ES2812224T3 - Vehículo con un dispositivo de frenado - Google Patents

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Abstract

Vehículo con un dispositivo de frenado (21; 21'), que presenta al menos - una unidad de frenado por fricción (22; 22') con al menos componentes de frenado (31; 31') de un material compuesto; - una unidad de frenado eléctrica (24; 24'), y - un dispositivo de control de frenado (26; 26') con un dispositivo de monitoreo (50; 50') para el monitoreo de un proceso de frenado realizado mediante la unidad de frenado eléctrica (24; 24'), donde el dispositivo de control de frenado (26; 26'), en un modo de frenado normal, está proporcionado para realizar un proceso de frenado prioritariamente mediante la unidad de frenado eléctrica (24), y en un modo de seguridad, en el caso de una limitación de la unidad de frenado eléctrica (24; 24'), detectada mediante el dispositivo de monitoreo (50; 50'), para realizar el proceso de frenado prioritariamente mediante la unidad de frenado por fricción (22; 22'), y donde los componentes de frenado (31; 31') de la unidad de frenado por fricción (22; 22') están diseñados de manera que en el modo de frenado normal no se supera una temperatura límite de oxidación del material compuesto, y en el modo de seguridad el material compuesto puede funcionar en un rango de temperatura que se ubica por encima de la temperatura límite de oxidación.

Description

DESCRIPCIÓN
Vehículo con un dispositivo de frenado
La presente invención hace referencia a un vehículo con un dispositivo de frenado que presenta al menos una unidad de frenado por fricción, una unidad de frenado eléctrica y un dispositivo de control de frenado. Vehículos de ese género están descritos en las solicitudes DE 102009051019 A1 y DE 102012203132 A1. En la solicitud WO 97/38235 A1 se describe la utilización de un material compuesto, reforzado con fibras, para componentes de frenado.
Se conocen vehículos en los cuales una fuerza de frenado se genera mediante motores eléctricos. La energía cinética del vehículo, transformada en energía eléctrica de forma generadora, se transforma en calor por ejemplo mediante una resistencia de frenado o se reconduce a una red de suministro ferroviaria o también a un acumulador móvil.
Junto con el frenado reostático electrodinámico, los vehículos habitualmente disponen además de un freno por fricción completo, en el cual el efecto de frenado se alcanza por una vía neumática, hidráulica y/o mecánica.
El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un vehículo con un dispositivo de frenado seguro y sencillo en cuanto a la construcción.
A este respecto, se propone un vehículo según la reivindicación 1. Gracias a esto, en comparación con los dispositivos de frenado convencionales para vehículos, puede alcanzarse un ahorro ventajoso en cuanto al peso, con una seguridad del dispositivo de frenado al menos no modificada. La invención se basa en la idea de que con una utilización apropiada, prioritaria, de la unidad de frenado eléctrica, con respecto a la unidad de frenado por fricción, puede alcanzarse una liberación de carga ventajosa de la misma. Gracias al dispositivo de monitoreo puede alcanzarse un nivel de seguridad elevado durante la utilización de la unidad de frenado eléctrica, de manera que la misma también puede utilizarse de manera prioritaria, con respecto a la unidad de frenado por fricción, para la realización de un frenado de seguridad - en particular en el caso más desfavorable de un frenado a fondo-, partiendo de la velocidad máxima permitida del vehículo y/o en un tramo en pendiente. Conforme a esto puede mantenerse en un mínimo el número de los casos que pueden presentarse durante la vida útil de los componentes de frenado de la unidad de frenado por fricción y en los cuales debe realizarse un frenado a fondo de esa clase, mayormente o completamente mediante la unidad de frenado por fricción. Gracias a ello puede alcanzarse una vida útil elevada de la unidad de frenado por fricción. La invención se basa además en la idea de que un componente de frenado de un material compuesto se encuentra absolutamente en condiciones de funcionar, sin resultar dañado, en un rango de temperatura elevado - habitualmente a temperaturas superiores a 800°C. Si bien esas temperaturas son mucho más elevadas que las temperaturas en las que se produce una oxidación de materiales compuestos convencionales, comunes en el comercio, en donde se presentan las desventajas asociadas a ello, una superación de esa clase, de esas temperaturas límite de oxidación críticas, es poco crítica en esos casos de aplicación sólo escasos, de un frenado a fondo, sin participación de la unidad de frenado eléctrica. Mediante la fiabilidad elevada de la unidad de frenado eléctrica, la unidad de frenado por fricción puede liberarse de carga en tanto la misma no supere la temperatura límite de oxidación correspondiente en la mayoría de los casos de frenado - denominados también "frenados de servicio". Por lo tanto, para el diseño de un dispositivo de frenado seguro, pueden utilizarse materiales compuestos comunes en el comercio, diseñados para temperaturas de funcionamiento medias, inferiores a 50°C, y livianos, para la unidad de frenado por fricción.
Los componentes de frenado de la unidad de frenado por fricción, producidos de un material compuesto, son en particular discos de freno. De este modo, en combinación con esos discos de freno, pueden utilizarse forros del freno de materiales orgánicos o cerámicos.
Un "material compuesto" es un material de al menos dos materiales unidos, que posee otras propiedades del material, diferentes a las de sus componentes individuales. Para la aplicación en componentes de frenos se consideran ventajosos en particular los materiales compuestos de fibras que presentan una matriz soporte, de un primer material y fibras de refuerzo, de un segundo material. La utilización de un material compuesto de fibras de carbono ofrece además la ventaja de una capacidad de carga mecánica elevada.
El monitoreo de un proceso de frenado realizado mediante la unidad de frenado eléctrica, de manera conveniente, se basa en la detección de al menos un parámetro característico del efecto de frenado. Por un "parámetro característico del efecto de frenado" debe entenderse en particular un parámetro característico mediante el cual puede obtenerse al menos una información sobre un efecto de frenado de la unidad de frenado eléctrica. Ese efecto de frenado puede ser un efecto de frenado logrado mediante la unidad de frenado eléctrica, o un efecto de frenado que puede alcanzarse mediante un funcionamiento de la unidad de control de frenado, para su control. En la primera alternativa mencionada, el dispositivo de monitoreo puede comprender una unidad de sensor, mediante la cual puede detectarse al menos un parámetro característico referido al vehículo, como por ejemplo un parámetro característico momentáneo de la velocidad, un parámetro característico momentáneo de la aceleración, un parámetro característico de la fuerza de frenado, etc. Por un "efecto de frenado" puede entender en particular una fuerza de frenado o un par de frenado que puede transmitirse a por lo menos una unidad de la rueda del vehículo, en particular a un eje montado del vehículo, o una potencia de frenado.
El monitoreo de un proceso de frenado realizado mediante la unidad de frenado eléctrica, de manera preferente, comprende al menos el monitoreo de una unidad de control de frenado que está proporcionada para controlar la unidad de frenado eléctrica al realizarse el proceso de frenado. De este modo, el dispositivo de monitoreo puede evaluar señales de control para controlar la unidad de frenado eléctrica, generadas por medio de una unidad de control de frenado activa, para determinar un efecto de frenado que puede alcanzarse con las señales de control. De manera conveniente, el dispositivo de control de frenado presenta al menos una unidad de control de frenado para controlar la unidad de frenado eléctrica, y al menos una unidad de control de frenado para controlar la unidad de frenado por fricción. Esas unidades de frenado, de manera preferente, son diferentes una de otra en cuanto a la técnica de software y/o en cuanto a la técnica de hardware.
De manera conveniente, el dispositivo de monitoreo presenta al menos una unidad de monitoreo para monitorear una unidad de control de frenado asociada a la unidad de frenado eléctrica, donde la unidad de monitoreo y la unidad de control de frenado son dos unidades diferentes una de otra, en particular separadas una de otra.
Por una "unidad de frenado eléctrica" debe entenderse en particular una unidad de frenado en la cual, en un proceso de frenado, al menos una parte de la energía cinética del vehículo se transforma en energía eléctrica. Por ejemplo, la unidad de frenado eléctrica puede presentar un freno por corrientes de Foucault.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el vehículo puede presentar una unidad de acumulación en la cual se almacena al menos una parte de una energía eléctrica generada en el proceso de frenado, mediante la unidad de frenado eléctrica, y la cual presenta al menos una batería y/o al menos un condensador de doble capa. En una realización especialmente preferente de la invención se propone que la unidad de frenado eléctrica presente al menos una unidad de accionamiento del dispositivo de accionamiento del vehículo. La unidad de accionamiento habitualmente presenta al menos un motor de accionamiento acoplado mecánicamente a una unidad de rueda motriz del vehículo, y una unidad de suministro de potencia que, en un modo de tracción del vehículo, está proporcionada para generar una potencia eléctrica para el motor de accionamiento. En un proceso de frenado de la unidad de frenado eléctrica, la unidad de suministro de potencia, así como sus elementos electrónicos de potencia controlables, de manera conveniente, son controlados mediante una unidad de control de frenado asociada, de manera que mediante el motor de accionamiento que se encuentra en una conexión activa con la unidad de suministro de potencia, se genera un par de frenado que puede transmitirse a una unidad de rueda motriz del vehículo. El monitoreo de un proceso de frenado realizado mediante la unidad de frenado eléctrica, de manera preferente, comprende un monitoreo de motor de accionamiento, de una unidad de suministro de potencia asociada al mismo y/o de la unidad de control de frenado asociada, para controlar la unidad de suministro de potencia.
En una realización ventajosa, una unidad de rueda motriz del vehículo puede presentar un árbol del eje montado, al cual están acopladas las ruedas del vehículo. En este caso, la unidad de rueda motriz puede corresponder a un eje motriz del vehículo.
En una realización alternativa, las unidades de rueda motriz del vehículo pueden ser ruedas del vehículo independientes unas de otras, que respectivamente pueden ser accionadas. A este respecto, se considera ventajoso que respectivamente al menos uno de los componentes de frenado de la unidad de frenado por fricción y una unidad de accionamiento del dispositivo de accionamiento estén asociados a una pluralidad de ruedas del vehículo, donde la unidad de accionamiento forma parte de la unidad de frenado eléctrica. De este modo, esa unidad de accionamiento puede presentar un accionamiento del buje de la rueda.
El dispositivo de control de frenado, de manera conveniente, en un modo de frenado normal del dispositivo de frenado, está proporcionado para realizar un proceso de frenado prioritariamente mediante la unidad de frenado eléctrica. Esto debe entenderse de manera que una mayor parte del efecto de frenado que se logra en el proceso de frenado debe ser generado lo más posible por la unidad de frenado eléctrica. Un efecto de frenado que debe lograrse es solicitado en este caso por un conductor del vehículo, por un controlador del vehículo y/o por un dispositivo de frenado de emergencia del vehículo. En el modo de frenado normal, de manera ventajosa, la unidad de frenado por fricción se utiliza para respaldar a la unidad de frenado eléctrica.
Se propone además que el dispositivo de control de frenado esté proporcionado para activar un modo de seguridad de la unidad de frenado por fricción en el caso de una limitación de la unidad de frenado eléctrica, detectada mediante el dispositivo de monitoreo. Gracias a esto puede alcanzarse una seguridad elevada. Una limitación de la unidad de frenado eléctrica puede ser causada por una falla de los componentes de la unidad de frenado eléctrica que pueden accionarse y/o por una unidad de control de frenado proporcionada para controlar esos componentes. Si la unidad de frenado eléctrica está formada por al menos una unidad de accionamiento de un dispositivo de accionamiento del vehículo, del modo antes propuesto, una limitación puede ser causada por una falla de un componente de accionamiento de la unidad de accionamiento. La misma puede tratarse de una falla de un motor de accionamiento y/o de una unidad de suministro de potencia asociada. Además, la falla puede ser causada por una unidad de control de frenado proporcionada para controlar esa unidad de suministro de potencia. Una "limitación" de la unidad de frenado eléctrica puede ser una falla parcial, en la cual la unidad de frenado eléctrica puede generar un efecto de frenado menor que un efecto de frenado que puede generarse en un caso sin fallas, o puede ser una falla total. De manera conveniente, el modo de seguridad comprende al menos la compensación de un efecto de frenado insuficiente debido a la limitación, o bien la generación del efecto de frenado que puede generarse en el caso normal, mediante la unidad de frenado eléctrica. El modo de seguridad puede comprender en particular la realización de un frenado a fondo.
Según una variante de realización de la invención, una seguridad especialmente elevada puede alcanzarse cuando el dispositivo de control de frenado presenta al menos dos unidades de control de frenado para el control de la unidad de frenado eléctrica, que están diseñadas de forma redundante una con respecto a otra o redundante de forma diversitaria. Dos unidades se consideran como "redundantes de forma diversitaria" cuando una unidad se utiliza para una estrategia de emergencia en el caso de una falla de la otra unidad y las unidades, en cuanto a la construcción y/o a la técnica de software, se basan en diferentes tecnologías.
De manera alternativa o adicional se propone que el dispositivo de control de frenado presente al menos dos unidades de control de frenado para el frenado de la unidad de frenado eléctrica y que el dispositivo de monitoreo comprenda al menos dos unidades de monitoreo diferentes una de otra, que respectivamente están asociadas a una unidad de control de frenado diferente. Debido a esto puede alcanzarse un funcionamiento cuidadoso con respecto a la unidad de frenado por fricción. Debido a esto puede reducirse ciertamente aún más el número de los casos que pueden presentarse durante la vida útil de los componentes de frenado de la unidad de frenado por fricción y en los cuales debe realizarse un frenado a fondo de esa clase, mayormente o completamente mediante la unidad de frenado por fricción.
Además, para un aumento adicional de la seguridad, se propone que el dispositivo de control de frenado esté proporcionado para controlar la unidad de frenado por fricción para una compensación del efecto de frenado, en el caso de un efecto de frenado insuficiente de la unidad de frenado eléctrica, en comparación con un efecto de frenado objetivo, detectado mediante el dispositivo de monitoreo. Mediante la compensación del efecto de frenado por medio de la unidad de frenado por fricción, puede compensarse de manera especialmente ventajosa la diferencia del efecto de frenado producido o que puede producirse mediante la unidad de frenado eléctrica, con respecto al efecto de frenado objetivo.
En una variante ventajosa de la invención se propone que el material compuesto sea un material compuesto cerámico. Por un material cerámico se entiende un material, cuya composición química contiene carburo de silicio (SiC). Ventajosamente, ese material es adecuado para aplicaciones a alta temperatura. En particular puede alcanzarse una carga térmica de más de 800 °C, en particular de más de 1000 °C. Un componente de frenado producido mediante ese material, de manera ventajosa, es más compacto y liviano que un componente de frenado convencional de acero moldeado o fundición de hierro.
En particular se propone que el material compuesto presente una temperatura límite de oxidación en el rango de 300 a 500 °C. Debido a esto puede alcanzarse una unidad de frenado por fricción que puede producirse con elementos habituales en el mercado.
De manera especialmente ventajosa, el material compuesto está diseñado para un funcionamiento libre de daños hasta temperaturas en el rango de 800 a 1400 °C, en particular en el rango de 800 a 1300 °C. Debido a esto puede alcanzarse una unidad de frenado por fricción que - a pesar de un funcionamiento de sobrecarga sobre una temperatura límite de oxidación - sea adecuada para realizar un frenado a fondo seguro del vehículo en una situación desfavorable de velocidad y/o un tramo en pendiente. Por un funcionamiento "libre de daños" del componente de frenado debe entenderse una fase de funcionamiento a la cual - exceptuando efectos de envejecimiento - no se asocia un daño significativo para un funcionamiento posterior del componente de frenado. El vehículo en particular puede estar diseñado como un vehículo a motor que por ejemplo está diseñado para el tráfico, sin estar vinculado a raíles. En particular el vehículo puede estar diseñado como automóvil, ómnibus o camión.
La invención es adecuada en particular para un vehículo ferroviario diseñado para el transporte de personas. En una variante especialmente ventajosa, el vehículo ferroviario es adecuado para un tráfico de alta velocidad con una velocidad de funcionamiento máxima de al menos 350 km/h.
Mediante los dibujos se explican en detalle ejemplos de ejecución de la invención. Muestran:
Figura 1: un vehículo ferroviario, en una vista lateral esquemática, con un dispositivo de accionamiento y un dispositivo de frenado,
Figura 2: una unidad de accionamiento del dispositivo de accionamiento,
Figura 3: un circuito del dispositivo de frenado con un dispositivo de control de frenado,
Figura 4: un dispositivo de control de frenado alternativo con unidades de control de frenado redundantes, Figura 5: un eje motriz del vehículo ferroviario, con un motor y un disco de freno, en una vista superior, y Figura 6: un chasis de un vehículo a motor, en una vista superior.
La figura 1 muestra un vehículo ferroviario 10, diseñado como una unidad automotora, en una vista lateral muy esquematizada. El mismo presenta ejes portantes 12 y unidades de rueda motriz realizadas como ejes motores 14 que, en un modo de tracción, son accionados mediante un dispositivo de accionamiento 15. Los ejes motores 14 están montados en dispositivos de chasis motores, en particular en bogies motores. El vehículo ferroviario 10 está diseñado para un tráfico de alta velocidad y presenta una velocidad máxima permitida de 350 km/h, en el funcionamiento para el transporte de pasajeros.
En la realización mostrada como unidad automotora, el vehículo ferroviario 10 corresponde a un grupo de vagones que respectivamente están diseñados para el transporte de pasajeros, donde al menos uno de los vagones está diseñado como un automotor con ejes motores 14. En una realización alternativa, el vehículo ferroviario puede estar diseñado como un grupo que comprende un vehículo motor y un conjunto de vagones de pasajeros, sin accionamiento, acoplados al mismo.
El dispositivo de accionamiento 15 presenta un conjunto de unidades de accionamiento 16 que respectivamente están asociadas a un dispositivo de chasis motor diferente. Las unidades de accionamiento 16, como se muestra en la figura 2, presentan motores de accionamiento 18 que en particular están diseñados como una máquina de corriente trifásica, y que respectivamente están proporcionados para accionar un eje motor 14 diferente. Para el suministro de potencia eléctrica a los motores de accionamiento 18, las unidades de accionamiento 16 comprenden además respectivamente al menos una unidad de suministro de potencia 20 que se encuentra en una conexión activa con las mismas. Dicha unidad es conocida por el estado del arte y presenta un inversor, no representado en detalle, que en un modo de tracción de la unidad de accionamiento 16, mediante la activación de elementos de conmutación electrónicos - denominados también como "válvulas"- de un sistema electrónico de potencia, partiendo desde una tensión continua, genera una corriente, variable en tensión y frecuencia, según la potencia que debe proporcionarse para el o los motores de accionamiento 18 asociados. La energía disponible para eso en un circuito intermedio de tensión continua asociado, se obtiene desde un suministro de la red de alta tensión 25. Una energía obtenida desde el mismo, en un modo de tracción, es conducida al dispositivo de accionamiento 15 mediante un colector de corriente y otros dispositivos de transformación eléctricos no representados, como en particular un transformador o un transformador de voltaje, un rectificador, etc. En el modo de tracción de las unidades de accionamiento 16, los elementos de conmutación del inversor son controlados según una estrategia de conmutación, para generar un par de accionamiento en los ejes motores 14 asociados, mediante los motores de accionamiento 18.
Además, el vehículo ferroviario 10 presenta un dispositivo de frenado 21. El mismo comprende una unidad de frenado por fricción 22, descrita en detalle más adelante, y una unidad de frenado eléctrica 24. En un modo de frenado normal del dispositivo de frenado 21 tiene lugar un proceso de frenado del vehículo ferroviario 10, al menos mediante las unidades de accionamiento 16 que respectivamente cumplen la función de un freno electrodinámico. Por lo tanto, las unidades de accionamiento 16 forman respectivamente un elemento de la unidad de frenado eléctrica 24.
Para controlar la unidad de frenado por fricción 22 y la unidad de frenado eléctrica 24, el dispositivo de frenado 21 presenta un dispositivo de control de frenado 26. El mismo se explica en detalle mediante la figura 3. En la figura está representada sólo una de las unidades de accionamiento 16, donde la siguiente descripción aplica para otras unidades de accionamiento 16 no mostradas.
El dispositivo de control de frenado 26 comprende una unidad de control de frenado 28 que, en un estado activo, está proporcionada para controlar la unidad de suministro de potencia 20 del la unidad de accionamiento 16, para un proceso de frenado de la unidad de frenado eléctrica 24. La unidad de control de frenado 28, para ese proceso de frenado, está proporcionada para controlar los elementos de conmutación del inversor de la unidad de suministro de potencia 20 según una estrategia de conmutación, de manera que mediante un motor de accionamiento 18 asociado un par de frenado se genera en el eje de accionamiento 14 asociado. En el caso de un proceso de frenado mediante la unidad de frenado eléctrica 24, el motor de accionamiento 18 actúa como generador, donde la energía transformada en corriente eléctrica en el proceso de frenado se transforma en calor mediante una resistencia de frenado 32. De manera alternativa o adicional, la energía puede retornar al suministro de la red de alta tensión 25, utilizarse en el vehículo o almacenarse en un acumulador móvil.
La unidad de control de frenado 28 se encuentra en una conexión activa con la unidad de suministro de potencia 20. Junto con una interfaz hacia la unidad de suministro de potencia 20, la unidad de control de frenado 28 presenta otra interfaz, mediante la cual la misma se encuentra en una conexión activa con una unidad de sensor 34. La unidad de sensor 34 se utiliza para detectar un parámetro característico de velocidad v y un parámetro característico de masa m, que representan parámetros de entrada para la generación de señales de control 44 mediante la unidad de control de frenado 28.
El dispositivo de control de frenado 26 comprende además una unidad de control de frenado 30 que está diseñada para el control de componentes de la unidad de frenado por fricción 22. En particular - mediante un conducto de aire principal del vehículo ferroviario 30 - en el caso de un accionamiento de la unidad de frenado por fricción 22, la misma controla actuadores mediante los cuales se establece un contacto entre los componentes de frenado 31 diseñados como disco de freno (véase también la figura 5) y los forros del freno.
El dispositivo de control de frenado 26, en particular sus unidades de control de frenado 28 y 30, se encuentra en una conexión activa con la instalación de control del vehículo ferroviario, mediante interfaces, en donde el mismo se encuentra conectado a un bus de datos 36 del vehículo ferroviario 10. Mediante esas otras interfaces pueden ponerse a disposición otros parámetros de entrada para las unidades de control de frenado 28, 30; como en particular un parámetro característico que representa el efecto de frenado solicitado por el conductor del vehículo, por un controlador automático del vehículo y/o por un dispositivo de frenado de emergencia. El dispositivo de control de frenado 26 es abastecido de energía eléctrica mediante un suministro de la red de a bordo 40.
En base a los parámetros de entrada antes mencionados, la unidad de control de frenado 28, en un modo de frenado normal, en el cual la misma se encuentra en un estado activo, genera señales de control 44 que controlan la unidad de suministro de potencia 20 en correspondencia con un efecto de frenado determinado que debe alcanzarse. Para ello, la unidad de control de frenado 28 presenta al menos una unidad de cálculo 46 y una unidad de memoria 48, en la cual está almacenado un software. En ese software está programada en particular la estrategia de conmutación del modo de frenado para los elementos de conmutación del inversor. En un modo de frenado normal del dispositivo de frenado 21, la unidad de frenado eléctrica 24 posee una mayor prioridad que la unidad de frenado por fricción 22, donde una mayor parte posible del efecto de frenado que debe alcanzarse puede generarse mediante la unidad de frenado eléctrica 24, y la unidad de frenado por fricción 22, en caso necesario - en particular en un rango de velocidad reducido - se utiliza para respaldar a la unidad de frenado eléctrica 24.
A la unidad de control de frenado 28 se encuentra asociado un dispositivo de monitoreo 50 del dispositivo de frenado 21, que está proporcionado para monitorear el efecto de frenado alcanzado o que puede alcanzarse mediante la unidad de frenado eléctrica 24. Para ello se emplea un parámetro característico del efecto de frenado, en particular un parámetro característico del par de frenado, y se lo compara con un valor objetivo. El parámetro característico del efecto de frenado puede detectarse por ejemplo mediante un sensor de aceleración y/o mediante una evaluación del parámetro característico de velocidad v. De manera alternativa o adicional, el parámetro característico del efecto de frenado puede determinarse mediante un monitoreo de las señales de control 44 generadas por medio de la unidad de control de frenado 28. Además, como se representa en la figura, pueden monitorearse, en particular evaluarse, una variable eléctrica - por ejemplo una corriente eléctrica - del motor de accionamiento 18 asociado y/o de la unidad de suministro de potencia 20.
En el modo de frenado normal del dispositivo de frenado 21- por ejemplo durante un frenado de servicio normal - un par de frenado objetivo se proporciona mayormente, en particular lo más posible, mediante la unidad de frenado eléctrica 24. La unidad de control de frenado 30 que se encuentra en una conexión activa con el conducto de aire principal del vehículo ferroviario 38, en ese modo de frenado normal controla la unidad de frenado por fricción 22, cuya función, del modo antes descrito, comprende el respaldo de la unidad de frenado eléctrica 24 - en particular en un rango de velocidad reducido.
Si mediante el dispositivo de monitoreo 50 se detecta que el efecto de frenado generado o que puede alcanzarse mediante la unidad de frenado eléctrica 24, no es suficiente para proporcionar un par de frenado objetivo, la unidad de frenado eléctrica 24 se considera como defectuosa y el dispositivo de control de frenado 26 activa un modo de seguridad de la unidad de frenado por fricción 22, en el cual compensa el par de frenado faltante, generando eventualmente el par de frenado objetivo en su totalidad.
La limitación de la unidad de frenado eléctrica 24 puede deberse a una falla de una unidad de accionamiento 16 y/o de una unidad de control de frenado 28 asociada a la misma.
La figura 4 muestra una realización especial del dispositivo de control de frenado 26. En este ejemplo, el mismo presenta dos unidades de control de frenado 28a, 28b que respectivamente, del modo antes descrito, están proporcionadas para controlar una misma unidad de suministro de potencia 20 del dispositivo de accionamiento 15, para un proceso de frenado de la unidad de frenado eléctrica 24. El dispositivo de monitoreo 50 presenta dos unidades de monitoreo 50a y 50b, que respectivamente están proporcionadas para el monitoreo de una unidad de control de frenado diferente 28a, así como 28b.
Las unidades de control de frenado 28a, 28b; respectivamente mediante una unidad de conmutación 52, están conectadas a la unidad de suministro de potencia 20. Esta unidad de conmutación 52, representada esquemáticamente en la figura, puede presentar un interruptor mecánico o puede estar implementada como una solución técnica de software.
En el modo de frenado normal, un control de la unidad de frenado eléctrica 24 tiene lugar fundamentalmente mediante la unidad de control de frenado 28a. La unidad de control de frenado 28b se encuentra de este modo en un estado inactivo, mediante una posición correspondiente de la unidad de conmutación 52. El monitoreo de un proceso de frenado de la unidad de frenado eléctrica 24, del modo antes descrito, tiene lugar mediante la unidad de monitoreo 50a. Del modo antes descrito, si se detecta que un par de frenado objetivo, previsto para la unidad de frenado eléctrica 24, no puede ser proporcionado por la misma, mediante la unidad de monitoreo 50a tiene lugar un accionamiento de la unidad de conmutación 52, debido a lo cual la unidad de control de frenado 28a se pasa a un estado inactivo y se activa la unidad de control de frenado 28b. El control de la unidad de frenado eléctrica 24 tiene lugar entonces a continuación mediante la unidad de control de frenado 28b.
A la unidad de control de frenado 28b está asociada una segunda unidad de monitoreo 50b, diferente de la primera unidad de monitoreo 50a en cuanto a la técnica de software y/o a la técnica de hardware. La misma está proporcionada para monitorear el efecto de frenado alcanzado o que puede ser alcanzado mediante la unidad de frenado eléctrica 24 con la unidad de control de frenado 28b. Para ello - del modo antes descrito - se detecta, así como se determina, un parámetro característico del efecto de frenado, en particular un parámetro característico del par de frenado, y se lo compara con un valor objetivo.
Si mediante la segunda unidad de monitoreo 50b se detecta que no es suficiente el efecto de frenado generado o que puede ser generado mediante la unidad de frenado eléctrica 24, la unidad de control de frenado 28b se considera como defectuosa y, del modo antes descrito, se activa el modo de seguridad de la unidad de frenado por fricción 22.
Las unidades de control de frenado 28a, 28b están diseñadas redundantes de forma diversitaria, una con respecto a otra. Las mismas se basan en tecnologías diferentes. Por una tecnología se entiende la realización en cuanto a la construcción o a la técnica de hardware y/o la realización algorítmica o en cuanto a la técnica de software. En una configuración ilustrativa, la primera unidad de control de frenado 28 puede estar diseñada en forma de un procesador de señales, donde la implementación algorítmica corresponde a un control orientado al campo. La unidad de control de frenado 28 puede estar diseñada como Field Programmable Gate Array (FPGA) o "una matriz de puertas lógicas programable en campo", donde la implementación algorítmica corresponde a un control orientado a la conmutación.
La figura 5 muestra un eje motor 14, el motor de accionamiento 18 asociado al mismo y un componente de frenado 31 de la unidad de frenado por fricción 22. La misma está diseñada como un disco de freno, que está producido de un material compuesto. En particular, el componente de frenado 31 está diseñado como disco de frenado de cerámica, de un material compuesto de fibras de carbono C/C-SiC. En el modo de frenado normal antes descrito del dispositivo de frenado 21, la unidad de frenado por fricción 22 se encuentra liberada de carga mediante la unidad de frenado eléctrica 24, en tanto la misma no supere el límite de temperatura de oxidación correspondiente - para el material seleccionado, en el rango de aproximadamente 300 °C a 500 °C. Si se activa el modo de seguridad de la unidad de frenado por fricción 22, los componentes de frenado 31 pueden dominar muy bien la sobrecarga correspondiente, puesto que están diseñados para un funcionamiento libre de daños a temperaturas superiores a 800 °C, preferentemente de hasta 1300 °C; es decir, que son aptos para sobrecargas.
El ejemplo de ejecución considerado, de un vehículo ferroviario, sólo es ilustrativo. En realizaciones alternativas son posibles vehículos que no están vinculados a rieles, como por ejemplo un automóvil, un ómnibus o un camión. La figura 6, en una vista superior muy esquematizada, muestra un chasis 54 de un vehículo a motor 56. El mismo está diseñado en particular como un automóvil, donde igualmente es posible una realización como un camión o un ómnibus. Un contorno externo 58 del vehículo a motor 56 está indicado con líneas discontinuas y está representado de forma esquemática.
El chasis 54 presenta un conjunto de unidades de rueda motriz, que respectivamente están diseñadas como ruedas del vehículo 60 que pueden ser accionadas. Las ruedas del vehículo 60 son mecánicamente independientes unas de otras, y en particular forman unidades que pueden accionarse de forma autónoma. A las ruedas del vehículo 60 están asociadas respectivamente una unidad de accionamiento 16' del dispositivo de accionamiento 15' del vehículo a motor 56. Las unidades de accionamiento 16' presentan respectivamente un motor de accionamiento 18' diseñado como accionamiento del buje de la rueda. Con respecto a la conformación y al modo de funcionamiento de las unidades de accionamiento 16' se remite a la descripción anterior de las unidades de accionamiento 16 que, cambiando lo que sea necesario, puede aplicarse a las unidades de accionamiento 16'. Las unidades de accionamiento 16' forman además elementos de una unidad de frenado eléctrica 24'.
Asimismo, a las ruedas del vehículo 60 está asociado respectivamente al menos un componente de frenado 31' de una unidad de frenado por fricción 22'. Los componentes de frenado 31' están diseñados como discos de freno que están fabricados de un material compuesto.
La unidad de frenado eléctrica 24' y la unidad de frenado por fricción 22' forman parte de un dispositivo de frenado 21' del vehículo a motor 56, que además, para el control del mismo, presenta un dispositivo de control de frenado 26' que comprende un dispositivo de monitoreo 50'. La descripción anterior sobre el dispositivo de frenado 21, en particular sobre su unidad de frenado eléctrica 24, la unidad de frenado por fricción 22 y el dispositivo de control de frenado 26 con el dispositivo de monitoreo 50, aplica en las unidades correspondientes en este ejemplo de ejecución, cambiando lo que sea necesario, donde se prescinde de repeticiones innecesarias.
Además, el ejemplo de ejecución de la figura 6 puede emplearse en vehículos ferroviarios, por ejemplo en tranvías.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Vehículo con un dispositivo de frenado (21; 21'), que presenta al menos
    - una unidad de frenado por fricción (22; 22') con al menos componentes de frenado (31; 31') de un material compuesto;
    - una unidad de frenado eléctrica (24; 24'), y
    - un dispositivo de control de frenado (26; 26') con un dispositivo de monitoreo (50; 50') para el monitoreo de un proceso de frenado realizado mediante la unidad de frenado eléctrica (24; 24'),
    donde el dispositivo de control de frenado (26; 26'), en un modo de frenado normal, está proporcionado para realizar un proceso de frenado prioritariamente mediante la unidad de frenado eléctrica (24), y en un modo de seguridad, en el caso de una limitación de la unidad de frenado eléctrica (24; 24'), detectada mediante el dispositivo de monitoreo
    (50; 50'), para realizar el proceso de frenado prioritariamente mediante la unidad de frenado por fricción (22; 22'), y donde los componentes de frenado (31; 31') de la unidad de frenado por fricción (22; 22') están diseñados de manera que en el modo de frenado normal no se supera una temperatura límite de oxidación del material compuesto, y en el modo de seguridad el material compuesto puede funcionar en un rango de temperatura que se ubica por encima de la temperatura límite de oxidación.
    2. Vehículo según la reivindicación 1, caracterizado por un dispositivo de accionamiento (15; 15'), donde la unidad de frenado eléctrica (24; 24') presenta al menos una unidad de accionamiento (16; 16') del dispositivo de accionamiento (15; 15').
    3. Vehículo según la reivindicación 2, caracterizado porque respectivamente al menos uno de los componentes de frenado (31') de la unidad de frenado por fricción (22') y una unidad de accionamiento (24') del dispositivo de accionamiento (15') están asociados a una pluralidad de ruedas del vehículo (60), donde la unidad de accionamiento
    (24') forma parte de la unidad de frenado eléctrica (24').
    4. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de control de frenado
    (26) presenta al menos dos unidades de control de frenado (28a, 28b) para el control de la unidad de frenado eléctrica (24), que están diseñadas de forma redundante una con respecto a otra o redundante de forma diversitaria.
    5. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de control de frenado
    (26) presenta al menos dos unidades de control de frenado (28a, 28b) para el control de la unidad de frenado eléctrica (24) y el dispositivo de monitoreo (50) comprende al menos dos unidades de monitoreo (50a, 50b) diferentes unas de otras, las cuales respectivamente están asociadas a una unidad de control de frenado (28a, 28b) diferente.
    6. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de control de frenado
    (26) está proporcionado para controlar la unidad de frenado por fricción (22) para una compensación del efecto de frenado, en el caso de un efecto de frenado insuficiente de la unidad de frenado eléctrica (24) en comparación con un efecto de frenado objetivo, detectado mediante el dispositivo de monitoreo (50).
    7. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material compuesto está realizado como material compuesto de fibras.
    8. Vehículo según la reivindicación 7, caracterizado porque el material compuesto está realizado como material compuesto de fibras de carbono.
    9. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material compuesto es un material compuesto cerámico.
    10. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material compuesto presenta una temperatura límite de oxidación en el rango de 300 a 500 °C.
    11. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material compuesto está diseñado para un funcionamiento libre de daños hasta temperaturas en el rango de 800 a 1400 °C.
    12. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el diseño como vehículo a motor (56).
    13. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el diseño como vehículo ferroviario (10).
    14. Vehículo según la reivindicación 13, caracterizado por el diseño como unidad automotora para un tráfico de alta velocidad con una velocidad de funcionamiento máxima de al menos 350 km/h.
    15. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el modo de frenado normal comprende la realización de un frenado de servicio.
    16. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el modo de seguridad comprende la realización de un frenado a fondo.
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RU (1) RU2701898C1 (es)
WO (1) WO2017114616A1 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2571359A (en) 2018-02-27 2019-08-28 Airbus Operations Ltd Brake monitoring
DE102018208664A1 (de) * 2018-05-31 2019-12-05 Siemens Mobility GmbH Überwachung einer elektrodynamischen Bremse in einem Schienenfahrzeug
IT201800007444A1 (it) * 2018-07-23 2020-01-23 Sistema di frenatura per un convoglio ferroviario.
DE102018212768A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen einer Bewegungsinformation
ES2914715T3 (es) * 2018-09-18 2022-06-15 Knorr Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Montaje de freno y método para controlar un montaje de freno
US11427175B2 (en) 2019-12-16 2022-08-30 Waymo Llc Vehicle braking systems and methods
CN112849170B (zh) * 2021-02-19 2024-01-05 安徽万航轨道交通装备有限公司 一种铁路机车火车头油电混合驱动装置
US20250296537A1 (en) * 2022-03-29 2025-09-25 Red Automotive Technologies Pty Ltd A system for controlling a force applied on a trailer being towed by a vehicle
DE102022203767A1 (de) * 2022-04-13 2023-10-19 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremssystem und Bremsverfahren für Schienenfahrzeuge
DE102022203763A1 (de) 2022-04-13 2023-10-19 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremssystem und Bremsverfahren für Schienenfahrzeuge
DE102022203764A1 (de) 2022-04-13 2023-10-19 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremssystem und Bremsverfahren für Schienenfahrzeuge
DE102022204252A1 (de) * 2022-04-29 2023-11-02 Siemens Mobility GmbH Verfahren zum Steuern einer elektrodynamischen Bremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs
EP4434834B1 (en) * 2023-03-21 2026-04-29 Dellner Bubenzer AB Brake controller for a rail vehicle

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4423692A1 (de) * 1994-07-06 1996-01-11 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Überbrückung von Lücken in der Stromversorgung von elektrischen Schienenfahrzeugen
US5806636A (en) 1995-08-16 1998-09-15 Northrop Grumman Corporation Brake rotors/drums and brake pads particulary adapted for motorized vehicles
JP2001251701A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Hitachi Ltd 電気車の制御装置
EP1619063B1 (en) * 2004-07-21 2009-10-14 Nissan Motor Company, Limited Motor torque control apparatus and method for automotive vehicle
GB2426756A (en) * 2005-06-03 2006-12-06 Huntercombe Consultancy Ltd Porous body containing within its pores a chemically bonded phosphate ceramic
ITTO20060735A1 (it) * 2006-10-13 2008-04-14 St Microelectronics Srl Sistema e metodo di controllo autoadattativo di un freno elettromeccanico
DE102006057065A1 (de) * 2006-11-29 2008-06-05 Siemens Ag Verfahren zum Bremsen eines Schienenfahrzeuges
GB0701847D0 (en) * 2007-01-31 2007-03-14 Surface Transforms Plc Improvements in or relating to brake and clutch discs
DE102008024180A1 (de) 2007-06-19 2008-12-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg Kombinierte Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge
FR2920356B1 (fr) * 2007-09-04 2012-05-18 Alstom Transport Sa Dispositif securitaire de detection d'insufisance de freinage electrique et de commutation sur un frein securitaire.
DE102008012957A1 (de) * 2008-03-06 2009-09-10 Repower Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage
DE102009051019A1 (de) * 2009-10-28 2011-05-05 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Notbremseinrichtung eines Schienenfahrzeugs
DE102011113086B4 (de) * 2011-09-09 2021-03-18 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremskrafterfassung für dynamische Bremsen eines Schienenfahrzeugs
RU116413U1 (ru) * 2011-12-09 2012-05-27 Закрытое акционерное общество "Кронид-ЭЛ" Устройство для автоматического управления электрическим реостатным тормозом электровоза переменного тока
US8739938B2 (en) * 2012-02-01 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Friction brake with a resistive sensor
DE102012203132A1 (de) 2012-02-29 2013-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Schienenfahrzeugbremsvorrichtung
CN103381798B (zh) 2012-05-02 2015-07-29 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 轨道交通车辆的电空制动控制装置及其控制方法
DE102013226966A1 (de) * 2013-12-20 2015-07-09 Siemens Aktiengesellschaft Schienenfahrzeugverband

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