用制动设备上输出用于制动力的制动信号的方法、用于在轨道车辆用制动设备上确定制动力矩的装置以及用于在轨道车辆用制动设备上输出用于制动力的制动信号的装置实现。

在此提出的方案实现一种用于在轨道车辆用制动设备上确定制动力矩的方法，其中，为了响应于制动信号产生制动力，配置给至少一个车轮或至少一个车轮组的制动设备包括至少一个制动盘、至少一个与制动盘配合作用的制动衬片以及与制动衬片连接的制动钳以及制动壳体和/或托架，制动钳通过制动壳体支承在至少一个第一支承位置和第二支承位置上，第二支承位置以预定的支承间距与第一支承位置间隔开，在制动设备上、更具体地在制动壳体上和/或在制动壳体与托架之间设置有用于提供第一测量信号的第一传感器和至少一个用于提供第二测量信号的第二传感器，第一测量信号和第二测量信号分别代表一个力、特别是支承力，或者代表由此导出的参量。该方法包括以下步骤：

读取第一测量信号和第二测量信号；以及

通过使用安装尺寸、支承间距以及第一测量信号和第二测量信号测定制动力矩，其中的安装尺寸相当于制动盘的旋转轴线与第一支承位置之间的间距。