СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОЧЕГО СОСТОЯНИЯ СЦЕПНОГО УСТРОЙСТВА
METHOD AND DEVICE TO CONTROL OPERATING CONDITION OF COUPLING DEVICE

Область техники
Изобретение относится к способу контроля рабочего состояния, по меньшей мере, одного сцепного устройства, предназначенного для механического соединения двух единиц подвижного состава в поезд и/или места сцепки сцепного устройства.
Изобретение также относится к управляющему устройству для контроля рабочего состояния, по меньшей мере, одного сцепного устройства, предназначенного для механического соединения двух единиц подвижного состава в поезд и/или места сцепки.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать улучшенный способ и улучшенное управляющее устройство, которые делают возможным надежное распознавание нежелательного расцепления во всех режимах эксплуатации поезда, в частности, также в состоянии покоя или движения с очень низкой скоростью.
Указанная задача решается способом упомянутого выше вида посредством того, что характеризующий рабочее состояние сцепного устройства сигнал состояния сцепки оценивается управляющим устройством, причем делается вывод о нежелательном расцеплении единицы подвижного состава в том случае, когда сигнал состояния сцепки указывает на расцепленное состояние, а разрешающий сигнал расцепления не указывает одновременно на наличие желательного процесса расцепления.
Осуществляемая в соответствии с изобретением оценка сигналов, которая наряду с сигналом состояния сцепки учитывает также разрешающий сигнал расцепления, позволяет выгодным образом осуществлять универсальный контроль сцепного устройства с учетом сигнала состояния сцепки, в то время как благодаря одновременному дополнительному учету разрешающего сигнала расцепления предоставляется возможность подавать сигнал о действительно желательном расцеплении так, что в случае желательного расцепления не инициируются никакие ошибочные реакции (действия), которые, возможно, могут предусматриваться в случае распознавания нежелательного расцепления.
Соответствующий изобретению принцип применим ко всем соединениям (сплоткам) единиц подвижного состава или, соответственно, поездов, которые могут образовываться посредством, по меньшей мере, одного сцепного устройства из отдельных единиц подвижного состава, в частности, к рельсовым транспортным средства с автоматическими сцепными устройствами. Изобретение может быть особенно выгодно применено для транспортных средств автоматического непрямого торможения.
Сигнал состояния сцепки может вырабатываться, например, посредством соответствующих датчиков, расположенных в области сцепного устройства. Например, может быть предусмотрен концевой выключатель, который установлен в сцепном устройстве таким образом, что он передает изменение состояния включения, если сцепное устройство переводится из сцепленного состояния в расцепленное состояние или наоборот. Этот электрический сигнал об изменении состояния включения может оцениваться в соответствии с изобретением.
Другие сенсорные средства, например емкостные или индуктивные датчики или датчики, работающие на оптическом принципе, также могут применяться в качестве альтернативы или дополнительно с целью контроля за состоянием сцепки или за изменением ее состояния.
Разрешающий сигнал расцепления выгодно определяется в предпочтительном варианте осуществления изобретения, в частности, у рельсовых транспортных средств таким образом, что на него не могут оказывать влияние или только с большими трудностями неправомочные лица, вследствие чего надежность способа контроля в отношении защиты от противоправных действий значительно увеличивается. Например, преимущественно в качестве разрешающего сигнала расцепления выбирается такой сигнал, управление которым может осуществляться из области вне поезда только путем значительных издержек или только посредством использования пульта управления машиниста поезда или тягового электровоза поезда.
Особое преимущество далее достигается в случае, если разрешающий сигнал расцепления образуется (формируется) из комбинации нескольких сигналов или логических сочетаний, которые со своей стороны образованы из следующих сигналов или величин рабочих параметров, вследствие чего получается еще более надежная рабочая схема.
В следующем выгодном варианте осуществления предусмотрено, что разрешающий сигнал расцепления образуется в зависимости не только от одного сигнала состояния покоя, характеризующего скорость поезда и/или, по меньшей мере, одной из единиц подвижного состава. Это значит, что хотя в этом выгодном варианте осуществления разрешающий сигнал расцепления и формируется с применением сигнала состояния покоя, тем не менее, дополнительно оценивается, по меньшей мере, еще один сигнал поезда или, соответственно, единицы подвижного состава для обеспечения повышенной надежности, которая, кроме всего прочего, удовлетворяет также более жестким законодательным требованиям и, соответственно, наборам критериев соответствующих лицензирующих органов власти. Вследствие этого достигается повышенная точность оценки по сравнению с известными системами, в которых при принятии решения о том, должен ли имеющий в определенной ситуации место процесс расцепления оцениваться как допустимый или недопустимый, принимается во внимание лишь сигнал состояния покоя. Этим, в частности, изобретение выделяется по сравнению с такими известными способами, при которых только на основании наличия сигнала состояния покоя делается уже вывод о том, что возникающие возможные процессы расцепления являются допустимыми. Недостаток указанных способов состоит, кроме всего прочего, именно в том, что, например, несанкционированное или нежелательное отцепление единиц подвижного состава от поезда, который стоит готовым к отправлению на пути, не может быть распознано, поскольку указанный выше анализ только данных сигнала состояния покоя приводит к тому, что при наличии сигнала состояния покоя любое расцепление расценивается как допустимое.
С помощью соответствующего изобретению способа может также распознаваться несанкционированное обслуживание устройства аварийного расцепления у подготовленных к отправлению транспортных средств, так как действительное разрешение на расцепление поступает только по разрешающему сигналу расцепления по настоящему изобретению, который формируется не только в зависимости от сигнала состояния покоя, но и в зависимости от, по меньшей мере, еще одной дополнительной величины. До тех пор, пока дополнительно к распознанному расцеплению (сигналу состояния сцепки) не поступит также соответствующий изобретению разрешающий сигнал расцепления, в соответствии с изобретением выгодным образом может указываться на нежелательное расцепление, в частности, даже тогда, когда сигнал состояния покоя уже имеет значение логической «1», которая указывает на выполнение условия состояния покоя.
Благодаря этому при применении соответствующих изобретению вариантов осуществления могут распознаваться разнообразные ошибочные состояния, вызываемые нежелательным расцеплением составных частей поезда, в частности, также такие, при которых нежелательное расцепление происходит в состоянии покоя поезда.
Под требованием того, что для индикации расцепления разрешающий сигнал расцепления должен поступить "одновременно" с сигналом состояния сцепки или, соответственно, изменением сигнала состояния сцепки, понимается то, что разрешающий сигнал расцепления должен находиться в непосредственной временной связи с изменением состояния сигнала состояния сцепки, обозначающим расцепление. Особенно предпочтительны такие варианты осуществления изобретения, в которых разрешающий сигнал расцепления должен поступить первым, т.е. еще до того, как состояние сигнала состояния сцепки изменится с состояния "сцеплено" на "расцеплено" для того, чтобы не исключать реакцию единицы подвижного состава, вызванную нежелательным расцеплением. Тем не менее, также является возможным, что разрешающий сигнал расцепления должен поступить по существу одновременно с изменением состояния сигнала состояния сцепки (в данном случае, с заданным временем допуска, которое зависит от выполнения осуществляющего способ управляющего устройства) или что разрешающий сигнал расцепления может быть активирован также вскоре после получения сигнала состояния сцепки, указывающего на состояние расцепления, с тем, чтобы сигнализировать разрешение на желательное расцепление.
Разрешающий сигнал расцепления может представлять собой, например, сигнал, имеющий два значения (двоичный сигнал), который может принимать состояния сигнала „логический ноль" и „логическая 1", причем, например, состоянию сигнала „логическая 1" ставится в соответствие выполнение соответствующего изобретению условия разрешения на желательное расцепление. То же самое действительно для самого по себе известного сигнала состояния покоя. При этом эти сигналы могут обрабатываться или генерироваться известным способом логическими интегральными схемами (ИС), например, дискретными логическими ИС на основе полупроводниковых элементов или релейных схем.
В следующем выгодном варианте осуществления предусмотрено, что разрешающий сигнал расцепления образуется в зависимости от сигнала состояния покоя и давления в главной воздушной магистрали поезда. Вследствие этого плановое расцепление может особенно выгодно определяться и различаться от нежелательного расцепления. Так как разрешающий сигнал расцепления при этом варианте осуществления зависит, в том числе, от сигнала состояния покоя, обеспечивается, что желательная сцепка всегда сигнализируется и соответственно распознается только тогда, когда получен сигнал состояния покоя, и, следовательно, поезд имеет очень незначительную скорость или находится в состоянии покоя. Дополнительный критерий использования давления главной воздушной магистрали для формирования разрешающего сигнала расцепления представляет собой выгодным образом особенно надежный критерий по отношению к несанкционированным действиям, поскольку неправомочные лица не имеют, как правило, возможности установить давление в главной воздушной магистрали на определенное значение. Это может осуществляться, как правило, только с пульта машиниста транспортного средства. Например, описывающий давление главной воздушной магистрали критерий может быть определен таким образом, что давление главной воздушной магистрали должно быть понижено с обычной величины давления (например, 5 бар) до определенного более низкого значения (например, менее 3 бар, например между 2,5 бар и 2,8 бар) для того, чтобы - при одновременном наличии сигнала состояния покоя - соответствующий изобретению разрешающий сигнал расцепления принял значение логической «1» (истинно) и, следовательно, указал на то, что происходящий в данном случае процесс расцепления является желательным процессом расцепления. Заданием такого узкого диапазона давления для указания на желательное расцепление, одновременно с обеспечением защиты от несанкционированных действий, также надежно исключается, что разрешающий сигнал расцепления случайно изменится (например, на основе помех) на значение, указывающее на желательный процесс расцепления.
В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрено, что разрешающий сигнал расцепления формируется в зависимости от сигнала состояния покоя и, по меньшей мере, еще одного сигнала, который характеризует рабочий параметр поезда и/или, по меньшей мере, одной единицы подвижного состава. В качестве альтернативы использованию давления главной воздушной магистрали может быть определено, например, что определенным образом оказывают воздействие - по аналогии с главной воздушной магистралью - на проходящий также через весь поезд кабель низкого напряжения, предназначенный для питания электрических потребителей отдельных единиц подвижного состава, например, посредством модуляции высокочастотным сигналом, который воздействует на всю электрическую шину питания и может идентифицироваться, таким образом, в каждой единице подвижного состава поезда с помощью простой схемы обнаружения. Только если управляющим устройством по изобретению будет детектирован сигнал состояния покоя и дополнительно будет детектирован определенный в соответствии с изобретением модулирующий сигнал в электрической шине питания, делается вывод о том, что начинается желательный процесс расцепления. Альтернативно или дополнительно критерий формирования разрешающего сигнала расцепления в соответствии с изобретением может охватывать также следующие сигналы, которые могут быть реализованы, например, посредством датчиков радиочастотной идентификации (RFID) и соответствующих приемников в зоне поезда. В этом случае управляющее устройство для указания на санкционированное расцепление может, например, проверять, имеется ли сигнал состояния покоя, и была ли одновременно установлена связь считывающей электроникой поезда с определенным, санкционированным датчиком радиочастотной идентификации. Во всех остальных случаях может быть снова инициирована реакция единицы подвижного состава, поскольку делается вывод о нежелательном расцеплении.
Альтернативно или дополнительно согласно следующему варианту осуществления может быть предусмотрено, что разрешающий сигнал расцепления формируется в зависимости от, по меньшей мере, двух рабочих параметров поезда и/или, по меньшей мере, одной единицы подвижного состава, в частности, в зависимости от а) сигнала от устройства ввода, приводимого в действие обслуживающим лицом, и b) давления в главной воздушной магистрали поезда. Следовательно, в этом варианте осуществления сигнал состояния покоя для формирования соответствующего изобретению разрешающего сигнала расцепления не используется. При этом в качестве сигнала устройства ввода, приводимого в действие обслуживающим лицом, может рассматриваться, например, выходной сигнал ключевого (приводимого ключом) переключателя, который также интегрирован, например, в существующую систему единицы подвижного состава, такую как, например, пульт машиниста или электрический шкаф. Устройство ввода может быть выполнено также в виде обычного переключателя (без ключа) или в виде другой системы ввода, такой как, например, система ввода радиочастотной системы идентификации или подобной. В качестве второго критерия снова используется давление воздуха в главной воздушной магистрали поезда или единицы подвижного состава, которое может управляться и связываться с сигналом переключателя известным специалисту способом, например, посредством кнопочного выключателя с целью формирования соответствующего изобретению разрешающего сигнала расцепления.
В следующем особенно выгодном варианте осуществления в связи с формированием разрешающего сигнала расцепления может быть также предусмотрена передача информации о соответствующем подлежащем расцеплению месте сцепки или устройстве сцепки в управляющее устройство для обеспечения возможности еще более точного контроля рабочего состояния.
В следующем выгодном варианте осуществления предусмотрено, что реакция единицы подвижного состава при нежелательном расцеплении включает в себя, по меньшей мере, один из следующих шагов:
- прерывание контура аварийного/экстренного тормоза в еще ведущей и/или в отделенной части поезда,
- деактивация хвостового сигнала поезда на бывшем месте сцепки (в частности, согласно правилу Ril 408 - DB Netz AG) [Deutsche Bahn Netz AG - Акционерное общество сети немецких железных дорог],
- инициирование соответствующих сообщений системы управления, в частности, в нормальном режиме работы,
- отмена подтвержденной конфигурации поезда, в частности, во всех режимах работы,
- установка аппаратной блокировки тягового усилия на основании отличающегося состояния сцепки в каждой части поезда.
В следующем особенно выгодном варианте осуществления способа по изобретению предусмотрено, что управляющим устройством оцениваются сигналы состояния сцепки нескольких сцепных устройств. Особенно выгодно, если в поезде, состоящем из нескольких, например трех, единиц подвижного состава, в соответствии с изобретением осуществляется наблюдение за всеми тремя сцепными устройствами соответствующих единиц подвижного состава, но, по меньшей мере, за двумя сцепными устройствами, соединяющими первую и вторую единицы подвижного состава и вторую и третью единицы подвижного состава друг с другом.
В следующем предпочтительном варианте осуществления управляющим устройством оценивается сигнал состояния сцепки единственного места сцепки сцепного устройства.
Для дальнейшего решения задачи настоящего изобретения предлагается управляющее устройство согласно п.10 формулы изобретения.
Выгодные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие преимущества, признаки и подробности изобретения приведены в последующем описании фигур чертежей со ссылкой на соответствующие чертежи. На чертежах показаны:
Фиг.1A - сценарий применения соответствующего изобретению способа согласно первому варианту осуществления,
Фиг.1B - сценарий применения соответствующего изобретению способа согласно второму варианту осуществления,
Фиг.2A, 2B - логическая диаграмма двух вариантов осуществления соответствующего изобретению способа,
Фиг.3 - блок-схема варианта осуществления соответствующего изобретению способа,
Фиг.4A, 4B, 4C - блок-схема следующих вариантов осуществления, и
Фиг.5 - блок-схема следующего варианта осуществления.
Осуществление изобретения
Фиг.1 показывает поезд 200, который составлен из, в общей сложности, трех рельсовых единиц 210, 220, 230 подвижного состава. Первая единица 210 подвижного состава представляет собой самодвижущуюся (тяговую) единицу подвижного состава, например локомотив. Между единицами 210, 220, 230 подвижного состава предусмотрены два сцепных устройства 241, 242, которые соединяют единицы 210, 220, 230 подвижного состава известным самим по себе способом друг с другом. Сцепное устройство 243 на изображенной на фиг.1 справа оконечности единицы 230 подвижного состава не соединено со следующей ответной частью другой единицы подвижного состава, поскольку единица 230 подвижного состава образует последний вагон (конечный вагон) поезда 200 согласно фиг.1.
Сцепные устройства 241, 242, 243 могут представлять собой автоматические сцепки, которые наряду с чисто механическим соединением известным самим по себе способом обеспечивают, кроме того, также электрическое и/или пневматическое соединение отдельных частей 210, 220, 230 поезда между собой.
В соответствии с изобретением предусмотрены детектирующие средства (датчики) 121, 122, 123, которые распознают состояние сцепки соответствующего сцепного устройства 241, 242, 243. В данном случае датчики 121, 122, 123 выполнены в виде концевых выключателей, т.е. в виде электромеханических детектирующих средств, которые распознают электрическое изменение состояния, когда рабочее состояние соответствующего сцепного устройства 241, 242, 243 изменяется с состояния "расцеплено" на состояние "сцеплено" или наоборот. Концевые выключатели 121, 122, 123 могут быть также интегрированы, например, непосредственно в сцепные устройства 241, 242, 243.
В соответствии с изобретением предусмотрено управляющее устройство 100, которое имеет входной интерфейс 110 для приема сигналов S1, S2, S3 состояния сцепки, передаваемых концевыми выключателями 121, 122, 123. В соответствии с изобретением сигналы состояния сцепки S1, S2, S3 анализируются (оцениваются) управляющим устройством 100 с тем, чтобы принимать решение о желательном расцеплении или, соответственно, нежелательном расцеплении.
Кроме того, управляющее устройство 100 имеет контроллер 130, который выполнен, по меньшей мере, частично по одной из следующих технологий: дискретная логическая ИС на основе полупроводниковых элементов (например, CMOS-схема), релейная схема, микроконтроллер, цифровой сигнальный процессор, программируемая логическая ИС, специализированная ИС.
В соответствии с изобретением предусмотрено, что управляющее устройство 100 делает вывод о нежелательном расцеплении единицы 220 подвижного состава, если сигнал S2 состояния сцепки соответствующего сцепного устройства 242 указывает на расцепленное состояние или переход в это состояние, а одновременно с этим разрешающий сигнал EF расцепления не указывает на наличие действительно желательного процесса расцепления. Это означает, что для того чтобы не сделать вывод о нежелательном расцеплении, что может иметь место, например, в случае несанкционированных действий третьих лиц или помех, необходимо, чтобы предусмотренный в соответствии с изобретением разрешающий сигнал EF расцепления указывал на осуществление действительно желательного процесса расцепления.
Вследствие этого выгодно обеспечивается то, что каждая возможная манипуляция в сцепных устройствах 241, 242, 243, которая вызывает изменение состояния включения концевых переключателей 121, 122, 123, будет идентифицирована управляющим устройством 100. Для того чтобы иметь, тем не менее, возможность проводить желательное расцепление, не вызывая при этом ошибочных реакций, предусматриваемых в случае нежелательного расцепления и описываемых подробно ниже, в соответствии с изобретением выгодным образом предусматривается, что желательный процесс расцепления должен сигнализироваться посредством отдельного разрешающего сигнала EF расцепления. Разрешающий сигнал EF расцепления преимущественно также подается на управляющее устройство 100 и также оценивается управляющим устройством или его контроллером 130.
Таким образом, если должен проводиться желательный процесс расцепления на сцепных устройствах 241 или 242 поезда 200, необходимо позаботиться о том, чтобы разрешающий сигнал EF расцепления был подан на контроллер 100. Только тогда изменение состояния сигнала S1, S2 состояния сцепки со сцепленного состояния на расцепленное состояние не приведет к инициированию ошибочной реакции или, соответственно, реакции единицы подвижного состава, которая указывает на нежелательное расцепление.
При особенно выгодном варианте осуществления изобретения предусматривается, что разрешающий сигнал EF расцепления формируется в зависимости от, по меньшей мере, двух различных величин, в частности, различных рабочих параметров поезда 200 или, соответственно, отдельных единиц 210, 220, 230 подвижного состава. Таким образом, особенно выгодно разрешающий сигнал EF расцепления формируется в зависимости не только, например, от одного сигнала STS состояния покоя (фиг.2А), характеризующего скорость поезда 200 и/или, по меньшей мере, одной из единиц 210, 220, 230 подвижного состава. В известных способах, при которых оценивается только сигнал STS состояния покоя, и при этом тогда, когда сигнал STS состояния покоя указывает на состояние покоя поезда 200, не принимаются во внимание имеющиеся сигналы, характеризующие текущее состояние сцепки, и, следовательно, в этом случае отсутствует возможность контроля нежелательного расцепления именно в состоянии покоя поезда, что является их недостатком.
Этот недостаток может быть устранен в соответствии с изобретением посредством того, что в особенно предпочтительном варианте разрешающий сигнал EF расцепления формируется в зависимости от сигнала STS состояния покоя (фиг.2А) и давления PHLL в главной воздушной магистрали (не показана) поезда 200 (фиг.1). Под главной воздушной магистралью понимается пневматическая система, которая проходит по всему поезду 200. Стандартное рабочее давление главной воздушной магистрали лежит, как правило, на уровне 5 бар. Главная воздушная магистраль используется, как правило, для того, чтобы приводить в действие аварийную тормозную систему поезда 200. При стандартном рабочем давлении 5,0 бар, которое поддерживается в нормальном режиме эксплуатации поезда 200, тормоза поезда 200 отпущены. Для торможения давление PHLL уменьшается - начиная со стандартного рабочего давления - до тех пор, пока соответственно не будет достигнуто желаемое тормозное воздействие. Повторное отпускание тормозов происходит снова путем повышения давления PHLL в главной воздушной магистрали до стандартного рабочего давления.
Соответствующее изобретению формирование разрешающего сигнала EF расцепления в зависимости от сигнала STS состояния покоя и давления PHLL в главной воздушной магистрали поезда 200 выгодным образом делает возможным создание особенно надежного критерия для указания на действительно желательный процесс расцепления. Разрешающий сигнал EF расцепления согласно вышеуказанному определению подается только тогда или, соответственно, только тогда принимает значение „логической 1" (истина), если, во-первых, сигнал STS состояния покоя также имеет значение „логической 1", т.е. когда поезд 200 либо только очень медленно двигается, либо стоит на месте, и если, во-вторых, имеется определенное давление PHLL в главной воздушной магистрали поезда 200. Под указанным определенным давлением понимается специально задаваемое давление или, соответственно, диапазон давлений, например, на уровне 2,8 бар, которое одновременно представляет собой своего рода кодирование для отображения информации о том, что должен происходить желательный процесс расцепления. Преднамеренная установка этой особой величины давления или, соответственно, диапазона давлений в главной воздушной магистрали для несанкционированных лиц, как правило, невозможна и может быть инициирована, как правило, только с пульта машиниста поезда 200. Вследствие этого обеспечивается, что никакие нежелательные манипуляции вследствие действий неправомочных лиц или помехи не могут привести к тому, что разрешающий сигнал EF расцепления примет значение „логической 1" по ошибке.
Более того, действительный разрешающий сигнал EF расцепления может быть выдан только тогда, когда действительно присутствует сигнал STS состояния покоя, т.е. он имеет значение логической «1», и если заданная величина давления PHLL главной воздушной магистрали была установлена сознательным действием машиниста самодвижущейся единицы подвижного состава или прочего уполномоченного лица. Это означает, что для указания на действительно желательный процесс сцепки поезд 200 должен быть сначала переведен в рабочее состояние, в котором сигнал STS состояния покоя принимает значение логической «1», и кроме этого давление PHLL в главной воздушной магистрали должно быть понижено или, соответственно, установлено на определенное заданное значение. В этом случае разрешающий сигнал EF расцепления также принимает соответствующее значение логической «1», и может начинаться процесс расцепления на одном из сцепных устройств 241, 242, при этом управляющее устройство 100 одновременно не делает вывод о нежелательном процессе расцепления.
Если, тем не менее, по меньшей мере, один сигнал S1, S2 состояния сцепки сигнализирует об изменении состояния от "сцепленного" на "расцепленное", и одновременно или в непосредственной временной связи с этим разрешающий сигнал EF расцепления не указывает на действительно желательный процесс расцепления, согласно следующему выгодному варианту осуществления инициируется реакция единицы подвижного состава, которая включает в себя, по меньшей мере, один из следующих шагов:
- прерывание контура аварийного/экстренного тормоза в еще ведущей части 210 поезда и/или в отделенной части 220, 230 поезда,
- деактивация хвостового сигнала поезда на бывшем месте сцепки, в частности, согласно правилу Ril 408 DB Netz AG,
- инициирование соответствующих сообщений системы управления, в частности, в нормальном режиме работы,
- отмена подтвержденной конфигурации состава поезда, в частности, во всех режимах работы,
- установка аппаратной блокировки тягового усилия на основе различного состояния сцепки в каждой части поезда.
Инициирование реакции единицы подвижного состава со стороны контроллера 100 может осуществляться, например, через интерфейс 140 и подаваться на пульт машиниста и/или шину единицы подвижного состава и/или пост управления.
Фиг.1В показывает самодвижущуюся единицу 210а подвижного состава согласно следующему, особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения. Самодвижущаяся единица 210а подвижного состава имеет на своей изображенной на фиг.1В слева торцевой стороне первое место 240а сцепки, которое в настоящий момент не соединено с соответствующим местом сцепки следующей единицы подвижного состава (не показана). Самодвижущаяся единица 210а подвижного состава также имеет на своей изображенной на фиг.1В справа торцевой стороне второе место 241а сцепки, которое соединено с соответствующим местом 241b сцепки следующей единицы 220а подвижного состава. Второе место 241а сцепки образует с местом 241b сцепки следующей единицы 220а подвижного состава сцепное устройство 241 аналогично системе по фиг.1А.
В отличие от варианта осуществления по фиг.1А самодвижущаяся единица 210а подвижного состава имеет в общей сложности два контроллера 100а, 100b, функциональность и устройство которых по существу соответствует таковым контроллера 100 по фиг.1А. Первый контроллер 100а относится к первому месту 240а сцепки, а второй контроллер 100b относится ко второму месту 241а сцепки. Благодаря этому выгодным образом возникает возможность наблюдать за обоими местами 240а, 241а сцепки независимо друг от друга, а именно с помощью соответствующего независимого контроллера 100a, 100b.
Первое место сцепки 240а имеет также датчики 120а (например, также концевые выключатели), которые генерируют характеризующий рабочее состояние места 240а сцепки сигнал состояния сцепки или, соответственно, сигнал состояния мест сцепки и передают его на контроллер 100а. Контроллер 100b получает аналогичный характеризующий рабочее состояние места 241а сцепки сигнал состояния сцепки или, соответственно, сигнал состояния мест сцепки от датчиков 121а, которые также расположены в области относящегося к ним места 241а сцепки или, соответственно, интегрированы в него.
Каждый контроллер 100a, 100b работает автаркически, т.е. независимо от других аналогичных контроллеров 100b, 100а самодвижущейся единицы подвижного состава и выполнен с возможностью реализации соответствующего изобретению способа. В данном случае, например, контроллер 100а, 100b согласно фиг.1В образует соответственно „одноканальную" систему по сравнению с вариантом по фиг.1А, так как контроллер 100а, 100b наблюдает за состоянием только относящегося к нему места 240а, 241а сцепки. Этот „одноканальный" вариант особенно предпочтителен, так как он не требует наличия сигнальных соединений, выходящих за пределы единица подвижного состава, как это имеет место в случае системы по фиг.1А. Следовательно, фиг.1В изображает в данном случае самодвижущуюся единицу 210а подвижного состава, которая имеет две независимые друг от друга соответствующие изобретению системы контроля состояния сцепки, причем компоненты 100а, 120а образуют первую систему, а компоненты 100b, 121а образуют вторую систему.
Поскольку, например, частично показанная на фиг.1В следующая единица 220а подвижного состава также имеет соответствующую изобретению систему контроля (не показана), которая наблюдает за состоянием сцепки относящегося к единице 220а подвижного состава места 241b сцепки, то устройство сцепки 241, включающее в себя два взаимодействующих друг с другом места 241а, 241b сцепки, выгодным образом может контролироваться одновременно двумя соответствующими изобретению системами, а именно соответствующей системой для контроля каждого места 241а, 241b сцепки.
При применении таких "одноканальных" систем контроля поезд 200 согласно фиг.1А - вместо изображенной „трехканальной" системы - имел бы в целом максимально шесть систем контроля, а именно пять единиц для отображенных на фиг.1А мест сцепки сцепных устройств 241, 242, 243 и шестую систему для не отображенного на фиг.1А второго места сцепки самодвижущейся единицы 210 подвижного состава.
Фиг.2А показывает первую блок-схему формирования соответствующего изобретению разрешающего сигнала EF расцепления согласно первому варианту осуществления. Первая входная величина образована сигналом STS состояния покоя, который формируется в поезде 200 известным самим по себе способом только тогда, когда поезд 200 имеет скорость, которая ниже/равна величине заданного порога, например, примерно 1 или 2 км/ч. Второй входной сигнал представляет собой давление PHLL в главной воздушной магистрали поезда 200. В блоке 180 оценки проверяется, имеет ли STS сигнал состояния покоя значение логической «1», и лежит ли одновременно величина PHLL давления в главной воздушной магистрали в заданном диапазоне давлений (например, между примерно 2,5 бар и примерно 2,8 бар) или равна определенной величине давления. Если это имеет место, блок 180 оценки на своем выходе 181 выдает соответствующий изобретению разрешающий сигнал EF расцепления со значением, равным логической «1», что сообщает управляющему устройству 100 (фиг.1) о том, что начинается желательный процесс расцепления. Если один из двух критериев для входных величин STS, PHLL не выполнен, выходная величина EF принимает значение логического «0», так что управляющее устройство 100 при распознавании расцепления в области сцепных устройств 241, 242 инициирует с помощью сигналов S1, S2 соответствующую реакцию единицы подвижного состава.
Функциональность блока 180 оценки реализована предпочтительно в контроллере 130 управляющего устройства 100. То же самое справедливо для описанного ниже блока 182 оценки.
Фиг.2В показывает следующий вариант осуществления для формирования соответствующего изобретению разрешающего сигнала расцепления EF. Сигнал STS состояния покоя снова подается на вход блока 182 оценки. Однако вместо сигнала PHLL давления (фиг.2А) в качестве второй входной величины для блока 182 оценки согласно варианту осуществления по фиг.2В предусмотрен сигнал Mod модуляции. Под сигналом Mod модуляции понимается сигнал, который может быть подан, например, правомочным лицом в зоне одного из транспортных средств 210, 220, 230 и/или соответствующих сцепных устройств 241, 242, 243, например, посредством модулирования соответствующего напряжения питания проходящей через весь поезд 200 электрической шины питания (не показана). Похожая сигнализация (подача сигнала) может осуществляться также посредством известной самой по себе системы ретранслятора радиочастотной идентификации (RFID) или аналогичной. Также возможна беспроводная подача сигнала Mod модуляции непосредственно на управляющее устройство 100, например, посредством системы ближней радиосвязи (WLAN, Bluetooth, ZigBee) или подобной. Само собой разумеется, что могут использоваться также мобильные сети связи (GSM, UMTS, LTE) для передачи сигнала Mod модуляции.
В варианте осуществления согласно фиг.2В разрешающий сигнал EF расцепления с величиной сигнала «истинно», т.е. равной логической «1», подается на выход 183 блока 182 оценки только тогда, когда сигнал STS состояния покоя принимает значение логической «1», т.е. когда условие наличия состояния покоя выполнено, и если одновременно сигнал модуляции Mod указывает на то, что правомочное лицо подает сигнал о предстоящем желательном процессе расцепления. Это может осуществляться, например, посредством задаваемой схемы модуляции. В этом случае управляющее устройство 100 при анализе сигнала EF блока 182 оценки делает вывод о том, что имеет место желательный процесс расцепления и не инициирует реакции единицы подвижного состава, которые предусмотрены для случая нежелательного процесса расцепления.
Альтернативно или дополнительно к учету сигнала STS состояния покоя по фиг.2А, 2В может быть предусмотрено согласно следующему варианту осуществления, что разрешающий сигнал EF расцепления формируется в зависимости от, по меньшей мере, двух рабочих параметров поезда 200 (фиг.1а) и/или, по меньшей мере, одной единицы 210 подвижного состава, в частности, в зависимости от а) сигнала от устройства ввода, приводимого в действие обслуживающим лицом, и b) давления PHLL в главной воздушной магистрали поезда 200. В этом варианте сигнал STS состояния покоя, как следствие, может не учитываться при формировании соответствующего изобретению разрешающего сигнала расцепления EF. При этом в качестве сигнала от устройства ввода, приводимого в действие обслуживающим лицом, может использоваться, например, выходной сигнал ключевого переключателя 502а (фиг.5), который также интегрируется, например, в существующую систему единицы подвижного состава 210, например в пульт машиниста или электрический шкаф. Устройство ввода может быть выполнено также в виде обычного переключателя (без ключа) или как иная система 502а ввода, например, как система ввода радиочастотной идентификации (RFID) или аналогичная. В качестве второго критерия снова используется давление PHLL воздуха в главной воздушной магистрали поезда 200 или единицы 210 подвижного состава, которое подается и оценивается в блок-схеме согласно фиг.5, например, посредством нажимного выключателя 502b известным специалисту в области техники образом и объединяется с сигналом переключателя 502а с целью формирования соответствующего изобретению разрешающего сигнала EF расцепления, который выдается на выходе блока 502 оценки для его дальнейшей передачи в блок 504 оценки, который, в свою очередь, реализован, например, в управляющем устройстве 100, например, в виде логической ИС в контроллере 130.
Функциональный блок 506, расположенный после блока 504 оцени, служит для управления клапанами 506b расцепления, например, в таких рабочих состояниях, когда в итоге предшествующего анализа соответствующего сигнала s1 состояния сцепки и разрешающего сигнала EF расцепления получается, что должно производиться желательное расцепление. В этом случае согласно фиг.5 в блоке 506а затем проверяется, имеется ли сигнал STS состояния покоя, и если он имеется, две управляющих ветви 506b неактивных клапанов 1, 2 расцепления переключаются в активное состояние для осуществления расцепления.
В вышеописанном варианте осуществления по фиг.5 сигнал STS состояния покоя не используется, следовательно, для формирования разрешающего сигнала EF расцепления, а условие состояния покоя проверяется блоком 506а только в случае, если должно происходить расцепление. Альтернативно или дополнительно условие STS состояния покоя может также проверяться непосредственно в блоке 502 оценки, т.е. дополнительно к двум другим критериям 502а, 502b.
Фиг.3 показывает блок-схему варианта осуществления способа в соответствии с изобретением.
На первом шаге 300 оцениваются сигналы S1, S2, S3 состояния сцепки (фиг.1). На втором шаге 310 проверяется наличие соответствующего изобретению разрешающего сигнала EF расцепления, например, посредством описанных выше со ссылкой на фиг.2А, 2В логических ИС.
В завершение, на шаге 320 производится оценка того, имеется ли при обнаружении изменения состояния сцепки, по меньшей мере, одного из сигналов S1, S2, S3 состояния сцепки, одновременно разрешающий сигнал расцепления EF, и при необходимости инициируется соответствующая реакция единицы подвижного состава.
Способ согласно фиг.3 может осуществляться предпочтительно непрерывно в течение времени эксплуатации поезда 200 или только в заданных рабочих состояниях или в заданные моменты времени. В желаемых рабочих состояниях необходимо обеспечить соответствующее снабжение управляющего устройства 100 электрической энергией, а также подачу сигналов S1, S2, S3, STS, PHLL, Mod. Подача сигналов S1, S2, S3, STS, PHLL, Mod может происходить либо по отдельным каналам или проводам, либо, по меньшей мере, частично также через интерфейс 140 связи с другими бортовыми системами поезда 200.
При „одноканальном" выполнении управляющего устройства 100а (фиг.1В) управляющее устройство 100а нужно снабжать, соответственно, сигналом датчика, указывающим на состояние места сцепки, например, датчика 120а, а также с сигналом EF, который формируется, например, внешней логической схемой, интегрированной в существующий электрический шкаф единицы 210 подвижного состава. Такая логическая схема может так же, как и управляющее устройство 100а, интегрироваться непосредственно в пульт машиниста или дополняющую пульт машиниста панель управления. Формирующая сигнал EF логическая схема 502 (фиг.5) должна снабжаться необходимыми входными сигналами 502а, 502b и, при необходимости, 506а или, соответственно, STS (фиг.2а).
Фиг.4А показывает логическую блок-схему следующего варианта осуществления изобретения, которая поясняет алгоритм контроля сцепного устройства 241 в соответствии с изобретением. Вывод 401 соответствует месту подключения напряжения единицы подвижного состава поезда 200. В расположенном далее функциональном блоке 408 проверяется, активен ли сигнал STS состояния покоя (фиг.2А, 2В), т.е. индицируется ли состояние покоя поезда 200. Если это имеет место, тот осуществляется переход к расположенному далее блоку 410, в котором проверяется, был ли активирован в течение определенного интервала времени пульт машиниста поезда 200 или самодвижущегося вагона 210 (фиг.1). Если это имеет место, то осуществляется переход к функциональному блоку 404, в котором проверяется, сцеплено ли сцепное устройство 241 механически. Таким образом, функциональный блок 404 соответствует контролю или, соответственно, оценке сигнала S1 состояния сцепки контроллером 100. Если критерий функционального блока 404 также выполнен, осуществляется переход к функциональному блоку 406, в котором подают сигнал или, соответственно, устанавливают флаг „обрыв поезда отсутствует" для сцепного устройства 241. Описанные выше функциональные блоки 408, 410, 404 соответствуют в этом отношении последовательности инициализации в том виде, в котором она осуществляется при инициализации после включения соответствующего изобретению управляющего устройства 100. Флаг „обрыв поезда отсутствует" указывает на то, что в рамках соответствующего изобретению контроля рабочего состояния сцепного устройства 241 до настоящего момента никакое нежелательное расцепление не было определено.
Параллельно пути, образованному блоками 408, 410, с помощью функционального блока 402 проверяется, нет ли разрыва в сцепном устройстве 241. Если разрыва нет, осуществляется снова переход к функциональному блоку 404 и, в завершение, к блоку 406.
Следующие функциональные блоки 412, 414 согласно диаграмме по фиг.4А проверяют, активен ли сигнал состояния покоя, и имеется ли также определенное давление в главном трубопроводе для расцепления (блок 414). В этом отношении функциональные блоки 412, 414 соответствуют функциональной ветви процесса, реализуемой тогда, когда правомочным лицом осуществляются все мероприятия с целью подготовки желательного расцепления, а именно, для выдачи разрешающего сигнала EF расцепления. Это означает, что функциональные блоки 412, 414 для выдачи разрешающего сигнала EF расцепления со значением логической «1» проверяют выполнение необходимых критериев (STS, PHLL), и затем снова осуществляется переход к функциональному блоку 406, который устанавливает флаг состояния „обрыв поезда отсутствует" для сцепного устройства 241.
Аналогичная логическая структура может быть предусмотрена также для других сцепных устройств 242, 243 поезда 200 и управляющего устройства 100.
Фиг.4В показывает блок-схему, которая отображает процесс распознавания конечного вагона 230. Ветвь инициализации представлена функциональными блоками 422, 424, причем функциональный блок 422, который проверяет, расцеплен ли вагон 230, снова соединен с питающим напряжением или, соответственно, местом подключения 421 питающего напряжения единицы подвижного состава. Если вагон 230 не сцеплен, т.е. его сцепное устройство 243 не связано с соответствующим сцепным устройством следующего за ним вагона (не показан), в функциональном блоке 424 проверяется, был ли пульт машиниста активирован в течение определенного интервала времени. Если это не имеет места, то осуществляется переход к блоку 426, в котором делается вывод о том, что вагон 230 не сцеплен и представляет собой, следовательно, конечный вагон 230.
Ветвь, образованная функциональными блоками 428, 430, 432, проверяет последовательно, активен ли сигнал STS состояния покоя (фиг.2А, 2В) (блок 428), был ли активирован пульт машиниста в течение определенного интервала времени (блок 430), и сцеплен ли вагон 230 механически (блок 432). Только если все эти критерии выполнены, также осуществляется переход в блок 426.
Обе ветви согласно фиг.4В, первая из которых имеет блоки 422, 424, а вторая из них - блоки 428, 430, 432, служат равнозначным образом для установления того, является ли вагон 230 конечным вагоном (ср. блок 426).
Фиг.4С показывает логическую диаграмму, которая иллюстрирует последовательность сигналов, применяемую в следующем варианте осуществления для установки флага „обрыв поезда отсутствует". Этот флаг согласно следующему варианту осуществления соответствующего изобретению способа предпочтительно устанавливается всегда после инициализации управляющего устройства 100, если все концевые выключатели датчиков 121, 122, 123 были проверены и не было зафиксировано расцепленное состояние. Состояние флага сохраняется преимущественно в течение всего временного интервала работы управляющего устройства 100.
Вывод 441 снова связан с местом подключения питающего напряжения единицы подвижного состава поезда 200. В блоке 442 определяется, не расцеплен ли вагон, что соответствует, например, анализу концевого выключателя 121 посредством управляющего устройства 100. В завершение в расположенном далее блоке 444 устанавливается флаг „обрыв поезда отсутствует". В продолжение этого шага в блоках 448 замыкается аварийный контур и, соответственно, экстренный тормоз не активируется, и таким образом никакое аварийное торможение не инициируется. В функциональном блоке 450 предопределенным образом осуществляется управление хвостовыми сигналами поезда. Блок 450 связан со своей стороны с выводом 441′ подключения напряжения единицы подвижного состава. Переход к блоку 444, в котором устанавливается флаг „обрыв поезда отсутствует", в качестве альтернативы функциональному блоку 442, может также осуществляться через функциональный блок 446, в котором проверяется, нет ли обрыва поезда в месте сцепки. Функциональный блок 442 будет успешно пройден тогда, когда вагон, проверяемый в соответствии с логической структурой по фиг.4С, представляет собой конечный вагон 230, в то время как функциональный блок 446 согласно фиг.4С будет успешно пройден тогда, когда проверяемый вагон не является конечным вагоном 230 и одновременно нет обрыва поезда в сцепном устройстве 241.
Логические структуры, проиллюстрированные выше на диаграммах со ссылкой на фиг.4А, 4В, 4С, выгодным образом также реализованы в управляющем устройстве 100, в частности в контроллере 130. Они могут быть реализованы преимущественно как релейные схемы или же в форме программы для микроконтроллера и/или цифрового процессора обработки сигналов (DSP). Возможно также применение программируемых логических ИС (FPGA, CPLD), специализированных ИС или аналогичных.
Описанные выше варианты осуществления позволяют выгодным образом детектировать нежелательное разделение поезда, что может также осуществляться, в частности, независимо от скорости поезда, в том числе в состоянии покоя. Надежное распознавание может также осуществляться для различных конфигураций поезда 200. Охватываются следующие рабочие состояния: нормальный режим работы (с имеющейся системой управления), ограниченный режим работы (управление по магистралям управления поезда без системы управления), буксировочный режим работы с активными частями поезда (единицами подвижного состава).
В следующем предпочтительном варианте осуществления после включения единицы 210 подвижного состава или, соответственно, состава 200 единиц подвижного состава автоматически детектируются состояния сцепки „механически сцеплено" или „механически не сцеплено" посредством сигналов S1, S2, S3 состояния сцепки и датчиков 121, 122, 123 (например, концевых выключателей), и устанавливается или, соответственно, инициализируется флаг „обрыв поезда отсутствует". Флаг может быть реализован, например, на монтажной схеме с помощью реле. Если состояние сцепки на несцепленном месте 243 сцепки конечного вагона 230 изменяется, то это согласно предпочтительному варианту осуществления не оказывает влияния на распознавание обрыва поезда по изобретению. Если, однако, изменяется, состояние на сцепленном месте сцепки (ср. сцепные устройства 241, 242), то реле „обрыв поезда отсутствует" сбрасывается, если раньше или одновременно с этим не был подан или, соответственно, инициирован сигнал, о желательном расцеплении поезда. В этом случае подается сообщение об обрыве поезда или инициируются прочие реакции единицы подвижного состава.
Сигнализация о желательном расцеплении поезда осуществляется, как уже было описано выше, выгодным образом с применением разрешающего сигнала EF расцепления по изобретению, который, со своей стороны, может зависеть от различных критериев (STS, PHLL, MOD).
В следующем особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения осуществляются следующие детальные технические действия: если пульт машиниста активируется на поезде 200 / поездном составе, например, в локомотиве 210, тогда в течение короткого интервала времени опрашивается состояние каждого сцепного устройства 241, 242, 243 в поездном составе 200 и запоминается в управляющем устройстве 100, например, с помощью использования флага „обрыв поезда отсутствует". До новой активации пульта машиниста контроль в соответствии с изобретением остается активным. Если теперь состояние сцепного устройства 241, 242 вследствие нежелательного отделения поезда / нежелательного расцепления изменяется - вне зависимости от вызвавшей это причины (например, вследствие управления клапаном расцепления / применения инструмента для аварийного расцепления и т.д.) - из состояния "сцеплено" в состояние „расцеплено", то флаг „обрыв поезда отсутствует" сбрасывается управляющим устройством 100, и инициируются одна или несколько описанных выше реакций единицы подвижного состава. Реакции единицы подвижного состава могут представлять собой, например, прерывание контура экстренного/аварийного тормоза в еще ведущей части 210 поезда и в отделенной части 220, 230 поезда. Другие реакции единицы подвижного состава, которые могут также предпочтительно выполняться, описаны выше.
При применении соответствующего изобретению принципа выгодным образом становится возможным надежно детектировать нежелательное разделение поезда / нежелательное расцепление сцепного устройства 241, 242, и вызывать требуемые реакции единицы подвижного состава вне зависимости от скорости поезда в различных режимах работы поезда 200.
В частности, с помощью применения соответствующего изобретению принципа могут быть удовлетворены актуальные требования в отношении реакций единицы подвижного состава поезда 200, в частности, в случае нежелательного разделения поезда, в том виде, как они изложены в Дополнительных нормах №В015 „ Цели безопасности в отношении сцепки единиц подвижного состава с автоматической сцепкой на основании §4 AEG и ЕВО" (Ergänzungsregelungen Nr. В015 „aus §4 AEG und ЕВО abgeleitete Schutzziele zum Kuppeln von Fahrzeugen mit automatischer Kupplung im Stand"), Интернет: стартовая страница WWW.EBA.BUND.DE>lnfothek>Fahrzeuge>Bremsen).
Особенно выгодным образом - в отличие от обычных систем - нежелательные события расцепления надежно обнаруживаются теперь также и в состоянии покоя поезда 200.
В следующем особенно выгодном варианте осуществления для формирования разрешающего сигнала EF расцепления осуществляются следующие действия: для сигнализации обычного расцепления посредством соответствующего изобретению разрешающего сигнала EF расцепления, давление в главной воздушной магистрали снижается со значения номинального давления до определенного значения, например, до 2,8 бар, и при наличии дополнительно сигнала STS состояния покоя может проводиться процесс расцепления (например, с помощью ключевого переключателя или тяги расцепления), при этом такой процесс не будет детектирован как обрыв поезда, поскольку управляющее устройство 100 было успешно проинформировано посредством соответствующего изобретению разрешающего сигнала EF расцепления о том, что будет производиться желательный процесс расцепления.
И наоборот, в соответствующих изобретению вариантах осуществления схемой будет также распознана несанкционированная манипуляция на сцепных устройствах (например, нежелательное управление клапаном расцепления / неправомочное обслуживание устройства аварийного расцепления) у подготовленных к отходу транспортных средств 200.
Согласно следующему особенно предпочтительному варианту после сигнализации обрыва поезда, т.е. после распознавания нежелательного расцепления, схема и, соответственно, управляющее устройство 100 могут быть возвращены в прежнее состояние только посредством деактивация и повторной активации пульта машиниста (при необходимости, связанных с повторным подтверждением уже измененной конфигурации поезда) в поезде 200 или части поезда.
Управляющее устройство 100 оборудовано для связи с пультом машиниста тягового (самодвижущегося) вагона 210 или прочей единицы подвижного состава преимущественно интерфейсом 140 связи, однако может также иметь другие интерфейсы или несколько интерфейсов для связи с другими системами.
Согласно следующему особенно предпочтительному варианту осуществления включение хвостовых сигналов поезда в темное время (Zg 2 согласно правилу Ril 301) может быть отметено только приведением в действие специального органа управления машинистом самодвижущейся единицы подвижного состава / машиниста поезда, однако, до этого машинистом поезда должно быть обработано событие "обрыв поезда", например, посредством осуществления соответствующего ввода на предусмотренном для этого человеко-машинном интерфейсе управляющего устройства 100, например, с помощью ключевого переключателя или графического пользовательского планшета. Таким образом могут быть выполнены положения в отношении движения поездов согласно правилу Ril 408.0571 (поезд останавливается из-за непредвиденных обстоятельств, при содействии со стороны единицы подвижного состава).